Способ обескремнивания алюминатного раствора и установка для его осуществления

 

Использование: в производстве глинозема для обескремнивания алюминатного раствора. Сущность изобретения: обескремнивание алюминатного раствора ведут путем его нагрева, паролифтного перемешивания в автоклавах с контактными паролифтами с получением пульпы и подачи ее на самоиспарение. На самоиспарение после перемешивания подают 20 - 90% пульпы, а 10 - 80% пульпы перед самоиспарением подвергают упариванию в автоклаве с поверхностным паролифтом. Установка для обескремнивания алюминатного раствора включает подогреватель, автоклавы с контактными паролифтами и самоиспаритель. Также она дополнительно снабжена автоклавом с поверхностным паролифтом, тремя трубопроводами и регулятором, подогреватель установлен над первым автоклавом, на одном из трубопроводов установлен регулятор. При этом последний автоклав с контактным паролифтом соединен трубопроводом с регулятором с самоиспарителем. Автоклав с поверхностным паролифтом расположен между последним автоклавом с контактным паролифтом и самоиспарителем и соединен с ними двумя трубопроводами. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству глинозема, конкретно, к процессу обескремнивания алюминатных растворов в автоклавах.

Известен способ обескремнивания алюминатного раствора, согласно которому для снижения зарастания стенок автоклавов и интенсификации процесса во всех автоклавах осуществляют паролифтное перемешивание.

Установка, использующая этот способ, состоит из автоклавов с распложенными в них паролифтами и контактного подогревателя в виде небольшого греющего автоклава, расположенного над первым автоклавом.

Греющий пар поступает на установку одновременно во все паролифты, а отработанный пар собирается в общий паропровод и используется для нагрева раствора в контактном подогревателе перед первым автоклавом, чем достигается двухступенчатое использование энергии пара для паролифтного перемешивания и нагрева раствора.

Использование этого способа и установки позволяет снизить зарастание автоклавов, интенсифицировать процесс и снизить давление греющего пара в 2 раза.

Недостатком этого способа и установки является усложнение автоклавов и их обслуживания за счет расположения паролифтов внутри автоклавов, необходимость чистки паролифтов изнутри и снаружи и использование паролифтов только для перемешивания раствора.

Ближайшим аналогом является способ обескремнивания алюминатного раствора, включающий нагрев раствора, паролифтное перемешивание в автоклавах с контактными паролифтами с получением пульпы после последнего автоклава и подачу ее на самоиспарение.

Установка для обескремнивания алюминатного раствора включает подогреватель, автоклавы с контактными паролифтами и самоиспаритель [2] Использование этой установки позволило в 3-4 раза снизить зарастание автоклавов, на 20-30% улучшить обескремнивание раствора и снизить металлоемкость автоклавов в 1,8-2 раза за счет снижения в них давления.

Недостатком установки и способа является увеличение объема раствора за счет конденсации в растворе греющего пара и необходимость дополнительной затраты пара на упарку маточного раствора, отсутствие возврата конденсата греющего пара на ТЭЦ.

Использование поверхности нагрева в автоклавах затруднено, так как даже небольшое заpастание ее резко снижает теплопередачу, что вызывает преждевременную остановку батареи на химическую чистку кислотой. Частые остановки и химчистки приведут к износу трубок и дополнительным затратам пара на разогревы установки при пуске.

Задача изобретения создание способа обескремнивания алюминатного раствора и установки с получением более высокого, по сравнению с известными, технического результата, а именно исключение разбавления раствора греющим паром за счет подачи греющего пара через устанавливаемый в последнем автоклаве поверхностный паролифт, снижение зарастания которого и его работоспособность обеспечивается пропуском части накипеобразующих примесей с раствором мимо поверхности нагрева, увеличением времени обескремнивания в последнем автоклаве с поверхностным паролифтом, повышением концентрации щелочи и возможности очистки поверхности нагрева периодическим увеличенным обводом раствора мимо последнего автоклава, за счет более значительного повышения концентрации раствора.

Технический результат достигается тем, что в способе обескремнивания, включающем упаривание раствора в конце процесса, 20-90% раствора подают на самоиспарение, минуя автоклав с поверхностным паролифтом.

Оптимальная доля обвода раствора составляет 50-75% В случае необходимости интенсификация обескремнивания (при малой выдержке в предыдущих автоклавах) через последний автоклав пропускается до 80% раствора, а 20% раствора пропускается через обводную трубу для предотвращения ее зашламления.

