Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий



Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий
Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий

 


Владельцы патента RU 2586134:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано при получении гидроксида алюминия из насыщенных алюминатных растворов. Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий включает аппарат для кристаллизации 7 с патрубком 12 в верхней его части, испаритель 1, соединенный с вакуумной системой. Патрубки для подвода 2 и вывода 3 раствора или суспензии расположены соответственно в верхней и нижней частях испарителя 1. Патрубок 3 соединен с гидрозатвором, состоящим из двух параллельно расположенных вертикальных труб 8, 9, соединенных между собой перетоком 10. В нижней части трубы 9 гидрозатвора, соединенной с верхним патрубком 12 для приема раствора или суспензии в аппарат 7 для кристаллизации, размещен патрубок 11 для подачи воздуха, снабженный запорной арматурой 13. Отношение высоты (h0) трубы 9 к высоте (Н) трубы 8 составляет h0/H≤1,0. Изобретение позволяет повысить коэффициент использования установки, стабилизировать работу и увеличить срок эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для интенсификации различных тепло-массообменных процессов, где требуется охлаждение перерабатываемых растворов или суспензий, например при получении гидроксида алюминия из насыщенных алюминатных растворов. Оно может использоваться также в других областях промышленности, где требуется регулирование температурного режима осуществляемых процессов.

Известен аппарат для охлаждения растворов или суспензий - так называемый спиральный теплообменник (Ю.И. Дытнерский. "Процессы и аппараты химической технологии", т. 1., М., "Химия", 1995 г., стр. 343÷345). В этом аппарате поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами определенной длины, свернутыми по спирали. Внутренние концы спиралей присоединены к вертикальной перегородке. Таким образом, между листами образованы каналы прямоугольного сечения, по которым движутся теплоносители. С торцов каналы закрыты крышками. У наружных концов спиралей и у центра крышки приварены патрубки для ввода в аппарат раствора (или суспензии) и теплоносителя. К недостаткам этих аппаратов следует в первую очередь отнести сложность в изготовлении, большую металлоемкость и невозможность работать при давлении ниже атмосферного, поскольку герметизация спиралей вызывает трудности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному решению является аппарат (установка) для кристаллизации алюминатных растворов (а.с. №719652, B01D 9/02, опубл. 05.03.1980).

Установка состоит из корпуса, на крышке которого размещен вакуум-испаритель, трубы, установленной внутри корпуса и предназначенной для транспортировки раствора из конической части в вакуум-испаритель, барометрической трубы, концентрично установленной по отношению к транспортной и эрлифтной трубам. Нижний конец эрлифтной трубы выполнен коническим и герметично соединен с транспортной трубой. В эрлифтную трубу подается воздух. К недостаткам этой установки следует отнести сложность в эксплуатации и нестабильность ее работы, поскольку, при кристаллизации твердой фазы из алюминатных растворов, т.е. при образовании в результате разложения растворов суспензии, твердая фаза, содержащаяся в последней, осаждается и постепенно накапливается в конической части так называемой эрлифтной трубы, что приводит к постепенной и неизбежной забивке барометрической трубы. Увеличение расхода воздуха до максимальных значений, что предопределяет существенное повышение энергетических затрат, не позволит предотвратить снижение показателей работы установки из-за повышения гидравлического сопротивления на входе в эрлифтную трубу потока суспензии. В итоге установка будет полностью остановлена.

В основу изобретения поставлена задача снижения энергетических затрат.

При этом техническим результатом является увеличение коэффициента использования установки, стабилизация ее работы и повышение работоспособности.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в установке для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий, содержащей аппарат для кристаллизации с патрубком в верхней его части, испаритель, соединенный с вакуумной системой, обеспечивающей в испарителе давление ниже атмосферного, патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии, согласно заявляемому изобретению патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии расположены соответственно в верхней и нижней частях испарителя, при этом патрубок для вывода из испарителя раствора или суспензии соединен с гидрозатвором, состоящим из двух параллельно расположенных вертикальных труб, соединенных между собой перетоком, а в нижней части трубы гидрозатвора, соединенной с верхним патрубком для приема раствора или суспензии в аппарат для кристаллизации, размещен патрубок для подачи воздуха, снабженный запорной арматурой, при этом отношение высоты (h0) трубы гидрозатвора с патрубком для подачи воздуха к высоте (Н) параллельно расположенной трубы, соединенной с патрубком испарителя для вывода раствора или суспензии, h0/H≤1,0.

