Реактор для хлорирования дисперсных материалов Советский патент 1977 года по МПК C22B1/08 

1

Изобретение относится к устройствам для хлорирования дисиерсного материала в расплаве солей, в особенности дисперсны.х материалов, поступающи.х в реактор для хлорнрования с иотоком нагретых газов, в частности таких, контакт которых с хлоринатором и летучими продуктами хлорирования нежелателен (иаиример, для хлорирования газообразным хлором продуктов разложения рудных концентратов редких металлов, постунаюии1х в реактор с потоком нагретого восстаповительиого газа, содержащего водород или окись углерода).

Известен реактор для хлорирования дисперсных материалов, вводимых с иотоком газа-носителя в расилаве, включающий камеру, разделениую вертикальной перегородкой с проемом в нижней части на аэролнфтиую и цуркуляционную секции, распределительиое устройство для ввода газообразного хлорирующсго агента в аэролифтную секцию, патрубок для отвода продуктов хлорирования из аэролифтной секции, летку для слива расплава и патрубки в циркуляционной секции для отвода газа-носителя, загрузки комионентов расплава и ввода .хлорируемого материала

1.

В таком реакторе нерегородка не доходит до свода и пода камеры, благодаря чему при подаче газообразного хлорирующего агента

2

обеспечивается циркуляция расплава между секциямп. Реактор заполняется расплавом выше уровня верхнего края иерсгородкн. Летка служит для слива расплава с твердыми, и жидкими продуктами хлорировгишя. п нпходяпгиеся в Bepxneii части реактора патрубки- для загрузки солей и ncxo.aiioio сырья и для отвода избытка хлорирующего агента с летучими продхктамп хлорирования. Исхо.чное сырье загружают на расилав сверху ил1 вдувают в виде пороп ка пепосрсдствс мк) расилав осун1енным воздухом.

Известный реактор имеет следующие не.чостатки: больнюй libuioc хлорир} CNoro мг.гсриала с иотоком газа, liOHbiHiciiiiiiio jiiuNi) ихлорируклцего агента, взаимоде1 1ст1;ующег() с восстановительными ком попей та ми iioc Hieio потока газа, пизкий коэффициеиг исн 1льзоваиия тепла несун1его потока газа.

Эти недостатки обуславливают И13кие эиерго-технологические иоказатели работы реактора и ведут к уменьиюпию выхода целевых летучих продуктов х.торирования.

Целью изобретения является иовьпиеиие BI Iхода летучих продуктов хлорирования.

Это достигаетея тем, что патрубок для ввода хлорируемого материала расположен в боковой стенке камеры, циркуляционная секция енабжена перфорированной перегородко11. расиоложеииой под углом 10-45° к горпзпптальной плоскости над патрубком для ввода хлорируемого материала и с иаклоиом в его сторону, а в вертикальной перегородке выполнен дополнительный проем, расположенный над перфорированной перегородкой.

На чертеже схематично изобрал ен предлагаемый реактор.

Реактор состоит из камеры, внутренняя полость которой разделена на аэролифтную I и циркуляционную II секции вертикальнойиерегородкой 1, не доходящей до иода реактора и имеющей проемы в нил1ней и в верхией части для обеспечения циркуляции расплава между секциями. Распределительное устройство 2 и летка 3, расиоложенные в нижних зонах аэролифтной и цуркуляциониой секций соответственно, служат для ввода газообразного хлорирующего агепта и слива расплава с нелетучими остатками хлорирования. В боковой стенке циркуляционной секции размещен патрубок 4 для ввода хлорируемого дисперсного материала с несущим потоком газа. Над патрубком 4 и с уклоием к его сторону под углом 10-45° к горизонтальной плоскости установлена перфорнрованная перегородка 5. Величина угла обусловлена требо1ванием устойчивого хода процессов циркуляции расцлава и барботажа несущего потока газа через слой расилава и зависит от вязкости расплава, соотнощения объемпых скоростей расплава и несущего газа в цнркуляциоппой секции и предельно допустимого давления несущего газа на входе в реактор. Патрубки 6, 7 и 8 в верхией части реактора служат, соответственно, для загрузки компонентов солевого расплава, отвод,а несущего газа и удаления летучих продуктов хлорирования с избытком хлоринатора.

