Устройство для охлаждения электролита (варианты)

 

Устройство относится к гидрометаллургии цинка и может быть использовано для охлаждения электролита в металлургической, химической и других областях промышленности, где требуется охлаждение больших объемов растворов. Устройство для охлаждения электролита содержит корпус в виде башни с дном, расположенным выше нулевой отметки, окна для подачи охлаждающего воздуха, патрубки для подвода и отвода электролита, сопла для разбрызгивания электролита, расположенные выше окон для подачи охлаждающего воздуха, при этом дно дополнительно снабжено кессонами, уложенными вплотную друг к другу по всему сечению дна башни, верхняя часть которых выполнена из П-образного свинцового профиля, а нижняя - из полимерного материала, и брызгоуловителями, расположенными в верхней части башни в виде конусов, установленных на разных уровнях, на поверхности которых радиально в шахматном порядке выполнены прорези с отогнутыми V-образными пластинками. Отличием второго варианта является то, что кессоны установлены с промежутками выше дна башни не менее чем в двух уровнях в шахматном порядке. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения электролита, снижение брызгоуноса, трудовых, материальных и эксплуатационных затрат, а также снижение цикличности процесса. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка и может быть использовано для охлаждения электролита в металлургической, химической и других областях промышленности, где требуется охлаждение больших объемов растворов.

Известно устройство для охлаждения электролита, содержащее гальваническую ванну с циркуляционным насосом и холодильную машину с испарителем для утилизации тепла, выделяемого электролитом, аккумуляционную емкость, теплообменную поверхность, второй насос, промежуточный хладоноситель (см. а.с. СССР 1076713, МПК⁷ F 25 B 19/02, C 25 D 21/02, опубл. 29.02.84.).

Недостатками такого устройства являются сложность и высокая стоимость конструкции, трудоемкость эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому устройству по назначению и достигаемому результату является устройство для охлаждения электролита, содержащее корпус в виде башенной градирни, донную часть, расположенную выше нулевой отметки, окна для подачи охлаждающего воздуха, патрубки для подвода и отвода раствора и сопла для разбрызгивания электролита, расположенные выше окон для подачи охлаждающего воздуха (см. к.н. А.П. Снурников "Гидрометаллургия цинка", Москва, "Металлургия", 1981 г., с.273-275).

Недостатками прототипа являются большие трудовые и эксплуатационные расходы, значительный расход охлаждающего пара и воды; температура и влага охлаждающего воздуха, подаваемого в градирню, зависят от времени года и погодных условий, что снижает эффективность охлаждения; брызгоунос электролита за пределы градирни достигает 0,07% от общего количества охлаждаемого раствора, а также многоцикличность процесса из-за недостаточной степени охлаждения.

Задачей предлагаемого технического решения является создание эффективного устройства для охлаждения электролита, снижение брызгоуноса, трудовых, материальных и эксплуатационных затрат.

Технический результат заключается в повышении охлаждаемого эффекта при снижении расхода пара и воды на охлаждение и цикличности процесса охлаждения.

Этот технический результат достигается тем, что в известном устройстве для охлаждения электролита, содержащем корпус в виде башни с дном, расположенным выше нулевой отметки, окна для подачи охлаждающего воздуха, патрубки для подвода и отвода электролита, сопла для разбрызгивания электролита, расположенные выше окон для подачи охлаждающего воздуха, согласно изобретению дно дополнительно снабжено кессонами, уложенными вплотную друг к другу по всему сечению дна башни, верхняя часть которых выполнена из П-образного свинцового профиля, а нижняя - из полимерного материала, и брызгоуловителями, расположенными в верхней части башни в виде конусов, установленных на разных уровнях, на поверхности которых радиально в шахматном порядке выполнены прорези с отогнутыми V-образными пластинами.

Отличием второго варианта является то, что кессоны установлены с промежутками выше дна башни не менее чем в двух уровнях, в шахматном порядке.

Данное устройство позволит повысить эффективность охлаждения, снизить брызгоунос, трудовые и эксплуатационные затраты.

Второй вариант, по сравнению с первым, позволит увеличить охлаждаемую поверхность кессонов, что улучшит эффективность охлаждения, но при этом незначительно увеличатся трудозатраты, связанные с зачисткой промежутков между кессонами.

Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид первого варианта устройства в разрезе; на фиг.2 изображен фрагмент кессонов в разрезе в увеличенном масштабе; на фиг.3 - общий вид второго варианта в разрезе; на фиг.4 - фрагмент кессонов в разрезе, расположенных в шахматном порядке; на фиг.5 - вид А на фиг.1, 3; на фиг.6 - фрагмент прорези с V-образной пластиной в аксонометрии.

Устройство для охлаждения электролита состоит из корпуса в виде башни 1 с дном 2, установленным выше нулевой отметки, с расположенными на нем вплотную друг к другу кессонами 3, верхняя часть которых выполнена из П-образного свинцового профиля 4, а нижняя - из полимерного материала 5 (см. фиг.1, 2). В корпусе башни 1 выполнены окна 6 для подачи охлаждающего воздуха, над которыми установлены сопла 7 для подачи электролита через патрубок 8. В верхней части башни 1 расположены брызгоуловители, выполненные в виде конусов 9, установленных на разных уровнях, на поверхности которых радиально в шахматном порядке выполнены прорези 10 с отогнутыми V-образными пластинами 11 (см. фиг.5, 6). В корпусе башни 1 выполнен патрубок 12 для слива электролита.

По второму варианту кессоны 3 установлены с промежутками выше дна 2 башни 1 не менее чем в двух уровнях, в шахматном порядке (см. фиг.3, 4).

Устройство работает следующим образом.

Для охлаждения электролита его подают через патрубок 8 в сопло 7 для разбрызгивания. Электролит, проходя через пространство башни, охлаждается воздухом, подаваемым под давлением через окна 6. Охлаждающий воздух предварительно осушают, чтобы стабилизировать степень охлаждения электролита независимо от внешних условий. Затем электролит попадает на кессоны 3, установленные на дне 2 башни 1, дополнительно охлаждается, отдавая тепло хладагенту, циркулирующему в них. Кессоны 3 заполнены водой с температурой 15-18^oС.

Охлажденный электролит со дна 2 башни 1 стекает через сливной патрубок 12. Дно 2 башни 1 может быть выполнено и наклонным в сторону слива. Для улавливания электролита, захваченного воздухом, в верхней части башни 1 установлены брызгоуловители, выполненные в виде конусов 9 различных размеров, расположенных на разных уровнях. На поверхности конусов 9 радиально в шахматном порядке выполнены прорези 10 с отогнутыми пластинами в виде буквы V в сечении для ослабления давления воздуха, насыщенного электролитом (см. фиг. 5, 6).

По второму варианту кессоны 3 располагают выше дна 2 башни 1, например, в двух уровнях, как указано на фиг.3, и устанавливают с промежутками в шахматном порядке, что позволяет достичь более эффективного охлаждения электролита. Электролит, проходя между кессонами 3, охлаждается, попадает на дно 2 башни 1 и выводится из донной части 2 через сливной патрубок 12.

Использование данного изобретения позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность охлаждения, снизить брызгоунос и сократить количество циклов охлаждения, что приводит к снижению расхода воды и пара, а также снижению трудовых, материальных и эксплуатационных затрат.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения электролита, содержащее корпус в виде башни с дном, расположенным выше нулевой отметки, окна для подачи охлаждающего воздуха, патрубки для подвода и отвода электролита и сопла для разбрызгивания электролита, расположенные выше окон для подачи охлаждающего воздуха, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено кессонами, уложенными вплотную друг к другу по всему сечению дна башни, верхняя часть которых выполнена из П-образного свинцового профиля, а нижняя из полимерного материала, и брызгоуловителями, расположенными в верхней части башни в виде конусов, установленных на разных уровнях, на поверхности которых радиально в шахматном порядке выполнены прорези с отогнутыми V-образными пластинами.

2. Устройство для охлаждения электролита, содержащее корпус в виде башни с дном, расположенным выше нулевой отметки, окна для подачи охлаждающего воздуха, патрубки для подвода и отвода электролита и сопла для разбрызгивания электролита, расположенные выше окон для подачи охлаждающего воздуха, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено кессонами, установленными с промежутками выше дна башни не менее чем в двух уровнях в шахматном порядке, верхняя часть которых выполнена из П-образного свинцового профиля, а нижняя из полимерного материала, и брызгоуловителями, расположенными в верхней части башни в виде конусов, установленных на разных уровнях, на поверхности которых радиально в шахматном порядке выполнены прорези с отогнутыми V-образными пластинами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6