АВТОКЛАВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БОКСИТОВ Российский патент 2001 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к производству глинозема, конкретно к установкам, предназначенным для выщелачивания бокситов.

Известна автоклавная установка для выщелачивания боксита (SU 1188101 А, 30.10.1985. ), включающая автоклавы, барботер, расположенный в нижней части первого автоклава, конденсатор, паропроводы с внешним источником пара, переточные трубопроводы, соединяющие нижнюю часть предыдущего с верхней частью последующего автоклава.

Недостатками этой установки являются:
- разбавление пульпы конденсатом греющего пара, которое приводит к увеличению выпарных батарей с увеличением расхода пара на выпаривание и электроэнергии на перекачки внутри выпарных батарей;
- увеличение удельной металлоемкости автоклавов из-за повышения в них давления для исключения вскипания пульпы в автоклавах и в связи с преодолением сопротивления перетока;
- необходимость значительного повышения давления греющего пара на преодоление гидростатического давления пульпы и сопротивления переточных труб при расположении барботера внизу первого автоклава.

Технической задачей изобретения является создание установки, позволяющей значительно интенсифицировать при использовании ее для выпаривания раствора теплопередачу через трубчатую поверхность с исключением ее зарастания и повысить эффективность использования объема автоклавов для выщелачивания боксита и обескремнивания раствора.

Технический результат достигается тем, что автоклавная установка для выщелачивания боксита, включающая автоклавы, барботер, конденсатор, паропровод с внешним источником пара, переточные трубопроводы, соединяющие нижнюю часть предыдущего с верхней частью последующего автоклава, содержит первый автоклав с расположенным под ним конденсатором и соединенным с ним трубопроводами и заглубленным под уровень пульпы барботером, по крайней мере, один автоклав с поверхностным паролифтом, соединенным паропроводом с внешним источником пара и соединенным паропроводом с барботером первого автоклава, автоклавы, соединенные паропроводами с конденсатором. При этом автоклав с поверхностным паролифтом установлен между автоклавами, соединенными паропроводами с конденсатором и снабженными переточными трубопроводами, при этом переточные трубопроводы соединены с паропроводом от автоклава с поверхностным паролифтом на уровне барботера.

К одному автоклаву подключено не менее двух поверхностных паролифтов.

Внутри автоклава с поверхностным паролифтом установлена коробка с отверстиями, диаметр которых составляет 0,5-0,9 диаметра греющих трубок поверхностного паролифта.

Паропровод, соединяющий автоклав с поверхностным паролифтом с барботером, соединен также с внешним потребителем пара.

На чертеже представлена установка для выщелачивания боксита.

Установка состоит из конденсатора (струйного подогревателя) 1, первого автоклава 2 с барботером 3 и трубой отвода газов 4, переточных труб 5 с паропроводами 6, автоклава 7, автоклава 8 с поверхностным паролифтом 9 и коркоулавливающей коробкой 10, автоклавов 11, внешнего источника пара 12, паропровода 13 с регулятором 14 и потребителя пара 15.

Установка работает следующим образом.

Нагретая пульпа сепараторным паром поступает через конденсатор 1, где конденсируется отработанный пар после перетоков 5 автоклавов 7 и 11, в автоклав 2. В автоклаве 2 пульпа через барботер 3 догревается до температуры кипения вторичным паром после автоклава 8 с поверхностным паролифтом 9. Из автоклава 2 пульпа по переточным трубопроводам 5 с подачей в них части небольшого количества вторичного пара поступает в автоклав 7 и затем - в автоклав 8.

В автоклаве 2 образуется наибольшее пересыщение раствора по накипеобразующим примесям, которое многократно снижается по мере выдержки в автоклавах 7, 8 и обеспечивает высокую теплопередачу через поверхность испарения поверхностного паролифта 9. По крайней мере, в одном автоклаве 8 осуществляется упарка и интенсивное перемешивание пульпы с помощью поверхностного паролифта 9, снабженного коркоулавливающим устройством 10.

Из автоклава 8 упаренная пульпа с повышенным содержанием щелочи по переточным трубопроводам 5 с паропроводами 6 перекачивается последовательно в автоклавы 11, где и заканчивается выщелачивание боксита.

Пар от внешнего источника 12 поступает в межтрубное пространство поверхностного паролифта 9, и образующийся при этом вторичный пар очищается от абразивных частичек пульпы в сепарационном пространстве автоклава 8, образованного за счет вытеснения пульпы повышенным давлением пара по сравнению с давлением пара в автоклавах 2, 7, 11.

