УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕКОМПОЗИЦИИ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2004 года по МПК C01F7/14 B01J4/00 

Изобретение относится к оборудованию для производства глинозема и может быть использовано в других областях промышленности, где гидрохимические процессы осуществляются в батареях непрерывного действия, состоящих из последовательно соединенных аппаратов. Известна установка для разложения алюминатных растворов декомпозицией, включающая ряд последовательно соединенных декомпозеров, транспортировка суспензии в которых из аппарата в аппарат осуществляется с помощью эрлифтов, (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. М.: Металлургия, 1970 г., с. 209).

К основным недостаткам этой установки следует отнести большие энергетические затраты на перекачку суспензии из декомпозера в декомпозер так называемыми транспортными эрлифтами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является батарея декомпозеров с перемешивающими устройствами, расположенных каскадно и транспортом пульпы из одного аппарата в другой с помощью желобов (патент Греции № 900100879). Батарея состоит из нескольких аппаратов, устанавливаемых каскадно и соединенных между собой наклонными желобами. Пульпа в желоба поступает через переточную трубу, опущенную в объем декомпозера практически на всю высоту аппарата и соединенную в верхней части с переточным желобом.

К недостаткам данной батареи следует отнести нестабильную работу установки из-за накопления большого количества твердой фазы в нижней зоне декомпозеров и поступлении ее в переточную трубу. Это приводит к тому, что нужно либо многократно увеличивать энергетические затраты на полную гомогенизацию пульпы во всем объеме аппарата, либо существенно увеличивать каскадность расположения декомпозеров, что приводит к сокращению реакционного объема установки, осложнениям в ее "обвязке". Кроме того, нарушается стабильность работы батареи из-за "забивки" входа в переточную трубу сгущенной пульпы, что повышает эксплуатационные затраты,

Технической задачей изобретения является снижение энергетических затрат на транспорт пульпы по аппаратам установки для декомпозиции алюминатных растворов, предотвращение накопления твердой фазы в нижней части декомпозеров, входящих в состав установки, и снижение эксплуатационных затрат. Решение технической задачи достигается тем, что в установке для декомпозиции алюминатных растворов, состоящей из аппаратов с перемешивающими устройствами, расположенных каскадно, переточных желобов, соединяющих соседние декомпозеры, переточных труб, опущенных в объем декомпозеров и соединенных в верхней части с переточными желобами, переточные трубы имеют коаксиально установленные в них внутренние трубы, снабженные патрубком для подвода воздуха в их внутреннюю полость, при этом торец внутренних труб расположен выше верхнего торца переточных труб и имеет, по крайней мере, два патрубка для выхода пульпы.

Патрубки для выхода пульпы, расположенные на внутренней трубе, установлены на разных уровнях от верхнего торца внешней переточной трубы.

На фиг.1 показана схема установки; на фиг.2 - общий вид декомпозера со схемой желобов и переточных труб; на фиг.3 - сечение декомпозера по плоскости А-А; на фиг.4 - сечение декомпозера по плоскости Б-Б (фиг.2).

Установка состоит из нескольких декомпозеров 1, расположенных каскадно. Перемешивание пульпы в аппаратах производится механическими перемешивающими устройствами 2. Транспортировка перерабатываемой пульпы из декомпозера в декомпозер (фиг.1, 2, 3, 4) осуществляется по переточной трубе 3, опущенной в объем декомпозера и соединенной вершим торцом с переточным желобом 4. Внутри переточной трубы 3 коаксиально установлена труба 5, верхний торец 6 которой расположен выше верхнего торца переточной трубы 3, соединенной с переточным желобом 4.

В верхней части трубы 5 имеется два патрубка 8 и 9 для выхода пульпы и штуцер 10 для подачи воздуха во внутреннюю полость трубы 5. Патрубки 8 и 9 установлены на разной высоте (фиг.1, 2, 3), при этом через один из них 8 пульпа возвращается в объем декомпозера 1, а через другой 9 в переточный желоб 4 либо в следующий декомпозер.

