Аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз Советский патент 1982 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к аппаратуре для проведения химических процессов в системе твердое тело - жидкость, например, при противоточном выщелачивании глиноземсодержащих спеков в плотном движущемся слое-.

Известен аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз, включающий вертикальный корпус с патрубками подачи жидкой фазы, загрузочное устройство в виде трубы, отбойник и устройство для выгрузки Си.

.Недостаток известного аппарата низкая зффективность процесса за счет большого выноса твердой фазы.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет снижения выноса твердой фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для контактирования твердой и жидкой фаз, включающем вертикальный корпус с патрубками пот дачи жидкой фазы, загрузочное устройство в виде трубы, отбойник и устройство для выгрузки, труба загрузочного устройства снабжена коническо-цилиндрическим элементом, а отбойник установлен внутри цилиндрической части элемента.

На чертеже показан аппарат, продольный разрез.

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с патрубками для ввода воды или другой промывной жидкости в нижнюю часть аппарата и вывода продукционного раствора из верхней части. Дно аппарата коническое. В суженной части конуса

10 расположен лопастной разгружатель 2 для выгрузки твердой фазы. В верхней части аппарата находится загрузочное устройство, состоящее из питающей трубы 3, на нижнем конце кото15рой установлен конус 4 с цилиндром 5 внизу. Диаметр цилиндра равен 1,53,0 диаметрам питающей трубы. Цилиндрическая часть приваривается к конусу так, чтобы между ними не было

20 никаких отверстий. На одной оси с питающей трубой внутри конуса установлен отбойник 6, который представляет собой конус или плоскость с углом. Дис1метр отбойника равен или

25 несколько больше диаметра питгиощей трубы. Отбойник крепится к конусу или к питающей трубе.

Аппарат работает следующим об- .

30 разом.

Пульпу, полученную смешением мелкодробленного твердого материала и жидкости в мешалке или другом устройстве, а также после размола твердого материала в мельнице, подают в аппарат насосом или самотеком по питающей трубе 3. По выходе из питающей трубы струя пульпы разбивается об отбойник 6, огибает его и расширяется. За счет увеличения сечени-я в конусе 4 и далее в цилиндре 5 скорость потока резко снижается. Так, при увеличении диаметра в 1,5 раза по сравнению с питающей трубой скорость пульпы уменьшается в 3 раза, при увеличении диаметра в 3 раза скорость пульпы снижается в б раз. В цилиндрической части скорость устанавливается довольно равномерной по всему сечению. Стержень струи разбивается об отбойник, не позволяя струе размывать нижележащие уплотненные слои твердого материала. Цилиндр обеспечивает движение пульпы прямо вниз, но с значительно меньшей скоростью чем в питающей трубе. Твердые частицы постепенно опускаются вниз и уплотняются. Из плотного слоя вынос твердых частиц затруднен вследствие их взаимного сцепления друг с другом. Раство проходит между стенками загрузочного устройства и стенками аппарата и в верхней части аппарата выводи ся наружу. Подача пульпы в аппарат производится непрерывно. Твердые час тицы уплотняются и под действием силы тяжести опускаются вниз, где и разгружаются лопастным разгружателем. Для промывки твердых частиц от раствора в нижнюю часть аппарата подается вода, которая, поднимаясь вверх, вытесняет раствор и отмывает твердый материал. Раствор при этом несколько разбавляется. Часть воды удаляется из аппарата вместе с разгружаемым твердаом материалом.

Аппарат испытан при выщелачивании дробленого бокситового спека1 крупностью менее 3 мм, подаваемого в аппарат в виде пульпы. Содержание твердых частиц в продукционном алюминатном растворе при этом 12-25 г/л а при подаче такой же пульпы по питающей трубе без конуса и с конусом на конце (но без цилиндра и отбойника внутри) содержание твердой фазы в алюминатном растворе равно 60120 Г./Л, т.е. содержание -твердого уменьшалось в 5 раз..

Пример. Спек крупностью менее 3 мм, содержащий 32% ACij-Oj и 24 % , смешивают с оборотным раствором, и полученную пульпу насосом откачивают на гидроциклон. Пески

гидроциклона подают в вертикальный аппарат с помощью устройства для подачи пульпы, имеющего следующие конструктивные характеристики, мм: Диаметр питающей трубы 200 Высота конуса200

Дис1метр цилиндрической части350

Высота цилиндрической части 350

Диаметр отбойника (ко- нуса в нижней части) 200 Диаметр вертикального аппарата 800 мм, высота 10 м. Устройство погружают в раствор в аппарате на глубину 1100 мм. Концентрация жидкой фазы пульпы 60-80 г/л, каустический модуль 1,45-1,55. Количество пульпы, поступающей в аппарат, равно 35-45 .

Содержание твердой фазы в сливе вертикального аппарата равно 1520 г/л.

При большом содержании твердой фазы в алюминатном растворе, полученном на полупромышленном вертикальном аппарате, требуется специальная очистка раствора в системе сгустителей. При малом ее содержании (до 30 г/л) эта необходимость отпадает, так как слив вертикального аппарата направляется в последние зоны перколяционного аппарата, где он профильтровывается через крупнодробленый спековый шлам, очищаетсяот .твердых частиц и промывается вместе с крупным шламом. При этом показатели работы перколяционного аппарата не ухудшаются.

Большее же содержание твердой фазы в алюминатном растворе резко ухушает работу перколяционного аппарата так как в контейнерах образуется слой мелкого шлама, что препятствует его промывке. Кроме того, на 3% увеличивается извлечение окиси алюминия и щелочи из этого шлама, так как исключается длительный контакт с крепким алюминатным раствором в сгустителях.

Экономический эффект от использования аппарата предлагаемой конструкции составляет 248 тыс.руб. в год для завода мощностью 200 тыс. т глинозема в год.

Формула изобретения

Аппарат для контактирования твердой и жидкой фаз включающий вертикальный корпус с патрубками подачи жидкой фазы, загрузочное устройство в виде трубы, отбойник и устройство для выгрузки, отличающийся тем, что, с целью повьдиения эффективности за счет

снижения выноса твердой фазы, труба загрузочного устройства снабжена коническо-цилиндрическим элементом, а отбойник установлен внутри цилиндрической части элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 273165, кл. В 01 J 1/00, 1969 (прототип) .

oe/rtft

,

.4