Способ переработки бокситовой пульпы Советский патент 1992 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к глиноземному производству и может быть использовано для автоклавного выщелачивания боксита.

Известен способ выщелачивания боксита, заключающийся в прокачивании пульпы через автоклавную установку при нагреве до 270-300°С. Установка представляет из себя длинную трубу, через которую поршневым насосом транспортируется бокситовая пульпа. Вокруг этой трубы установлено несколько отдельных трубчатых секций, являющихся подогревателями и автоклавами типа труба в трубе. В межтрубную часть первых по ходу пульпы подогревателей подается пар самоиспарения вареной пульпы из самоиспарителей, а в межтрубную часть последнего подогревателя - непосредственно вареная пульпа (т.е. производится пульпо-пульповой теплообмен). Так осуществляется регенеративный нагрев сырой пульпы. Окончательный нагрев пульпы производится в автоклавах подачей в их межтрубную часть острого пара под давлением 70-80 ати или органического теплоносителя, количество которых определяется возможностью достижения максимальной температуры пуаьпы.

Недостатком этого способа является то, что нагрев пульпы острым паром производится через теплообменную поверхность, а не за счет прямого контакта пульпы с паром. Прямой контактный нагрев пульпы позволяет производить выщелачивание при более высокой температуре, чем при нагреве через теплопередающую поверхность. Повышение температуры пульпы происходит за счет свободной энергии разбавления и гораздо более высокого коэффициента теплопередачи.

Известен также способ выщелачивания боксита, заключающийся в прокачивании пульпы поршневым насосом через пульпо- пульповые подогреватели, подогреватель смешения, автоклавы, самоиспаритель ваVI

ы

Оч

ю ы о

реной пульпы и агитатор. При этом вареная пульпа охлаждается в самоиспарителе до 183-185°С, что соответствует давлению пара самоиспарения 7 эти (с учетом депрессии 13-15°-С), равному давлению греющего пара на выпарке, поступающего с ТЭЦ, так как пар самоиспарения передается на выпарку.

Недостатком известного способа является повышенный расход 30 ати пара, что определяет мощность ТЭЦ. При этом получается экономия 7 ати пара на выпарке, но она не компенсируется повышенным расходом 30 ати пара, к тому же 7 ати пар не определяет мощность ТЭЦ, так как он является продуктом дросселирования 30 ати пара в турбинах ТЭЦ.

Целью изобретения является снижение расхода тепла греющего пара при автоклавном выщелачивании боксита.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого способа.

Схема включает в себя пульпо-конден- сатные и пульпо-пульповые подогреватели 1 и 2, греющие автоклавы 3 и 4 с теплооб- менной поверхностью (глухого нагрева) и контактного типа соответственно, батарею

5реакционных автоклавов, самоиспаритель

6вареной (выщелоченной) пульпы, контактный подогреватель 7 оборотной воды и бак 8 горячей воды, служащей для отмывки шлама.

Способ осуществляют следующим образом.

Сырая пульпа с температурой 90-95°С подается из мешалки поршневым насосом (не показан) в трубную часть подогревателей 1, в межтрубную часть которых противотоком подается конденсат из автоклава 3, Далее пульпа, нагревшись приблизительно до 110-115°С, поступает в трубную часть пульпо-пульповых подогревателей 2. Пульпа нагревается до 175-180°С. На этом регенеративный нагрев заканчивается. Далее пульпа поступает в первый по ее ходу греющий автоклав 3, в теплообменные трубы которого подается острый пар. В качестве автоклава 3 может быть использован аппарат известной конструкции. Пульпа нагревается в нем до 200-205°С и переходит в автоклав 4 контактного типа, где она нагревается до максимально возможной температуры 235-240°С (с учетом депрессии) при давлении перегретого пара 25-30 ати (температура 340-345°С). Далее нагретая пульпа прокачивается через батарею 5 реакционных автоклавов и затем подается с температурой 230-235°С в пульпо-пульповые подогреватели 2 (в межтрубную часть), а из них - в самоиспаритель 6, уже охлажденная в подогревателях 2 до t85-190°C. Из

