Барботажный аппарат для обработки суспензий газом

 

Изобретение относится к устройствам для обработки суспензий газом, может быть использовано в различных отраслях промышленности и обеспечивает повышение эффективности обработки твердых частиц Б суспензии за счет интенсификации .массообнеккых процессов, предотвращение осаждения твердых частиц из суспензий, уменьшение расхода газа при обеспечении ДЛЯ достаточно интенсивного перемешивания суспензии. Борботажный аппарат содержит емкость 1 с днищем 2, патрубками для подвода газа 3 и для отвода газа 4, патрубками для подвода 5 и для отвода 6 жидкости (суспензии). В емкости содержится слой жидкости (суспензии), в который погругазораспределительное устройство 7 с размещенными примерно в одной плоскости отверстиями для прохождения газа в слой суспензии. Газораспределительное устройство соединено с газоподводящим патрубком посредством подвижной (например, гибкой ) муфты 10 и выполнено периодически перемещаемым в плоскости размещения отверстий с амплитудой перемещения относи- re/ibHO промежуточного положения, достигающей половины максимального расстояния между соседними, одинаково направленными отверстиями. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) {11) (Sg4 В010

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4275642/31-26 (22) 02.07.87 (46) 23.12 88. Бюл. № 47 (71) Макеевский инженерно-строительный институт (72) В. И. Крыленко (53) 66.061.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 734157, кл. С 04 В 5/02, 1980. (54) БАРБОТАКНь1Й АППАРАТ ДЛЯ

ОБРАБОТКИ СУСПЕНЗИЯ ГАЗОМ (57) Изобретение относится к устройствам для обработки суспензий газом, может быть использовано в различных отрас.чях громышленно"ти и обеспечивает повышение эффективности обработки твердых частиц в суспензии -à"çîì,з;а счет интенсификации массообменных процессов, предотвращение осаждения твердых частиц из суспензий, уменьшение расхода газа при обеспечении достаточно интенсивного перемешивания суспензии. Борботажный аппарат содержит емкость 1 с днищем 2, патрубками для подвода газа 3 и для отвода газа 4, патрубками для подвода 5 и для отвода 6 жидкости (суспензии) . В емкости содержится слой жидкости (суспензии), в который погружено газораспределительное устройство 7 с разме,ценными примерно в одной плоскости отверстиями для прохождения газа в слой суспензии. Газораспределительное устройство соединено с газоподводящим патрубком посредством подвижной (например, гибкой) муфты 10 и выполнено периодически перемегцаемым в плоскости размещения отверстий с амплитудой перемещения относительно промежуточного ".îëîæåíèÿ, достигающей половины максимального расстояния Ж между соседними, одинаково направленными отверстиями. 4 ил.

1445748

Изобретение относится к устройствам для обработки суспензий газом, в частности для процессов экстракции, извлечения металлов из руд и отходов, окисления кислородом воздуха сульфидных соединений, содержащихся в гранулированных шлаках, и для других процессов, и может быть использовано в химической промышленности, металлургии, энергетике и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение эффективности обработки твердых частиц в суспензии газом, предотвращение осаждения твердых частиц из суспензии и уменьшение расхода газа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый барботажный аппарат, общий вид; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — барботажный аппарат для случаев подачи небольшого количества газа; на фиг. 4 — разрез

Б-5 на фиг. 3.

Барботажный аппарат для обработки суспензий газом содержит емкость 1 с днищем 2, патрубками для подвода газа 3 и для отвода газа 4, патрубками для подвода 5 и для отвода 6 жидкости (суспензии).

В емкости содержится слой (или несколько слоев) жидкости — суспензии. В слой жидкости погружено газораспределительное устройство 7 с размещенными примерно в одной плоскости отверстиями 8 и 9 для прохождения газа в слой суспензии. Газораспределительное устройство соединено с газоподводящим патрубком 3 посредством подвижной (например, гибкой) муфты 10 и выполнено периодически перемещаемым в плоскости размещения- отверстий 8 и 9.

Барботажный аппарат работает следующим образом.

Через патрубок 5 в емкость 1 заливают суспензию, т.е. жидкость, содержащую частицы твердого материала, подлежащего обработке (например„выгцелачиванию металлов из руд или отходов, окислению или иной обработке). Общая толщина слоя жидкости должна обеспечивать требуемую по условиям осуществляемого технологического процесса толщину слоя жидкости над отверстиями 8 и 9 для прохождения газа. Газ (в том числе это может бить и воздух) через патрубок 3 н муфту 10 поступает в газораспределнтельное устройство 7 и через отверстия 8 и 9 проходит в слой жидкости, сквозь которую он барботируст струями или гузырьками (в зависимости дт требуемого гидродикамического режима) . При барботчровании струи и пузырьки газа интенсивно перемешивают жидкость и взвешенные в ней частицы твердого материала, что обеспечивает интенсивный процесс массопередачи от газовой фазы к жидкой и от жидкой фазы к твердой (или наоборот). Отработанный газ о водится через патрубок 4, а обработанную суспензию отводят через патрубок 6. При неподвижном газораспреде5

33

40 лительном устройстве крупные и имеющие повышенную плотность частицы осаждаются в пассивных (застойных) зонах слоя жидкости, особенно у стенок емкости и в промежутках между отверстиями газораспределительного устройства. Для предотвращения такого осаждения твердых частиц газораспределительное устройство периодически перемещают в плоскости размещения отверстий для прохождения газа.

