本发明专利技术提供一种高效除砂装置，包括除砂罐、设于除砂罐内的分离器，以及搅拌装置；所述分离器包括锥形的下锥部，所述下锥部底端开口的口径大于其顶端开口的口径；所述搅拌装置包括竖直设于除砂罐中部的搅拌轴，搅拌轴的底端连接有搅拌桨，顶端连接至设于除砂罐外侧的搅拌机，所述搅拌桨设于分离器的上方；所述除砂罐底部侧壁上设有连通至下锥部内的进料管，所述进料管的出口端开口向上，除砂罐顶部侧壁上开设有出液口；所述除砂罐底部设有倒锥形的锥形罐底，所述锥形罐底的底端中部开设有出砂口，所述出砂口、分离器和搅拌轴同轴设置。采用本发明专利技术所述的除砂装置，可以有效提高除砂效率，以减轻对后续处理系统的影响。以减轻对后续处理系统的影响。以减轻对后续处理系统的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种高效除砂装置及使用方法
[0001]本专利技术属于砂水分离技术设备领域，具体涉及一种高效除砂装置及使用方法。
技术介绍
[0002]随着碳达峰，碳中和进程推进，可再生能源的利用愈发受到重视。厌氧发酵作为可再生物质转化能源利用的核心功能区，其功能愈发受到重视。为保证厌氧发酵的长期稳定运行，预处理显得尤为重要。
[0003]餐厨垃圾作为有机垃圾中重要组成部分，其预处理通常采用“筛分+制浆+提油”为核心功能的工艺，目前沉砂通常采用旋流除砂器和螺旋式砂水分离器单独或者合在一起使用，其对较大粒径的砂砾有较好的去除率，但是当砂砾粒径较小时容易受到水流或者设备的扰动，在下沉后再次漂浮随水流一起进入后续处理系统，加快三相分离机的磨损和导致厌氧罐内砂砾沉积，需要定期清理罐体。而畜禽粪便在饲养或者做床垫过程中也会有一定砂砾的带入，并且砂砾的粒径分布较广，如果不能有效去除这些砂砾，后续会堵塞管道及磨损设备，且会加大清理工作量。
[0004]因此，针对垃圾中砂砾粒径分布较广的砂砾，如何采取有效除砂及提高除砂效率以减轻对后续处理系统的影响仍然是亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种高效除砂装置及使用方法，以实现对不同粒径砂砾进行高效去除。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种高效除砂装置，包括除砂罐、设于除砂罐内且上下开口的分离器，以及设于分离器上方的搅拌装置；其中，
[0007]所述分离器包括锥形的下锥部，所述下锥部底端开口的口径大于其顶端开口的口径；所述搅拌装置包括竖直设于所述除砂罐中部的搅拌轴，所述搅拌轴的底端连接有搅拌桨，顶端连接至设于所述除砂罐外侧的搅拌机，所述搅拌桨设于所述分离器的上方；
[0008]所述除砂罐底部侧壁上设有连通至所述下锥部内的进料管，所述进料管的出口端开口向上，所述除砂罐顶部侧壁上开设有出液口；所述除砂罐底部设有倒锥形的锥形罐底，所述锥形罐底的底端中部开设有出砂口，所述出砂口、分离器和搅拌轴同轴设置。
[0009]本专利技术进一步设置为，所述分离器顶端和其上方的所述搅拌桨之间的间距为200～400mm。
[0010]本专利技术进一步设置为，所述锥形罐底和下锥部之间还设有上下开口的倒锥形的内锥罐底，所述内锥罐底的顶端口径等于所述除砂罐的内径，所述内锥罐底顶端的水平高度不低于所述下锥部底端的水平高度，且所述下锥部的底端和所述内锥罐底之间设有缝隙。
[0011]本专利技术中所述的除砂装置，所述分离器的设置减少了分离器和内锥罐底之间的水流受搅拌机的影响，使其具有静置沉淀的特性，提高了小砂砾的去除效果；所述内锥罐底的设置，则缩短了分离器截留的砂砾沉降时间，增加了小颗粒砂砾沉降的几率，减少其随液体
从缝隙流出的概率；并且在后续对沉积的砂砾进行清洗过程中，砂砾与清洗气体会发生剧烈碰撞，而内锥罐底的设置就极大降低了沉积砂砾因气体清洗砂砾表面有机质而重回液相中的几率，增加了清洗的洁净度和砂砾的截留度。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述分离器的下锥部的底端和所述内锥罐底之间缝隙的竖直高度Δh≥50mm，内锥罐底顶端的水平高度不低于所述下锥部底端的水平高度。
[0013]本专利技术中，对于所述分离器的下锥部和所述内锥罐底之间缝隙高度的设置，有利于分离器外壁沉淀的砂砾滑落到内锥底，最终进入锥形罐底内；并且由于液体上升过程中会有两个方向速度，一个是垂直向上的速度，一个是平行与内锥底方向的速度，若分离器与内锥底之间距离Δh太大，导致部分砂砾点到分离器与内锥斜面的间隙斜面距离与斜面速度的比值大于Δh与砂砾垂直速度的比值，会导致砂砾未被拦截而流出；而若间隙太小则不利于分离器外壁砂砾的流入和内部液体的流出。
[0014]本专利技术进一步设置为，沿所述除砂罐的内侧壁均匀分布有至少两块径向设置的竖直挡板，所述竖直挡板的一侧边和所述除砂罐的内侧壁相连接。搅拌装置启动后，在离心力的作用下砂砾碰到侧板发生沉降。