Вторичный пар через барботер 3 и паропроводы 6, подается в автоклав 2 и перетоки 5 под уровень пульпы в автоклавах 2, 7, 11 на уровне верхнего штуцера поверхностного паролифта 9, чем и достигается нагрев пульпы до температуры кипения, перекачка пульпы между автоклавами и необходимое давление вторичного пара для образования вытеснением, сепарационного пространства в автоклаве 8.

Отработанный пар переточных трубопроводов поступает в конденсатор 1. Неконденсирующиеся газы, образующиеся в результате нагрева, отводятся из автоклава 2 по трубопроводу 4.

В случае необходимости повышения концентрации щелочи, а также для осуществления автоматического поддержания концентрации раствора часть вторичного пара по паропроводу 13 с регулятором 14 может отбираться на нужды потребителя пара 15.

При реконструкции автоклавных батарей с целью удобства обслуживания и при ограниченности здания к одному автоклаву могут быть подключены два или более поверхностного паролифта.

В случаях ограниченных возможностей нагрева пульпы до более высокой температуры из-за низкого давления греющего пара и необходимости увеличения выдержки пульпы для выщелачивания боксита после выпаривания пульпы поверхностными паролифтом или для удаления накипеобразующих примесей перед поверхностным паролифтом. Количество автоклавов 7 и 11 может быть увеличено, а при более высокой температуре процесса сокращено.

Для снижения веса поверхностного паролифта и удобства его обслуживания к одному автоклаву может быть подключено два поверхностных паролифта, а в случае необходимости увеличения сепарационного объема для очистки пара от абразивных частиц число автоклавов с поверхностным паролифтом может быть увеличено.

В случаях переработки сырья с образованием отвалившихся корок от стенок автоклава предусматривается установка коробки с отверстиями, диаметр которых составляет в пределах 0,9-0,5 диаметра греющих трубок.

Увеличение диаметра отверстий более 0,9 диаметра вызовет забивание греющих трубок, а менее 0,5 диаметра трубок - к повышенному забиванию коробки.

В некоторых вариантах для сокращения выпарки маточного раствора и интенсификации выщелачивания, имеется возможность увеличить концентрацию щелочи в автоклавах и поддерживать ее автоматически на оптимальном уровне, отбором части пара для потребителя пара, например, на выпарку маточного раствора, на подогреватели пульпы перед реакционными автоклавами или другие нужды производства.

Изобретение используют в производстве глинозема для выщелачивания боксита. Автоклавная установка для выщелачивания боксита включает автоклавы, барботер, конденсатор, паропровод с внешним источником пара, переточные трубопроводы, соединяющие нижнюю часть предыдущего с верхней частью последующего автоклава. Она содержит первый автоклав с расположенным над ним конденсатором и заглубленным под уровень пульпы барботером, по крайней мере, один автоклав с поверхностным паролифтом, соединенным паропроводом с внешним источником пара и соединенным паропроводом с барботером первого автоклава, автоклавы, соединенные паропроводами с конденсатором, при этом автоклав с поверхностным паролифтом установлен между автоклавами, соединенными паропроводами с конденсатором и снабженными переточными трубопроводами, при этом переточные трубопроводы соединены с паропроводом от автоклава с поверхностным паролифтом на уровне барботера. К одному автоклаву подключено не менее двух поверхностных паролифтов. Внутри автоклава с поверхностным паролифтом установлена коробка с отверстиями, диаметр которых составляет в пределах 0,9-0,5 диаметра греющих трубок поверхностного паролифта. Паропровод, соединяющий автоклав с поверхностным паролифтом с барботером, соединен также с внешним потребителем пара. Данная установка позволяет интенсифицировать процесс выщелачивания и упаривания. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автоклавная установка для выщелачивания боксита, включающая автоклавы, барботер, конденсатор, паропровод с внешним источником пара, переточные трубопроводы, соединяющие нижнюю часть предыдущего с верхней частью последующего автоклава, отличающаяся тем, что она содержит первый автоклав с расположенным над ним конденсатором и заглубленным под уровень пульпы барботером, по крайней мере, один автоклав с поверхностным паролифтом, соединенным паропроводом с внешним источником пара и соединенным паропроводом с барботером первого автоклава, автоклавы, соединенные паропроводами с конденсатором, при этом автоклав с поверхностным паролифтом установлен между автоклавами, соединенными паропроводами с конденсатором и снабженными переточными трубопроводами, при этом переточные трубопроводы соединены с паропроводом от автоклава с поверхностным паролифтом на уровне барботера. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что к одному автоклаву подключено не менее двух поверхностных паролифтов. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутри автоклава с поверхностным паролифтом установлена коробка с отверстиями, диаметр которых составляет в пределах 0,9-0,5 диаметра греющих трубок поверхностного паролифта. 4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что паропровод, соединяющий автоклав с поверхностным паролифтом с барботером, соединен также с внешним потребителем пара.