Способ нагрева бокситовой пульпы

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в глиноземном производстве в сфере автоклавного выщелачивания боксита. Способ нагрева бокситовой пульпы заключается в непрерывном ее прокачивании через автоклавную установку с предварительным нагревом пульпы, осуществляемым паром, и окончательным нагревом пульпы до реакционной температуры. Предварительный нагрев проводят в две стадии: сначала глухим способом, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы, затем контактным, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы или отборный пар с турбин ТЭЦ. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева бокситовой пульпы и дает возможность сэкономить острый пар. 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве в сфере автоклавного выщелачивания боксита.

Известен способ нагрева бокситовой пульпы (А.И.Лайнер и др. Производство глинозема, М. , "Металлургия", 1978, стр. 175-176, рис. 68), по которому пульпу непрерывно прокачивают через батарею греющих автоклавов. Сырая пульпа из мешалки подается поршневым насосом сначала в подогреватели змеевикового типа, в которых нагревается глухим способом соковым паром (паром самоиспарения выщелоченной пульпы) и паром самоиспарения конденсата предыдущих подогревателей. После предварительного нагрева в подогревателях пульпа поступает в автоклавы, также змеевикового типа, где окончательно нагревается, как и в подогревателях, паром самоиспарения пульпы и конденсата, за исключением последних трех по ходу пульпы автоклавов, в которых она нагревается глухим способом острым (свежим) паром ТЭЦ.

Недостатком способа является сложность его аппаратурно-технологического исполнения.

Известен способ нагрева бокситовой пульпы (Мальц Н.С. Автоклавное выщелачивание боксита, М., "Металлургия", 1980, стр. 27, рис.4), широко применяемый в глиноземном производстве, по которому пульпу непрерывно прокачивают поршневым насосом через подогреватели и батарею автоклавов. При этом предварительный (регенеративный) нагрев пульпы в подогревателях осуществляют глухим образом до температуры 148-152^oС соковым паром (паром самоиспарения выщелоченной пульпы) с давлением 5,5-8,0 ати. Окончательный нагрев пульпы до реакционной температуры 235-238^oС осуществляют контактным способом в двух первых по ходу пульпы греющих автоклавах острым паром ТЭЦ с давлением 25-30 ати.

Недостатком способа является то, что высокоэффективный контактный нагрев пульпы производится только острым паром ТЭЦ; не используется достаточно полно потенциал сокового пара, при помощи которого, применяя контактный нагрев, можно предварительно нагреть пульпу до 160^oС, при температуре сокового пара 170^oС.

Задача изобретения - повышение эффективности способа нагрева пульпы.

Техническим результатом изобретения является использование на предварительной стадии нагрева пульпы контактного нагрева паром с давлением 5-9 ати, имеющего большую разность энтальпий между паром и конденсатом, чем у пара с давлением 25-30 ати (489,8 ккал/кг и 427,9 ккал/кг соответственно), дающее возможность уменьшить расход 25-30 ати пара для нагрева пульпы до реакционной температуры 235-238^oС.

Технический результат достигается способом нагрева бокситовой пульпы, заключающийся в непрерывном ее прокачивании через автоклавную установку с предварительным нагревом пульпы, осуществляемым паром, и окончательным нагревом пульпы до реакционной температуры. Предварительный нагрев проводят в две стадии: сначала глухим способом, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы, затем контактным, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы или отборный пар с турбин ТЭЦ.

На чертеже дана блок-схема осуществления предлагаемого способа нагрева бокситовой пульпы.

Схема включает в себя центробежный насос 1, подогреватели 2 глухого регенеративного нагрева сырой пульпы соковым паром, подогреватель (автоклав) 3 контактного нагрева пульпы паром с давлением 5-9 ати, например, соковым или отборным с ТЭЦ, многоступенчатый центробежный насос 4, автоклавную батарею 5 с двумя греющими автоклавами контактного нагрева пульпы, самоиспарители 6, 7 первой и второй степеней самоиспарения выщелоченной пульпы.

Способ осуществляется следующим образом. Сырая бокситовая пульпа с температурой 90-95^oС из мешалки подается насосом 1 в кожухотрубчатые подогреватели 2, в которых нагревается через теплообменную поверхность, т.е. глухим способом, до 148-152^oС соковым паром (паром самоиспарения выщелоченной пульпы), поступающим в межтрубную часть подогревателей 2 из самоиспарителя 6. Затем пульпа поступает в подогреватель (автоклав) 3, в принципе не отличающийся от греющих автоклавов батареи 5, где контактно нагревается соковым паром самоиспарителя 6 или отборным (с турбин) паром ТЭЦ, если сокового пара недостаточно. В подогревателе 3 пульпа нагревается до температуры не ниже 160^oС при температуре греющего пара 170^oС (давление 7 ати). На этом предварительный нагрев пульпы паром заканчивается, и она поступает на всас насоса 4, а из него нагнетается под давлением 25-30 ати в первые два греющих автоклава батареи 5, в которых контактно нагревается до реакционной температуры 235-238^oС. После прохождения реакционных автоклавов батареи 5 выщелоченная пульпа поступает в самоиспаритель 6 первой ступени, пар из которого, называемый соковым, поступает в межтрубную часть подогревателей 2, а пульпа - в самоиспаритель 7 второй ступени и далее по технологическому назначению.

При этом надо сказать, что применение многоступенчатого центробежного насоса 4 вместо обычно применяемого поршневого для транспорта пульпы в сфере автоклавного выщелачивания боксита обусловлено тем, что поршневой насос неустойчиво работает (теряет производительность из-за вскипания пульпы при всасе) при температуре пульпы выше 120^oС. Для устранения абразивного износа центробежного насоса 4 предусмотрена его работа с разделением фаз: вода-пульпа, когда давление воды в насосе передается пульпе вне насоса.

Таким образом, благодаря дополнительному контактному нагреву сырой пульпы в предварительной стадии паром самоиспарения выщелоченной пульпы или отборным паром ТЭЦ, имеющим приблизительно такое же давление, как пар самоиспарения: 5-9 ати, т.е. значительно меньшее, чем острый пар ТЭЦ, достигается возможность повышения температуры предварительного нагрева сырой пульпы до 160^oС. При этом следует сказать, что расход сокового пара при нагреве пульпы от температуры глухого нагрева (148-152^oС) до 160^oС будет меньше (приблизительно, на 0,3 т/час при расходе пульпы 100 м³/час), если бы такой нагрев осуществлялся острым паром 25-30 ати, т.к. разность энтальпий последнего меньше, чем сокового или отборного (см. таблицу Вукаловича). Именно это является главным обстоятельством применения на второй стадии предварительного нагрева контактного способа нагрева, т.к. использование глухого нагрева пульпы не позволяет достичь температуры выше 152^oС при температуре сокового пара, например 170^oС, а контактный позволяет иметь не ниже 160^oС, что в конечном итоге дает значительную экономию острого пара.

Формула изобретения

Способ нагрева бокситовой пульпы, заключающийся в непрерывном ее прокачивании через автоклавную установку с предварительным нагревом пульпы, осуществляемым паром, и окончательным нагревом пульпы до реакционной температуры, отличающийся тем, что предварительный нагрев проводят в две стадии: сначала глухим способом, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы, затем контактным, используя пар самоиспарения выщелоченной пульпы или отборный пар с турбин ТЭЦ.

РИСУНКИ

Рисунок 1