АВТОКЛАВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1994 года по МПК C01F7/46 

Изобретение относится к оборудованию производства глинозема, конкретно к автоклавным установкам для обескремнивания алюминатных растворов.

Известны автоклавные установки для обескремнивания алюминатных растворов с работой в режиме кипения.

Наиболее близкой по технической сущности является автоклавная установка, состоящая из автоклавов, между которыми расположены паролифты, а над первым автоклавом расположен контактный теплообменник, соединенный с помощью коллектора с верхними частями автоклавов. В этой установке пар от внешнего источника поступает параллельно во все паролифты автоклавов для паролифтного перемешивания пульпы в автоклавах и ее перекачки из автоклава в автоклав.

Недостатками этой установки является:
- подача пара от внешнего источника во все паролифты приводит к разбавлению раствора и исключает возврат конденсата пара на ТЭЦ, что вызывает энергетические затраты на дополнительную упарку раствора в выпарных батареях и на нагрев воды перед химводоочисткой на ТЭЦ;
- параллельная выдача пара от внешнего источника во все контактные паролифты, что ограничивает интенсификацию перемешивания пульпы в автоклавах, количеством подаваемого пара от внешнего источника пара.

Целью изобретения является интенсификация процесса обескремнивания и снижения капитальных и энергетических затрат.

На чертеже изображена автоклавная установка.

Установка содержит струйный подогреватель 1, автоклавы 2, работающие с высоким уровнем пульпы, с контактными паролифтами 3, автоклав 4, работающий с пониженным уровнем пульпы, с поверхностным паролифтом 5 и соединенным с автоклавом патрубками 6, 7, из которых верхний 7 расположен на уровне врезки паропроводов в контактные паролифты, паропровод 8, соединяющий патрубок 9 выхода пара автоклава 4 с контактными паролифтами, сифонный переток 10, расположенный между автоклавами 2 и 4, и паропроводы 11, 12 от внешнего источника 13 пара, соединенного с поверхностным паролифтом 5 и концом сифонного перетока 10, штуцер 14 слива пульпы из автоклава 4, расположенного ниже штуцера 6, а также патрубок 15 слива конденсата поверхностного паролифта 5.

Установка работает следующим образом.

Раствор с затравкой белого шлама подают через струйный подогреватель 1 в первый автоклав 2, снабженный для перемешивания контактным паролифтом 3. Из первого автоклава с помощью паролифтов осуществляется перекачка пульпы в последующие автоклавы. В этих автоклавах на 90-95% осуществляется процесс обескремнивания раствора, однако качество и сортность глинозема зависит от обескремнивания в последнем автоклаве, где в растворе накапливается наибольшее количество белого шлама и где поэтому желательно наиболее интенсивное перемешивание. Переток пульпы из последнего автоклава 2 в автоклав 4, работающий при более низком уровне и более высоком давлении, осуществляется с помощью сифонного перетока 10, верхняя часть которого сообщается с паровым пространством автоклавов 2 и находится на высоте уровней верхних соединений паролифтов 3 с автоклавом 2, что обеспечивает совместно с работой паролифтов 3 поддержание стабильного уровня пульпы в автоклавах.

В нижнюю часть перетока 10 по паропроводу 12 предусматривается подача небольшой части пара от внешнего источника 13, при этом появляется возможность регулировать концентрацию щелочи в растворе после установки, что особо необходимо, например, для производства малощелочного глинозема для производства электрокорунда, а также регулировать уровень пульпы в нисходящей ветви перетока 10.

Чем больше будет подача пара в переток 10, тем ниже будет концентрация щелочи в растворе и тем ниже будет уровень пульпы в ветви сифона 10.

Готовая пульпа вместе с отвалившимися корками после автоклава 4 поступает через сливную трубу 14 в систему самоиспарителей и далее в сгустители белого шлама.

Пар по паропроводу 11 от внешнего источника 13 пара поступает в межтрубное пространство поверхностного паролифта 5, при этом интенсивная циркуляция образуется за счет разности удельных весов, также как и в контактных паролифтах, парожидкостной смеси в паролифте и пульпы в автоклаве.