В этом варианте необходимо периодически повышать концентрацию Al₂O₃до 130-145 г/л c целью растворения накипи на греющих трубках обводом части раствора до 90% Дальнейшее увеличение обвода раствора вызывает выделение соды из раствора с зарастанием трубок и зашламление параллельного трубопровода из-за снижения скорости потока.

На чертеже представлена установка для осуществления предлагаемого способа обескремнивания алюминатного раствора.

Установка состоит из струйного подогревателя 1, автоклавов 2 с контактными паролифтами 3, трубопровода 4, автоклава 5 с поверхностным паролифтом 6, трубопровода слива обескремненного раствора 7 в самоиспаритель 8, нового трубопровода 9 с регулятором 10 для подачи части раствора мимо последнего автоклава 5.

По этому способу раствор на обескремнивание поступает через струйный подогреватель 1, где нагревается отработанным паром до температуры кипения, в автоклав 2 с контактным паролифтом 3, предназначенным для перемешивания пульпы. Далее пульпа перекачивается аналогичным паролифтом 3 в следующий автоклав 2 и затем самотеком перетекает по трубопроводу 4 в последний автоклав 5 с поверхностным паролифтом 6 и из него самотеком по трубе 7 в самоиспаритель 8, часть раствора 20-90% по трубопроводу 9 с регулятором 10 перетекает мимо автоклава с поверхностным паролифтом в самоиспаритель 8. Греющий пар поступает в поверхностный паролифт 6, при зтом за счет образования кипения пульпы в трубах осуществляется интенсивное перемешивание пульпы в автоклаве 5 и упаривание раствора, вторичный пар поступает в контактные пролифты 3 автоклавов 2, а отработанный пар после паролифтного перемешивания поступает в контактный подогреватель 1, где и конденсируется. Конденсат греющего пара из поверхностного паролифта 6 отводится на ТЭЦ.

П р и м е р. В автоклавную установку, состоящую из 6 автоклавов с контактными паролифтами общим объемом пульпы 64х6=384 м³ и автоклава с поверхностным паролифтом объемом пульпы 45 м³, поступает 358 м³раствора. Общее время выдержки 1,2 ч За это время процесс обескремнивания заканчивается по данным лабораторных исследований за 3 ч.

При пропуске 70% (250 м³/ч) раствора мимо автоклава с поверхностным паролифтом на самоиспаритель концентрация Al₂O₃ в автоклаве повышается с 76,8 до 96 г/л, при этом скорость обескремнивания снизится примерно на 30% количество накипеобразующихся примесей, проходящих через поверхность нагрева, уменьшится на 70% а выдержка в автоклаве, способствующая выделению накипи в объем раствора, возрастет в 3,9 раза раза. В результате изменения трех основных факторов зарастание поверхности нагрева снижается в 3-4 раза.

Через некоторое время (2-3 мес), зависящее от состава раствора и температуры обескремнивания и других факторов для очистки поверхности нагрева от накипи на короткое время (сутки), пропуск раствора мимо автоклава с поверхностным паролифтом увеличивается примерно до 85% При этом концентрация Al₂O₃ возрастает до 127 г/л и по данным лабораторных исследований начнется обратный процесс перехода отложившейся накипи на стенках трубок в раствор и таким образом очистится поверхность нагрева от накипи.

Формула изобретения

1. Способ обескремнивания алюминатного раствора, включающий нагрев раствора, паролифтное перемешивание в автоклавах с контактными паролифтами с получением пульпы после последнего автоклава и подачу ее на самоиспарение, отличающийся тем, что на самоиспарение после перемешивания подают 20 90% пульпы, а 10 80% пульпы перед самоиспарением подвергают упариванию в автоклаве с поверхностным паролифтом.

2. Установка для обескремнивания алюминатного раствора, включающая подогреватель, автоклавы с контактными паролифтами и самоиспаритель, отличающаяся тем, что она снабжена автоклавом с поверхностным паролифтом, тремя трубопроводами и регулятором, подогреватель установлен над первым автоклавом, на одном из трубопроводов установлен регулятор, при этом последний автоклав с контактным паролифтом соединен трубопроводом с регулятором с самоиспарителем, автоклав с поверхностным паролифтом расположен между последним автоклавом с контактным паролифтом и самоиспарителем и соединен с ними двумя трубопроводами.

РИСУНКИ

Рисунок 1