Установку дополняет частный случай ее выполнения.

Переток гидрозатвора может содержать люк для удаления твердой фазы раствора или суспензии, которая может осаждаться в нем при остановке установки.

Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1.

Установка состоит из испарителя 1, включающего патрубок 2 для подвода на охлаждение раствора или суспензии, патрубок 3 для вывода на дальнейшую переработку охлажденного раствора или суспензии, трубопровода 4, предназначенного для отбора из испарителя сокового пара, устройства 5 для конденсации сокового пара, образующегося в испарителе, вакуумного насоса 6 для откачки из последнего неконденсирующихся газов, аппарата 7, предназначенного для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов, гидрозатвора, состоящего из двух параллельно расположенных вертикальных труб 8 и 9, соединенных между собой перетоком 10. Труба 8 гидрозатвора соединена с патрубком 3 испарителя 1. Труба 9 гидрозатвора снабжена патрубком 11 для подачи воздуха и в верхней части соединена с патрубком 12, который расположен в верхней части аппарата для кристаллизации 7. Для регулирования расхода воздуха в трубу гидрозатвора 9, в зависимости от давления в испарителе 1, на патрубке 11 установлена запорная арматура 13.

В перетоке 10, в случае, если установка предназначена для работы в режиме охлаждения суспензий, предусмотрен люк 14, назначение которого очистка перетока от твердой фазы суспензии при остановке агрегата на ремонт либо профилактику.

Вода, поступающая в устройство 5 для конденсации сокового пара, смешивается с конденсатом и удаляется в систему водооборота через «барометрический ящик» 15.

Установка работает следующим образом.

Раствор (суспензия), подлежащая охлаждению, поступает в испаритель 1 через патрубок 2. Вследствие того, что в испарителе 1 за счет подключения его к вакуумной системе поддерживается давление ниже атмосферного, раствор (суспензия) "вскипает". При этом температура жидкости понижается и соответствует равновесной при данном давлении. Образующийся так называемый соковый пар по трубопроводу 4 поступает в устройство 5, орошаемое водой и предназначенное для конденсации сокового пара. Неконденсирующиеся газы откачиваются из устройства 5 вакуумным насосом 6. Вода из устройства 5, смешанная с конденсатом, поступает в так называемый «барометрический ящик» 15, откуда откачивается в систему водооборота. В трубу 9 гидрозатвора, соединенную с аппаратом для кристаллизации 7 верхним патрубком для приема раствора или суспензии 12, а с трубой 8, соединенной в верхней части с испарителем 1 и в нижней с трубой 9 перетоком 10, через патрубок 11 подается воздух. Таким образом, плотность газожидкостной смеси, образующейся в трубе гидрозатвора 9, значительно ниже, чем плотность "чистого" раствора (суспензии) в трубе 8, что предопределяет возможность транспортировки раствора (суспензии) из испарителя 1, в котором давление ниже атмосферного, в аппарат для кристаллизации 7 за счет разницы статических давлений в трубах гидрозатвора 8 и 9. Это, в свою очередь, позволяет располагать испаритель 1, работающий при пониженном давлении, на незначительном расстоянии от крышки аппарата для кристаллизации 7, т.е., помимо всего прочего, снижать затраты на сооружение установки за счет уменьшения высоты размещения испарителя от крышки аппарата для кристаллизации 7.

При этом отношение высоты (h0) трубы 9 к высоте (Н) трубы гидрозатвора 8: h0/H≤1,0.

