ДЕКОМПОЗЕР Российский патент 1994 года по МПК C01F7/14 B01F13/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к декомпозерам для разложения алюминатных растворов в производстве глинозема.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является декомпозер, включающий корпус, аэролифт и диспергаторы воздуха в виде рамы-коллектора со штуцерами; на штуцеры надеты перфорированные шланги, выходя из которых пузырьки воздуха попадают на стенки декомпозера и пассивируют их, уменьшая коррозию корпуса.

Недостатком декомпозера является недостаточно высокая интенсивность разложения алюминатного раствора, обусловленная малой скоростью окисления вредных примесей (в частности, сульфидной серы), содержащихся в алюминатном растворе, а также громоздкость диспергаторов и склонность их к быстрому зарастанию кристаллизующимся гидроксидом алюминия вследствие неподвижности рамы-коллектора и перфорированных шлангов. Все это делает практически невозможным промышленное использование декомпозера.

Целью изобретения является интенсификация разложения алюминатного раствора путем окисления примесей и активизации поверхности затравочного гидроксида алюминия, а также повышение монтажно-эксплуатационных качеств диспергаторов воздуха.

Для этого в декомпозере, включающем корпус, аэролифт и диспергаторы воздуха в виде коллектора со штуцерами с закрепленными в них перфорированными шлангами, коллектор выполнен в виде замкнутого сосуда, закрепленного на направляющей трубе с возможностью продольного перемещения относительно этой трубы, а перфорированные шланги свободно свисают со штуцеров коллектора.

На фиг. 1 показан декомпозер, продольный разрез; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - продольный разрез диспергатора воздуха.

Декомпозер содержит корпус 1, крышку 2, аэролифт 3 для перемешивания, тяги 4, крепящие аэролифт 3 к крышке 2, распорную раму 5, к которой крепится аэролифт 3 для предотвращения его колебаний, диспергаторы воздуха в виде коллектора 6 со штуцерами 7, свободно закрепленного с помощью захватов 8 на направляющей трубе 9, опирающейся кронштейном 10 на крышку 2 декомпозера. На штуцерах 7 закреплены перфорированные шланги 11, внутри которых находится упругая проволока 12. Воздух в коллектор 6 подается по центральному гибкому шлангу 13 через регулятор расхода 14. Движение коллектора 6 вдоль направляющей трубы 9 осуществляется с помощью лебедки 15, блока 16 и троса 17.

Декомпозер работает следующим образом. В наполненный алюминатным раствором и затравкой декомпозер подается сжатый воздух - в центральный перемешивающий аэролифт 3 и по центральному гибкому шлангу 13 через регулятор расхода 14 - в коллектор 6. Через штуцеры 7, приваренные к коллектору 6, воздух из коллектора поступает в перфорированные шланги 11, из которых через мелкие отверстия выходит в толщу суспензии алюминатного раствора и кристаллизующегося гидроксида алюминия. Под действием сжатого воздуха шланги 1 всплывают в суспензии; непрерывное движение их в разных направлениях под воздействием выходящего через отверстия воздуха создает мельчайшие пузырьки воздуха в интенсивном перемешивающемся потоке суспензии, окисляющие вредные примеси, а также активизирующие поверхность затравки. Одной из примесей, в частности, является сульфид натрия Na₂S. Чем больше содержание Na₂S в растворе, тем меньше выход Al₂O₃. Кислородом воздуха, поступающего в толщу суспензии, интенсифицируется окисление сульфидной серы, при этом Na₂S переходит в Na₂SO₄, и далее в ветви спекания сера в составе Na₂SO₄ вместе с рыжей содой выводится из процесса, что способствует интенсификации разложения раствора. Оптимизации процесса окисления примесей и разложения способствует возможность вертикального перемещения коллектора 6 вдоль направляющей трубы 9, так как при изменении положения коллектора изменяется соотношение объемов зон интенсивного перемешивания и классификации.

Небольшие размеры коллектора 6 (по сравнению с рамой-коллектором) и его конструкция значительно упрощают его монтаж: свободно свисающие со штуцером 7 перфорированные шланги 11 перед опусканием коллектора 6 в декомпозер связываются в пучок, и коллектор 6 "пропускается" в относительно небольшое отверстие в крышке 2 работающего или пустого декомпозера. Скользя вдоль направляющей трубы 9, коллектор с помощью лебедки 15, блока 16 и троса 17 устанавливается на оптимальной для каждого декомпозера высоте, которая может меняться в процессе работы. В декомпозере шланги 11 освобождаются от связки при подаче в них сжатого воздуха и всплывают в суспензии, занимая радиальное (или близкое к нему) положение.

Свободное свисание перфорированных шлангов 11 со штуцеров 7 коллектора 6 позволяет им плавать в суспензии, перемещаясь под действием сжатого воздуха как по вертикали, так и по горизонтали, что, во-первых, способствует активизации поверхности затравочного гидроксида алюминия и повышению степени разложения раствора и, во-вторых, предотвращает налипание осадков и зарастание диспергаторов, а также аэролифтов и стенок декомпозера при лучшей пассивации их поверхности.

При необходимости (например, декомпозер большого диаметра) может быть установлено несколько коллекторов по окружности декомпозера с общим регулятором расхода воздуха, либо каждый коллектор с автономным регулятором.