Для осуществления возвратно-поступательного или более сложного перемещения газораспределительного устройства может быть использовано любое известное устройство (не показано) с механическим, гидравлическим, пневматическим, электрическим или иным приводом.

На фиг. 1 — 4 показано промежуточное положение газораспределительного устройства. Перемещающее устройство должно быть отрегулировано так, чтобы максимальная амплитуда перемещения газораспределительного устройства в любую сторону (в плоскости размещения отверстий 8 и 9 для прохождения газа) достигала половины максимального расстояния между соседними одинаково (т.е. вертикально, горизонтально или наклонно) направленными отверстиями, т.е. половины . начений 11 и l (фиг. 2 и 4).

При такой амплитуде перемещений как вдоль, так и поперек элементов газораспределительного устройства струи барботирующего газа обрабатывают практически весь объем суспензии, вызывая его интенсивное перемешивание, полностью предотвращающее осаждение частиц из жидкости.

При этом достаточно эффективное перемещение твердой фазы в суспензии может быть достигнуто при гораздо меньшем расходе газа, чем в барботажном аппарате с не под в и ж н ы м газорасп редел ител ьны м устройством. Увеличение амплитуды перемещений свыше половины расстояний li и 1; не дает дополнительного эффекта перемешивания жидкости, поскольку при таком перемешивании начинают накладываться друг на друга зоны влияний струй газа соседних одинаково (т.е. вертикально, горизонтально или наклонно). направленных отверстий.

При в-..личине амплитуды значительно меньше половины расстояний I i и l еще могут оставаться ненарушенными застойные зоны в слое жидкости, что снижает интенсивность перемешивания суспензии, вызывает частичное осаждение твердых частиц в застойных зонах, что в свою очередь снижает эффективность обработки твердых частиц газом. Для фиксирования отверстий периодически перемещаемого газораспределительного устройства, преимущественно в одной плоскости, в прйнципе можно использовать известные опорные устройства любого типа

1подвесные-качающиеся, опорно-скользящие опорно-катающиеся и т.д.).

1445748

Для уменьшения объема застойных зон в слое жидкости отверстия для прохождения газа из газорас предел ительного устройства в слой жидкости следует размещать по возможности ближе к поверхности днища. Площадь поперечного сечения и взаимное расположение отверстий в газораспределительном устройстве принимаются в зависимости от конкретных условий осуществляемого технологического процесса.

Например, для процессов извлечения марганца из руд и отходов путем обработки отходящими газами, содержащими окислы серы (преимущественно ЯО и следы БОз), когда одним из основных назначений процесса является санитарная очистка газа, газораспределительное устройство выполняется с достаточно большим поперечным сечением его элементов и отверстий, чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление газов >го тракта. В этом случае барботажный аппарат целесообразно выполнять так, как показано на фиг. 1 и 2>с по возможности частым расположением элементов и отверстий газораспределительного устройства.

В других случаях, когда для обработки твердой фазы в суспензии требуется относительно небольшой расход газа (например, при продувке водно-шлаковой пульпы воздухом длл окисления сульфидных соединений, содержащихся в гранулированном шлаке), газораспределительное устройство выпол-. няют в виде ряда трубопроводов небольшого диаметра с относительно редко расположенными отверстиями (фиг. 3 и 4). В этом случае периодическое перемещение газораслределительного устройства позволяет существенно уменьшить расход газа, не снижая интенсивности перемешивания суспензии и эффективности обработки твердых частиц газом, а также предотвращая осаждение твердых частиц из суслензии. При обработке водно-шлаковой пульпы с крупностью частиц гранулированного доменного шлака в пределах 1 — 5 мм периодическое перемещение газораспределительного устройства (амплитуда колебаний до 100 мм, период перемещения несколько секунд) позволяет в несколько раз сократить расход воздуха, сохраняя такую интенсивность перемешивания суспензии, при которой исключается осаждение самых крупных частиц шлака (порядка 4 — 5 мм в поперечнике).

При необходимости аппарат снабжают устройствами для регулирования и поддержания требуемого уровня жидкости и предотвращения образования волн.

Предлагаемый барботажный аппарат для обработки суспензий газом повышает интенсивность перемешивания твердых частиц во всем объеме суспензии и исключает возможность образования пассивных (застойных) слоев и зон, предотвращает осаждение твердых частиц из суспензии, повышает эффективность обработки твердых частиц газом за счет повышения интенсивности массообменных процессов между твер20 дой, жидкой и газовой фазами, уменьшает расход газа на обработку суслензии при обеспечении достаточно интенсивного перемешивания всех фаз (твердой, жидкой и газообразной).

2 >

Формула изобретения

Барботажный аппарат для обработки суслензий газом, содержащий емкость с днищем, патрубками для подвода и отвода газа и суспензии, газораспределительное устройство с размещенными в нем преимущественно в одной плоскости отверстиями для прохождения газа в слой суспензии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки твердых частиц в суспензии газом, предотвращения осаждения твердых частиц из суспензии и уменьшения расхода газа, газораспределительное устройство установлено с возможностью периодического перемещения в плоскости размещения отверстий для прохождения газа, с амплитудой перемещения не более половины расстояния между соседними одинаково направленными отверстиями.

1445748

3445748

Б-Е

Составитель А. Сондор

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 6533/10 Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4