ДЕКОМПОЗЕР ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2010 года по МПК C01F7/14 B01F7/18 

Изобретение относится к оборудованию глиноземных производств и может быть использовано для выделения гидроксида алюминия в процессе разложения (декомпозиции) алюминатных растворов.

Известен аппарат для декомпозиции алюминатных растворов, состоящий из цилиндрического корпуса с плоским днищем и крышкой (А.И.Лайнер, Н.И.Еремин и др. «Производство глинозема», М., Металлургия, 1978, с.143). Перемешивание суспензии в нем осуществляется цепной мешалкой, установленной по оси корпуса. Привод перемешивающего устройства размещен на крышке аппарата.

К недостаткам этого аппарата следует отнести высокие удельные затраты мощности на перемешивание, превышающие ~20 Вт/м³ перемешиваемой суспензии. Кроме того, в аппаратах с указанными мешалками имеет место расслоение твердой фазы суспензии по высоте, что ухудшает технологические показатели процесса декомпозиции алюминатных растворов.

Известен также декомпозер, состоящий из цилиндрического корпуса с коническим днищем. Перемешивание суспензии гидроксида алюминия в этом аппарате осуществляется эрлифтом, установленным по оси корпуса (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. М., Металлургия, 1970, с.261).

Недостатком этого декомпозера являются не только высокие удельные энергетические затраты на перемешивание (≥20 Вт/м³), но и быстрое зарастание отложениями гидроксида алюминия внутренней поверхности корпуса из-за низкой скорости движения перемешиваемой суспензии относительно вертикальной поверхности корпуса. Все это приводит к потерям продукции и большим эксплуатационным затратам на периодическую химическую очистку аппаратов от образующихся настылей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является декомпозер, состоящий из цилиндрического корпуса с днищем и крышкой (DE, заявка №3239427, B01D 21/00, опубл. 26.04.1984). По оси аппарата установлена многоярусная мешалка, привод которой размещен на крышке декомпозера. На внутренней поверхности корпуса декомпозера радиально закреплены вертикальные перегородки. Назначение последних - усиление аксиального тока суспензии с целью улучшения условий гомогенизации перемешиваемой среды. Декомпозер также снабжен патрубками для подвода и отвода перемешиваемой суспензии.

К недостаткам данной конструкции следует отнести повышенные удельные энергетические затраты на перемешивание и гомогенизацию суспензии в объеме аппарата, поскольку собственно мешалка создает радиальные токи суспензии, а наличие вертикальных перегородок хотя и усиливает аксиальные токи, однако недостаточно для равномерного распределения твердой фазы суспензии по высоте аппарата.

Особенно это характерно для верхней и нижней (придонной) зон декомпозера, где в верхней зоне концентрация гидроксида алюминия получается значительно ниже средней по объему, а в нижней - существенно выше.

Для улучшения показателей по распределению твердой фазы в объеме декомпозера необходимо повышать число оборотов перемешивающего устройства, что приводит к резкому росту энергетических затрат, поскольку потребляемая мешалкой мощность (N) существенным образом зависит от числа ее оборотов (N~n³), где n - число оборотов мешалки.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в уменьшении энергетических затрат на перемешивание суспензии при одновременном обеспечении равномерности распределения твердой фазы в объеме и по высоте аппарата.

Технический результат состоит в уменьшении энергетических затрат на гомогенизацию суспензии на 10-15%.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в декомпозере для разложения алюминатных растворов, включающем цилиндрический корпус с днищем и крышкой, многоярусное перемешивающее устройство, установленное по оси корпуса с приводом, размещенным на крышке, патрубки для подачи суспензии и ее отбора, вертикальные перегородки, установленные радиально и закрепленные кронштейнами на внутренней поверхности корпуса, количество лопастей, закрепленных на вертикальном валу многоярусной мешалки, на верхнем и нижнем ярусах, по крайней мере, на одну больше, чем на остальных ярусах.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 показана схема декомпозера для разложения алюминатных растворов; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.

Декомпозер состоит из цилиндрического корпуса 1, плоского днища 2 и крышки 3. По оси корпуса 1 установлено перемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 4, на котором в несколько ярусов закреплены лопасти 5. Вращение перемешивающего устройства осуществляется приводом 6, соединенным муфтой 7 с валом 4. В нижней части вал 4 фиксируется в строго вертикальном положении подпятником 8. На внутренней поверхности корпуса 1 радиально закреплены вертикальные перегородки 9. Суспензия поступает в аппарат через патрубок 10, расположенный выше верхнего яруса перемешивающего устройства, а удаляется через патрубок 11, который размещен ниже нижнего яруса перемешивающего устройства.

Декомпозер работает следующим образом.

Суспензия, подлежащая переработке, подается в верхнюю зону аппарата через патрубок 10. Здесь, благодаря конструкции верхнего яруса многоярусного перемешивающего устройства, твердая фаза суспензии гомогенизируется и равномерно распределяется по сечению аппарата. Ярусы перемешивающего устройства, расположенные ниже верхнего, создают аксиальные и радиальные токи суспензии, что обеспечивает поддержание твердой фазы суспензии во взвешенном состоянии. Однако более крупные частицы полидисперсной суспензии, обладая большей скоростью осаждения, накапливаются в нижней зоне декомпозера, что предопределяет повышение концентрации твердой фазы в этой зоне.

Конструкция нижнего яруса, содержащая, по крайней мере, на одну лопасть больше, чем вышележащего, обеспечивает более интенсивное радиальное и аксиальное движение суспензии и ее полную гомогенизацию во всем объеме декомпозера при более низком числе оборотов перемешивающего устройства и пониженных энергетических затратах.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в глиноземном производстве в процессе разложения алюминатных растворов. Декомпозер для разложения алюминатных растворов включает цилиндрический корпус 1 с плоским днищем 2 и крышкой 3, многоярусное перемешивающее устройство, установленное по оси корпуса с приводом, размещенным на крышке, патрубки для подачи суспензии 10 и ее отбора 11, вертикальные перегородки 9, установленные радиально и закрепленные на внутренней поверхности корпуса. Перемешивающее устройство состоит из вертикального вала 4, на котором в несколько ярусов закреплены лопасти 5. Количество лопастей 5 на верхнем и нижнем ярусах перемешивающего устройства, по крайней мере, на одно больше, чем на остальных ярусах. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты на 10-15%. 4 ил.

Декомпозер для разложения алюминатных растворов, включающий цилиндрический корпус с плоским днищем и крышкой, многоярусное перемешивающее устройство, установленное по оси корпуса с приводом, размещенным на крышке, патрубки для подачи суспензии и ее отбора, вертикальные перегородки, установленные радиально и закрепленные на внутренней поверхности корпуса, отличающийся тем, что количество лопастей на верхнем и нижнем ярусах многоярусного перемешивающего устройства, по крайней мере, на одно больше, чем на остальных ярусах.