самоиспарителя 6 вареная пульпа, охлажденная до 120-125°С, поступает в бак разбавления (не показан), а пар из самоиспарителя 6 идет в контактный подогреватель 7 для нагрева оборотной воды. В баке разбавления (агитаторе) пульпа еще испаряется, при этом пар тоже используется, Вместо пульпо-конденсатных подогревателей 1 могут использоваться пароконденсатные с

питанием паром из самоиспарителя 6 (можно использовать те и другие, это не существенно для предлагаемого способа),

Предлагаемая схема автоклавного выщелачивания боксита позволяет более эффективно использовать тепло вареной пульпы для предварительного (регенеративного) нагрева сырой пульпы. При указанных параметрах острого пара повышение температуры регенеративного нагрева по сравнению, например, со способом-прототипом равно приблизительно 25-30°С. При пуль- по-пульповом теплообмене уменьшается степень самоиспарения вареной пульпы, т.е. меньше удаляется из нее воды, что существенно для дальнейшего хода технологии. Поэтому в схеме, наряду с автоклавом контактного нагрева пульпы, используется автоклав глухого нагрева, в котором разбавления пульпы не происходит. В результате надо меньше, Tea величину испопь- зуемого в этом автоклаве пара, испарять вареную пульпу. Это позволит сохранить неизменным количество воды, используемой для промывки шлама, так как концентрация

вареной пульпы перед разбавлением остается в тех же пределах, как и в базовом способе.

Пример. Нагрев пульпы в автоклаве глухого нагрева осуществляется в интервале, равном Atic 30°C{205-175), а охлаждение при At2 45°С (235-190).

При этом расход греющего пара в ТЭЦ (30 ати)составит

95 1550 0,75 ( 238 - 175 ) 4 О4273-16,2 т/ч,

где 95 - расход (в среднем) сырой пульпы через батареи, м /ч;

1550 - удельный вес сырой пульпы, кг/м3;

0,75 - теплоемкость сырой пульпы, ккал/кг °С;

238 - реакционная температура (на выходе температура 235°С) окончательного нагрева пульпы, °С;

175 - окончательная температура регенеративного нагрева сырой пульпы в пульпо-пульповых подогревателях, °С;

427,9 - разность этальпий греющего пара и конденсата при 30 ати, ккал/кг.

Расход греющего пара по прототипу:

D1- 1550 0.75 ( 238 - 150 ) 10

-3

--22.7 т/ч.

427,9

где 150 - температура регенеративного нагрева сырой пульпы, °С.

Если перевести в тепло, то в первом случае:

Q- 6957,5 ккал /ч, во втором -Q 9718,5 ккал/ч.

Формула изобретения

Способ переработки бокситовой пульпы, включающий ее подогрев в пульпо-пуль

повых теплообменниках, а затем паром, выщелачивание в автоклавах и охлаждение в пульпо-пульповых теплообменниках, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода тепла, подогрев паром ведут вначале в автоклаве с теплообменной поверхностью, а затем - в автоклаве прямого контакта, при этом охлаждение пульпы ведут в интервале температур, превышающем не более чем в 1,5 раза интервал нагрева пульпы в автоклаве с теплообменной поверхностью.

Использование: изобретение относится к области глиноземного производства. Сущность: бокситовую пульпу подогревают в пульпо-пульповых теплообменниках, а затем паром. При этом нагрев паром ведут вначале в автоклаве с теплообменной поверхностью, а затем в автоклаве прямого контакта. Подогретую пульпу выщелачивают в автоклавах и охлаждают в пульпо-пульповых теплообменниках в интервале температур, превышающем не более чем в 1,5 раза интервал нагрева пульпы в автоклаве с теплообменной поверхностью. 1 ил.

.1