Паролифт 5 подключается к автоклаву 4 патрубками 6 и 7, причем верхний патрубок устанавливается на уровне подсоединения паропровода 8 к паролифтам 3, что обеспечивает самотечный слив пульпы из автоклавов 2, без повышения в них уровня пульпы, так как давление пара будет выше пропорционально высоте слоя барботажа паром в паролифтах 3. Нижний патрубок 6 устанавливают на высоте выше сливного патрубка трубы 14, что исключает попадание корок, образующихся в первых автоклавах 2, в греющие трубки паролифта 5, при этом значительно повышается его работоспособность. Конденсат по трубе 14 отводится на ТЭЦ.

В производстве глинозема установки заявленной конструкции могут быть применены для обескремнивания алюминатных растворов.

Для обескремнивания алюминатных растворов успешно начали внедряться автоклавные установки с паролифтным перемешиванием. Паролифтное перемешивание позволяет существенно повысить производительность установок до 20-50%, снизить зарастание автоклавов в 2-6 раз. Интенсивность паролифтного перемешивания пропорционально зависит от количества подаваемого в паролифты греющего пара, которое в свою очередь зависит от температуры нагрева и степени рекуперации тепла.

В предложенной установке:
- проточные трубы по низку автоклавов отделены от поверхностного паролифта, что обеспечивает его работоспособность;
- при двухступенчатом использовании греющего пара, подаваемого только в поверхностный паролифт, позволяет в 2 раза увеличить количество пара на перемешивание и обеспечить возврат тепла с конденсатом на ТЭЦ и за счет этого снизить расход пара на установку на 16%;
- подача пара на поверхностный паролифт обеспечит упарку воды в установке, что соответственно снизит расход пара на упарку растворов в последующем переделе - выпарке, а также позволит повысить производительность последующих переделов за счет снижения потоков.

На одном из глиноземных комбинатов применяются автоклавные установки производительностью 280 м³/ч раствора при температуре обескремнивания 150^оС и расходе пара 34 т/ч.

Автономное подключение поверхностного паролифта к автоклаву с установкой нижнего штуцера выше сливного и исключение функции перекачки пульпы из соседнего автоклава, заменой переливом пульпы с помощью сифонообразного перетока, с более высокого уровня на специально образованный нижний исключит закупорку трубок корками.

По сравнению с известной установкой весь пар 34 т/ч поступит в поверхностный паролифт, при этом упарится воды 34 т/ч, т.е. и возвратится конденсата на 30,6 т/ч больше.

Использование: в производстве гликозема. Сущность: установка состоит из группы автоклавов с контактными паролифтами, струйного подогревателя, расположенного над первым автоклавом, автоклава с поверхностным паролифтом, соединенным верхним патрубком с паропроводом. Между автоклавами с контактными паролифтами и автоклавом с поверхностным паролифтом установлен сифонный переток. Поверхностный паролифт и сифонный переток соединен с паропроводами с внешним источником пара. 1 ил.

1. АВТОКЛАВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ, состоящая из автоклавов, снабженных патрубками для выхода пара и пульпы, паропровода от внешнего источника пара, паролифтов, соединенных с автоклавами в верхней и нижней его частях, и подогревателя, установленного над первым автоклавом, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса обескремнивания и снижения капитальных и энергетических затрат, она снабжена сифонным перетоком, дополнительно поверхностным паролифтом с верхним и нижним патрубками, паролифты выполнены контактными, а подогреватель - струйным, поверхностный паролифт соединен по крайней мере с одним из последних автоклавов, паропроводом с внешним источником пара,патрубок выхода пара из автоклава с поверхностным паролифтом соединен паропроводом с контактными паролифтами, при этом верхний патрубок поверхностного паролифта установлен на уровне соединения паропровода с контактными паролифтами, а нижний - выше патрубка выхода пульпы из автоклава, сифонный переток расположен между автоклавами с контактными паролифтами и автоклавом с поверхностным паролифтом, верхняя часть сифонного перетока расположена на уровне верхнего соединения контактных паролифтов с автоклавом. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сифонный переток соединен с внешним источником пара.