Пульпа, подлежащая декомпозиции, поступает в головной аппарат 1 установки, где гомогенизируется с помощью перемешивающего - устройства 2. Далее она движется вниз и по переточной трубе 3 поступает в желоб 4. Поскольку при любом перемешивании пульп механическими перемешивающими устройствами имеет место некоторое расслоение твердой фазы, то концентрация гидроксида алюминия в нижней части декомпозеров практически всегда выше, чем в остальном объеме. Таким образом, средняя плотность пульпы в аппарате ниже, чем плотность в переточной трубе 3, в которую пульпа поступает из нижней зоны декомпозера.

При движении пульпы по переточной трубе 3 имеют место также потери напора на гидравлическое трение и преодоление местных сопротивлений. Поэтому для непрерывной транспортировки пульпы по аппаратам установки ее уровень в каждом предыдущем декомпозере должен быть выше, чем в последующем на некоторую величину Δh. Следовательно, в данном случае декомпозеры установки располагаются каскадно с некоторым перепадом высот Δh, определяемым указанными выше факторами.

Кроме того, при промышленном производстве глинозема постояннно наблюдаются колебания в подаче исходной пульпы на установку для декомпозиции алюминатных растворов. Это предопределяет изменение скорости пульпы на входе в переточную трубу 3. При этом частицы гидроксида алюминия, скорость осаждения которых выше скорости пульпы на входе в переточную трубу 3, осаждаются на дно аппаратов, что также повышает плотность транспортируемой пульпы и увеличивает затраты энергии на перемешивание. Для предотвращения этого явления и обеспечения стабильной транспортировки пульпы по аппаратам установки через штуцер 10 в полость внутренней трубы 5 подается воздух, что увеличивает скорость движения в ней пульпы. Таким образом, суммарный расход пульпы по переточной трубе 3 и, следовательно, скорость на входе в нее определяется гидростатическим напором и производительностью внутренней трубы 5.

В случае снижения количества исходной пульпы, поступающей в установку, когда уменьшается уровень в аппаратах, из-за разной высоты расположения патрубков 8 и 9 на внутренней трубе 5 прекращается поступление ее через патрубок 9 в желоб 4 и увеличивается возврат ее через патрубок 8 в объем декомпозера. При повышении уровня в аппаратах выходное отверстие патрубка 8 погружается в пульпу, что повышает гидравлическое сопротивление на выходе и пульпа через патрубок 9 начинает поступать в желоб 4. Таким образом, осуществляется гидравлическое саморегулирование уровня пульпы во всех аппаратах, что обеспечивает, в свою очередь, стабильный транспорт пульпы по желобам и надежную работу всей установки для декомпозиции алюминатных растворов.

Изобретение относится к оборудованию для производства глинозема и может быть использовано в других областях промышленности, где гидрохимические процессы осуществляются в батареях, состоящих из последовательно соединенных аппаратов. Установка состоит из нескольких декомпозеров, расположенных каскадно. Перемешивание пульпы в аппаратах производится механическими перемешивающими устройствами. Транспортировку пульпы из декомпозера в декомпозер осуществляют по переточным трубам, которые опущены в объем аппаратов и соединены верхними торцами с переточными желобами. Внутри переточных труб коаксиально установлены внутренние трубы, верхний торец которых расположен выше верхнего торца переточных труб, соединенных с желобами. В верхней части каждой из внутренних труб имеется, по крайней мере, два патрубка и штуцер для подачи воздуха. Патрубки установлены на разной высоте, при этом через один из них пульпу возвращают в объем декомпозера, а через другой - в переточный желоб либо в следующий аппарат. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты на транспорт пульпы, предотвратить накопление твердой фазы в нижней части декомпозеров. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для декомпозиции алюминатных растворов, состоящая из аппаратов с перемешивающими устройствами, расположенных каскадно, переточных желобов, соединяющих соседние декомпозеры, переточных труб, опущенных в объем декомпозеров и соединенных в верхней части с переточными желобами, отличающаяся тем, что переточные трубы имеют коаксиально установленные в них внутренние трубы, снабженные патрубком для подвода воздуха в их внутреннюю полость, при этом верхний торец внутренних труб расположен выше верхнего торца переточных труб, соединенных с желобами, и имеют, по крайней мере, по два патрубка для выхода пульпы.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что патрубки для выхода пульпы, расположенные на коаксиально установленных внутренних трубах, размещены на разных уровнях от верхнего торца переточных труб, соединенных с желобами.