[0015]本专利技术中，所述竖直挡板直接焊接在所述除砂罐的内侧壁上，或者通过连接件将所述竖直挡板可拆卸地安装于所述除砂罐的内侧壁上。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述竖直挡板的宽度为100～150mm。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述除砂罐的罐体高度和直径的比值为1.5～3.0，所述锥形罐底的高度和所述除砂罐的高度比为0.2～1.2。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述分离器的下锥部的高度和所述除砂罐的高度比为0.15～0.6。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述竖直挡板的底端连接在所述除砂罐侧壁的顶部，所述竖直板的底端连接于所述内锥罐底上方的所述除砂罐侧壁的底部，所述下锥部的底端口径等于所述除砂罐的内径与2倍所述竖直挡板宽度之差。
[0020]本专利技术进一步设置为，所述下锥部的母线和水平面之间的水平夹角为55～65
°
。
[0021]本专利技术进一步设置为，所述内锥罐底的母线和水平面的水平夹角为45～55
°
，所述锥形罐底的母线和水平面的水平夹角为55～75
°
。
[0022]本专利技术进一步设置为，所述进料管的出口端开口竖直向上，且同轴设于所述下锥部的中部，所述进料管的出口端上方连接有进水挡板，所述进水挡板通过连接件连接至所述进料管。优选的，所述进水挡板水平设于所述进料管的出口端上方。该种设置使得经所述进料管输送至所述下锥部内的液体，经所述进水挡板阻挡后，与所述下锥部的内侧壁相碰撞，防止进料管排出的液体经所述下锥部顶端出口直接排出。
[0023]本专利技术进一步设置为，所述分离器还包括设于所述下锥部上方的倒锥形的上锥部，所述上锥部的底端开口口径小于其顶端开口的口径，所述上锥部的底端开口和所述下锥部的顶端开口相连接且口径相等，所述上锥部和下锥部组成沙漏形的分离器。该种设置，可以使流出液体的砂砾在搅拌机离心力下下落，且所述分离器外壁减轻阻挡水流在分离器外部影响，有利于形成静置沉淀区，有利于颗粒的沉降。
[0024]本专利技术进一步设置为，所述上锥部的高度和所述除砂罐的高度为0.05～0.4。
[0025]本专利技术进一步设置为，所述上锥部的高度和顶端口径小于所述下锥部的高度和顶
端口径。
[0026]本专利技术进一步设置为，所述锥形罐底底部的侧壁上还连接有若干根气体冲洗管，所述气体冲洗管的进口连接至外侧压缩空气源或蒸汽源，所述除砂罐顶端开设有除臭排气口。热蒸汽或压缩空气用于对沉积于所述锥形罐底内的砂砾进行清洗，降低砂砾中附着的有机物含量，清洗后的气体经所述除臭排气口排出，再进入后续的出口系统进行处理。优选的，所述气体冲洗管为2～4根。
[0027]本专利技术中，所述压缩空气为0.6
‑
0.8Mpa；对于粘度较大的物料或后续需要升温的液体，清洗时优选蒸汽清洗。
[0028]本专利技术进一步设置为，所述气体冲洗管的出口与所述锥形罐底侧壁径向相切。该种设置减少砂砾黏附在锥壁，对砂砾清洗作用更佳。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效除砂装置，包括除砂罐、设于除砂罐内且上下开口的分离器，以及设于分离器上方的搅拌装置；其特征在于，所述分离器包括锥形的下锥部，所述下锥部底端开口的口径大于其顶端开口的口径；所述搅拌装置包括竖直设于所述除砂罐中部的搅拌轴，所述搅拌轴的底端连接有搅拌桨，顶端连接至设于所述除砂罐外侧的搅拌机，所述搅拌桨设于所述分离器的上方；所述除砂罐底部侧壁上设有连通至所述下锥部内的进料管，所述进料管的出口端开口向上，所述除砂罐顶部侧壁上开设有出液口；所述除砂罐底部设有倒锥形的锥形罐底，所述锥形罐底的底端中部开设有出砂口，所述出砂口、分离器和搅拌轴同轴设置。2.根据权利要求1所述的一种高效除砂装置，其特征在于，所述锥形罐底和下锥部之间还设有上下开口的倒锥形的内锥罐底，所述内锥罐底的顶端口径等于所述除砂罐的内径，所述内锥罐底顶端的水平高度不低于所述下锥部底端的水平高度，且所述下锥部的底端和所述内锥罐底之间设有缝隙。3.根据权利要求2所述的一种高效除砂装置，其特征在于，所述下锥部的底端和所述内锥罐底之间缝隙的竖直高度Δh≥50mm。4.根据权利要求1所述的一种高效除砂装置，其特征在于，沿所述除砂罐的内侧壁均匀分布有至少两块径向设置的竖直挡板，所述竖直挡板的一侧边和所述除砂罐的内侧壁相连接。5.根据权利要求1所述的一种高效除砂装置，其特征在于，所述除砂罐的罐体高度和直径的比值为1.5～3.0，所述锥形罐底的高度和所述除砂罐的高度比为0.2～1.2，所述下锥部的高度和所述除砂罐的高度比为0.15～0.6。6.根据权利要求2所述的一种高效除砂装置，其特征在于，所述下锥部的母线和水平面的水平夹角为55～65
°
，所述内锥罐底的母线和水平面的水平夹角为45～55
【专利技术属性】
技术研发人员：杨学志，李晨彬，陈雷，杨文浩，李才，席晨，
申请(专利权)人：上海环境工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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