Кроме основных, декомпозер имеет ряд дополнительных конструктивных признаков, обусловленных специфической формой коллектора и облегчающих его эксплуатацию в промышленных условиях:
перфорированный шланг 11 обоими своими концами крепится в двух штуцерах 7 коллектора и свободно свисает с них в виде U-образной петли (при таком исполнении воздух поступает в шланг с его концов, что снижает вероятность его забивания;
при закреплении перфорированного шланга 11 в штуцере 7 одним концом, второй, свободный его к онец заглушен - для создания большего давления (напора) в шланге, обеспечивающего большую его подвижность и снижающего вероятность его забивания;
внутри перфорированных шлангов 11 помещена упругая проволока 12 (см. фиг. 3), для придания шлангам большей упругости и предотвращения их запутывания. Для устранения выпадания проволока закрепляется в отверстии штуцера (с внутренней стороны коллектора):
либо припаяна либо скручена;
упругая проволока 12 может быть выполнена в виде спиральной пружины;
коллектор 6 выполнен в виде вертикального отрезка трубы, заглушенного с обоих торцов - это наиболее простая форма выполнения коллектора; штуцеры 7 при этом могут быть расположены как на боковой поверхности коллектора, так и в днище его (см. фиг.1). Возможны и другие формы выполнения коллектора, например, в виде кольца;
коллектор 6 снабжен захватами 8 (одним или несколькими - по мере необходимости), с помощью которых он закреплен на направляющей трубе 9 с возможностью его свободного скольжения вдоль трубы;
на захвате 8 выполнена прорезь (см. фиг.2) со стороны кронштейна 10, для обеспечения возможности прохождения через кронштейн 10 коллектора 6 при его монтаже внутрь корпуса 1 или при его изъятии из корпуса 1 декомпозера;
воздух в коллектор 6 подается по гибкому шлангу 13, для удобства подъема и опускания коллектора в пустой или работающий декомпозер, а также для удобства регулирования высоты местоположения коллектора 6 на направляющей трубе 9 в процессе его зксплуатации.

П р и м е р. Алюминатный раствор с содержанием 135 г/л Al₂O₃ и каустическим модулем 1,76 подвергали разложению в течение 56 ч при затравочном отношени 2,0 в декомпозерах двух конструкций: с диспергатором в виде рамы-коллектора (прототип) и с диспергатором в виде вертикального отрезка трубы, заглушенного с торцов, со свободно свисающими шлангами (предлагаемая конструкция). Результаты разложения приведены в таблице. Для наглядности в таблице приведены также данные по обычному декомпозеру и без диспергатора.

Как видно из таблицы, предлагаемая конструкция декомпозера обеспечивает экономию затрат, по сравнению с прототипом, на 53,75-44,18 = 9,57 руб. на 1 т Al₂O₃.

Таким образом, предлагаемая конструкция декомпозера позволяет:
1. Ускорить процесс окисления примесей, активизировать поверхность затравки и интенсифицировать разложение алюминатного раствора за счет:
а) специфической формы выполнения коллектора в виде замкнутого сосуда, на штуцерах которого закреплены перфорированные шланги;
б) подвижности самого коллектора внутри декомпозера в вертикальном направлении;
в) подвижности перфорированных шлангов, свободно свисающих со штуцеров коллектора.

2. Повысить монтажно-эксплуатационные качества диспергаторов воздуха за счет:
а) устранения зарастания осадком коллектора и перфорированных шлангов в результате подвижности шлангов, свободно свисающих со штуцеров коллектора;
б) упрощения монтажа и демонтажа коллектора внутри пустого или работающего декомпозера, обусловленных как подвижностью самого коллектора внутри декомпозера в вертикальном направлении, так и формой закрепления шлангов в штуцерах коллектора (свободное свисание).

Использование: в цветной металлургии, в частности к декомпозерам для разложения алюминатных растворов в производстве глинозема. Сущность: декомпозер включает корпус, аэролифт и диспергатор воздуха в виде коллектора со штуцерами с закрепленными в них перфорированными шлангами. Декомпозер снабжен также направляющей, коллектор выполнен в виде замкнутого сосуда и закреплен на направляющей с возможностью продольного перемещения относительно нее. Перфорированные шланги выполнены с возможностью свисания со штуцером коллектора. 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. ДЕКОМПОЗЕР, включающий корпус, аэролифт и диспергатор воздуха в виде коллектора со штуцерами с закрепленными в них перфорированными шлангами, отличающийся тем, что он снабжен направляющей, коллектор выполнен в виде замкнутого сосуда, закрепленного на этой направляющей с возможностью продольного перемещения относительно нее, а перфорированные шланги с возможностью свисания со штуцеров коллектора. 2. Декомпозер по п. 1, отличающийся тем, что перфорированный шланг своими концами закреплен в двух штуцерах коллектора с возможностью свободного свисания с них в виде U-образной петли. 3. Декомпозер по п.1, отличающийся тем, что свободный конец перфорированного шланга заглушен. 4. Декомпозер по п.1, отличающийся тем, что внутри перфорированных шлангов помещена упругая проволока. 5. Декомпозер по пп.1 и 4, отличающийся тем, что упругая проволока выполнена в виде спиральной пружины. 6. Декомпозер по пп.1 и 4, отличающийся тем, что оба конца упругой проволоки закреплены в штуцерах коллектора. 7. Декомпозер по п.1, отличающийся тем, что коллектор выполнен в виде вертикального отрезка трубы, заглушенного с торцов. 8. Декомпозер по п.1, отличающийся тем, что коллектор выполнен с одним или несколькими захватами, обеспечивающими возможность его передвижения вдоль направляющей. 9. Декомпозер по пп.1 и 7, отличающийся тем, что он снабжен кронштейном, крепящим направляющую к крышке декомпозера, а захват выполнен с прорезью со стороны кронштейна. 10. Декомпозер по п.1, отличающийся тем, что направляющая выполнена в виде трубы.