СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1994 года по МПК C22B1/00 

Изобретение относится к химической промышленности, металлургической и может быть использовано при обжиге колчедана в печах кипящего слоя при производстве серной кислоты, а также в металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности при обработке мелкодисперсных веществ.

Существующие способы обжига мелкодисперсных веществ не позволяют достичь стабильных параметров работы обжиговых агрегатов, особенно при соотношениях между воздухом и серным колчеданом, близким к стехиометрическим.

Наиболее близким техническим решением является способ обжига сульфидных полидисперсных материалов в псевдоожиженном слое, в котором предусматривается подача полидисперсных сульфидных материалов в реакционное пространство с одновременной подачей окислителя под слой насыпки полидисперсного материала со скоростью, составляющей 0,3-0,4 от скорости псевдоожижения наиболее крупных частиц.

Но указанный способ не учитывает гидродинамические и физико-химические особенности мелкодисперсных частиц полидисперсных материалов, а именно наличие на поверхности этих частиц пограничного слоя газовой фазы, оказывающих влияние на эффективность обжига.

Целью изобретения является интенсификация процесса обработки путем гидродинамического воздействия на пограничный слой газовой фазы мелкодисперсных веществ.

Сущность способа заключается в следующем.

Псевдоожиненный реагент делится на два потока: основной и вспомогательный, причем основной поток подают под слой и в слой насыпки мелкодисперсных веществ, а вспомогательный поток делят на отдельные единичные струи и подают в реакционное пространство в слой насыпки и выше его верхней границы под углом к направлению движения основного потока. При этом подачу осуществляют так, чтобы единичные смежные струи пересекались в реакционном пространстве, а векторы их средних скоростей были направлены в осевую область реакционного пространства, что в целом приводит к пересечению всех единичных струй вспомогательного потока, и они образуют систему струй, создающую вторичный поток, который объединяет единичные струи вспомогательного потока. Отношение длин факелов смежных пересекающихся струй необходимо поддерживают в пределах 1,0 до 500,0, а их относительные скорости в точке пересечения - в пределах 1,0-332,0. В этих пределах отношений длин факелов смежных струй и их скоростей происходит резкое уменьшение толщины пограничного слоя, особенно при относительных скоростях больше 60, а по достижении околозвуковых скоростей происходит срыв пограничного слоя с поверхности мелкодисперсных частиц, вовлекаемых в область действия единичных струй и вторичного потока вспомогательного потока, что повышает эффективность обработки.

П р и м е р. При обжиге серного колчедана подают воздух в объеме 45000 нм³/ч. Часть воздуха в количестве 36000 нм³/ч подают под слой насыпки колчеданного огарка через воздухораспределительную подину печи (основной поток). Оставшуюся часть воздуха в количестве 9000 нм³/ч подают в слой насыпки колчеданного огарка выше уровня подины, а также выше верхнего уровня насыпки колчеданного огарка, находящегося в стадии псевдоожижения.

Эту часть воздуха (вспомогательный поток) подают в слой и над слоем системой единичных струй в количестве 16 штук (8 - в слой и 8 - выше уровня слоя). При этом отношение длин факелов смежных струй равно 3,0, а относительная скорость в точке пересечения равна 30.

При использовании способа достигается стабилизация всех параметров обжигового агрегата, обеспечивается снижение концентрации серы в огарке ниже требований по регламенту и содержание диоксида кремния в обжиговых газах, близким к теоретически возможной его концентрации. Увеличивается степень улавливания пыли в электрофильтрах вплоть до достижения 100%-й очистки.

Использование: металлургическая, топливно-энергетическая, химическая промышленность. Сущность: подаваемые в реакционное пространство жидкие и газообразные реагенты делят на два потока, один из которых - основной подают под слой и в слой насыпки мелкодисперсных веществ, а вспомогательный поток подают в слой насыпки и выше его верхней границы системой единичных струй, причем вектор средней скорости каждой струи был направлен в осевую область реакционного пространства. Отношение скоростей основного и вспомогательного потоков в точке пересечения смежных струй поддерживали в пределах 1 332. 3 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий подачу их в реакционное пространство с одновременной подачей газообразных или жидких реагентов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса обработки путем гидродинамического воздействия на пограничный слой газовой фазы мелкодисперсных веществ, газообразные или жидкие реагенты подают в реакционное пространство двумя потоками - основным и вспомогательным, причем основной поток подают под слой насыпки и в слой насыпки мелкодисперсных веществ, а вспомогательный поток подают в слой насыпки и выше его верхней границы системой единичных струй, направленных под углом к направлению движения основного потока, при этом вектор средней скорости каждой струи из системы единичных струй направляют в основную область реакционного пространства, оконтуренного системой единичных струй вспомогательного потока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации взаимодействия компонентов, начало каждой струи из системы вспомогательного потока располагают на окружности так, чтобы осевые линии струй или их продолжение пересекались под углом 360^o/n, где n - количество струй вспомогательного потока. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения степени классификации продуктов по массе, отношение длин факелов смежных струй поддерживают в пределах 1 - 500. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени химического превращения мелкодисперсных частиц, отношение скоростей основного и вспомогательного потоков газов в точке пересечения смежных струй поддерживают в пределах 1 - 332.