Реактор работает следующим образом.

Камеру через патрубок 6 заполняют расплавом солей и через устройство 2 иодают газообразный хлорирующий агент, обеспечивая циркуляцию расплава между секциями. Затем через патрубок 4 подают иагретый газ и, регулируя расход хлорирующего агеита и количество расплава в реакторе, обеспечивают стабильный режим циркуляции и барботажа при заполнении реактора расплавом выще верхнего ироема межсекционной перегородки. После этого с потоком иагретого газа через патрубок 4 начинают вводить хлорируемое сырье. Частицы вводимого материала улавливаются каплями расилава, орогиающего газодисперсионный поток в зоие иод иерегородкой 5, и слоем расплава над этой иерегородкой при барботаже несуи его газа через него в зоие, иримыкаюнгей к иерегородке 1. Такой процесс последовательного орощения и барботажа цесущего газа с дисиерсным материалом обеепечивается за счет наклона перегородки 5 н различия в высоте слоя расплава иад ней. Кроме того, здесь же происходит передача тепла несущего газа расплаву.

Прощедщий через расплав и очищенный от

дисперсного материала несущий газ иостуиает зате.м в верхнюю полость циркуляционной секции и отводится через иатрубок 7, ие контактируя с основиым иотоком хлорирующего агента, а хлорируемый материал с расплавом поступает в нижнюю часть секции и через нижний ироем в перегородке 1-в аэролифтную секцию, где ветупает в реакцию с хлорирующим агеитом. Образующиеся летучие продукты хлорировання с избытком хлорирующего агента иостунают в верхнюю полость аэролифтной секции и отводятся через иатрубок 8, а расплав через верхний ироем иерегородки 1 вновь поступает в циркуляционную секцию.

По мере накоиления в расплаве твердых остатков и нелетучих продуктов хлорирования оп сливается через 3, а его умеиыпение компенсируется загрузкой свежих солей че)ез патрубок 6.

Реактор может иметь дои()лнптел1)пые наг|)еватели для регулирования теплового режима, смонтированные в стенках и мсжсекциоииой иерегородке.

Прн исиользовунин иредлагосмого р-автора расход хлора удалось снизить на 40%, унос хлорируемого металла с отходящими газами из циркуляционной секцнн сок)атнлся до 2-5%, а степень хлорирования соответственно составила 95--98% с одновременным снижением в продуктах хлорирования содержания оксихлоридов и низших хлоридов извлекаемых металлов. Устойчивость процесса заметно улучшилась.

Ф о р м - л а и 3 о б р е г е н и я

Реактор для хлорирования дисиерсных материалов, вводимых с потоком газа-носителя в расилаве, включающий ка.меру, разделенную вертикальной иерегородкой с проемом в иижней части на аэролифтиую и циркуляииониую секции, распределительное устройство для ввода газообразного хлорирующего агента в аэролифтную еекцию, иатрубок для отвода продуктов хлорирования из нее, летку для слива расплава и патрубки в циркуляционной секции для отвода газа-посителя, загрузки компонентов расплава и ввода хлорируемого материала, о т л и ч а ю ид и и с я тем, что, с целью повышения выхода летучих иродуктов хлорирования, патрубок для ввода хлорируемого материала расиоложен в боковой стеике камеры, циркуляционная секция снабжена иерфорированной иерегородкой, расположенной иод углом 10-45° к горизоитальиой плоскости иад патрубком для ввода хлорируемого материала и с наклоном в его сторону, а в вертикальной иерегородке выполнен дополнительный ироем, расположенный над перфорированной перегородкой.

Источннкн информации, принятые во вниманпе при экспертизе

1. KopniyHOB Б. Г., Стефанюк С. Л. Введение в хлорную металлургию редких элементов, М., «Л1еталлург1 я, 1970, с. 154.