Нагревательное устройство

 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве для нагрева автоклавной пульпы паром. Устройство состоит из цилиндрического корпуса, разделенного поперечной перегородкой на две часта, в первой из которых по ходу пульпы установлен патрубок для подвода пара, а во второй - манометр. Кроме того, корпус снабжен соосно установленным с ним патрубком транспорта пульпы с отверстиями для прохода пара внутрь этого патрубка из первой (паровой) зоны корпуса. Посредством такого выполнения смешение фаз (пульпы и пара), а также конденсация пара осуществляется в разных зонах, что обеспечивает повышение эффективности нагрева при безопасности эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в производстве глинозема из боксита для нагрева автоклавной пульпы паром ТЭЦ.

Известно устройство для нагрева бокситовой пульпы под давлением (И.А. Троицкий, В. А.Железнов "Металлургия алюминия". М.: "Металлургия", 1977, с. 61, рис. 14), представляющее из себя автоклав, выполненный в виде цилиндрического сосуда с патрубками подвода и отвода пульпы и подвода греющего пара в нижнюю часть аппарата через сопло с множеством отверстий для диспергации пара.

Недостатком устройства является то, что патрубок подвода пара расположен в нижней части аппарата и для поступающего в него пара необходимо дополнительно преодолеть сопротивление статического столба пульпы (кроме технологического давления, создаваемого поршневым насосом). На это бесполезно тратится энергия пара, что снижает эффективность нагрева.

Известно также нагревательное устройство (патент России 2027502), конструктивно не отличающееся от вышеописанного аналога, за исключением лишь того, что греющий пар в него подается сверху через подогреватель смешения, выполненный в виде цилиндрического полого корпуса с патрубками подачи пульпы и пара. При этом смешение пульпы с паром и конденсация последнего происходят в одной зоне подогревателя.

Недостатком данного устройства является неполная конденсация пара в подогревателе смешения, что приводит к образованию паровой подушки в верхней части автоклава и выдавливанию из него пульпы, ведущее к нарушению технологии выщелачивания боксита.

Задача изобретения - устранение недостатков описанных выше устройств в конструкции, обеспечивающей к тому же полную безопасность эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является то, что смешение фаз (пульпы и пара), а также конденсацию пара осуществляют в разных зонах нагревательного устройства.

Технический результат достигается тем, что цилиндрический корпус устройства разделяется на две части (зоны) кольцевой перегородкой: паровая зона и предохранительная. При этом в первой зоне (паровой) по ходу пульпы установлен патрубок подвода пара, а во второй - манометр. Кроме того, корпус снабжен соосно установленным с ним патрубком транспорта пульпы с отверстиями для прохода пара внутрь этого патрубка из паровой зоны корпуса. Таким образом, данный патрубок, как и корпус, естественным образом тоже разделяется на две зоны: смешения и конденсации, находящимися, соответственно, внутри зон корпуса: паровой и предохранительной.

На фиг.1 дан общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 показано расположение устройства относительно первого реакционного автоклава батареи выщелачивания.

Предлагаемое нагревательное устройство содержит цилиндрический корпус, состоящий из двух частей 1, 2, отделенных друг от друга перегородкой 3, при этом часть (зона) 1 снабжена патрубком 4, а часть (зона) 2 - манометром 5 и дренажным патрубком 6. В состав устройства входит также патрубок 7 транспорта пульпы с отверстиями 8, содержащий фланцы 9, 10 для стыковки с технологическими трубопроводами автоклавной батареи, один из автоклавов 11 которой указан на фиг.2.

Протяженность зоны 1 устройства определяется числом отверстий 8, которых при их диаметре 13-15 мм должно быть не менее 30 штук, а протяженность зоны 2 определяется скоростью конденсации пара и может быть не менее 5 м.

Нагревательное устройство работает следующим образом. Предварительно нагретая до 150-160^oС сырая пульпа поступает со стороны фланца 9 в патрубок 7, где в зоне 1 начинает контактировать с острым паром (давление 25-30 ати), поступающим в патрубок 7 через отверстия 8. При этом пару не приходится преодолевать дополнительно статистическое давление пульпы, что имеет место в устройстве-аналоге.

Далее по ходу движения паропульповой смеси по патрубку 7 в сторону патрубка 10 происходит конденсация пара в зоне 2 со схлопыванием пузырьков пара, вызывающий интенсивное эрозионное воздействие на стенку патрубка 7 и его износ именно в этой зоне. После полной конденсации пара нагрев пульпы заканчивается и она поступает в первый реакционный автоклав 11 батареи.

Таким образом, из вышесказанного понятно, что необходимость разделения корпуса устройства на две части 1, 2 вызвана эрозионным воздействием паропульповой смеси на стенку патрубка 7. В результате износа последнего происходит выброс пульпы в зону 2 корпуса. При этом, в ней поднимается давление до уровня 25-30 ати, что фиксирует манометр 5. И если манометр 5 - контактный, то через него происходит закрытие паровой заслонки и остановка поршневого насоса. Обслуживающий персонал переключает автоклавную батарею на работу с другим нагревательным устройством (на фиг.2 не указан) такой же конструкции, а вышедшее из строя заменяют на новое.

Без разделения же корпуса устройства на две части 1, 2 невозможно было бы определить износ патрубка 7 в зоне конденсации. Это привело бы к тому, что пар начал бы поступать в патрубок 7 через вновь образовавшиеся отверстия, которые бы все более увеличивались, уменьшая степень диспергирования пара и понижая тем самым эффективность его смешения с пульпой. Зона конденсации пара вышла бы за пределы патрубка 7, т.е. самого устройства, и начался бы износ технологического трубопровода с последующим выбросом паропульповой смеси наружу со всеми вытекающими отсюда последствиями, способными вызвать несчастный случай.

Формула изобретения

Нагревательное устройство, содержащее цилиндрический корпус с патрубком подвода пара и с установленным в нем соосно патрубком транспорта пульпы с отверстиями, проходящим через весь корпус, отличающееся тем, что корпус выполнен из двух частей, изолированных друг от друга поперечной кольцевой перегородкой, при этом в первой зоне по ходу пульпы установлен патрубок подвода пара, а во второй - манометр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2