Указанное геометрическое соотношение элементов гидрозатвора необходимо для еще большей минимизации энергетических затрат на осуществление процесса охлаждения раствора (суспензии) в испарителе, работающем при давлении ниже атмосферного, и дальнейшую транспортировку охлажденного раствора (суспензии) в аппарат для кристаллизации 7. Если это соотношение будет больше единицы, то испаритель 1 переполнится поступающим в него раствором (суспензией) и для откачки его в аппарат для кристаллизации 7 потребуется существенно увеличить расход воздуха в трубу 9 гидрозатвора, т.е. повысить энергетические затраты.

1. Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий, содержащая аппарат для кристаллизации с патрубком в верхней его части, испаритель, соединенный с вакуумной системой, обеспечивающей в испарителе давление ниже атмосферного, патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии, отличающаяся тем, что патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии расположены соответственно в верхней и нижней частях испарителя, при этом патрубок для вывода из испарителя раствора или суспензии соединен с гидрозатвором, состоящим из двух параллельно расположенных вертикальных труб, соединенных между собой перетоком, а в нижней части трубы гидрозатвора, соединенной с верхним патрубком для приема раствора или суспензии в аппарат для кристаллизации, размещен патрубок для подачи воздуха, снабженный запорной арматурой, при этом отношение высоты (h0) трубы гидрозатвора с патрубком для подачи воздуха к высоте (Н) параллельно расположенной трубы, соединенной с патрубком испарителя для вывода раствора или суспензии, h0/H≤1,0.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что переток гидрозатвора содержит люк для удаления твердой фазы раствора или суспензии.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. В процессе гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья проводят автоклавное выщелачивание красных шламов ветви Байера в высокомодульном алюминатном растворе в присутствии известьсодержащей добавки.

Изобретение относится к области химии. Боксит перерабатывают по способу Байера, согласно которому: а) готовят бокситовую руду, b) её выщелачивают, получают пульпу, содержащую раствор, обогащенный растворенным глиноземом, и красный шлам, с) раствор отделяют от красного шлама; d) раствор, обогащенный оксидом алюминия, приводят в сильно неравновесное состояние пересыщения обычно путем охлаждения и разбавления и в него вводят частицы тригидрата глинозема для декомпозиции, т.е.
Изобретение относится к способу переработки бокситов на глинозем. Способ включает размол боксита в оборотном растворе, выщелачивание, сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама, промывку красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора и кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема.
Изобретение относится к области цветной металлургии. .

Изобретение относится к области цветной металлургии. .
Изобретение относится к области цветной металлургии. .
Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из глиноземсодержащего сырья. .
Изобретение относится к области химии и гидрометаллургии и может быть использовано в производстве глинозема из нефелинов и низкосортных бокситов методом спекания.

Изобретение относится к способу получения полимолочной кислоты. Способ получения полимолочной кислоты включает стадии: (i) осуществления полимеризации с раскрытием цикла, с использованием катализатора, и либо соединения деактиватора катализатора, либо добавки, блокирующей концевые группы, для получения неочищенной полимолочной кислоты с молекулярной массой более 10000 г/моль, (ii) очистки неочищенной полимолочной кислоты путем удаления и отделения низкокипящих соединений, включающих лактид и примеси, из неочищенной полимолочной кислоты посредством удаления летучих низкокипящих соединений в виде газофазного потока, (iii) очистки лактида из стадии удаления летучих компонентов и удаления примесей из газофазного потока испаренных низкокипящих соединений с помощью кристаллизации десублимацией из газовой фазы, в котором лактид очищают, и удаленные примеси включают остаток катализатора и соединение, содержащее по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом очищенный таким образом лактид затем полимеризуют, подавая его обратно в полимеризацию с раскрытием цикла.

Изобретение относится к способу получения полимолочной кислоты и устройству для осуществления такого способа. Способ включает стадии осуществления полимеризации с раскрытием кольца с использованием катализатора и либо соединения деактиватора катализатора, либо добавки, блокирующей концевые группы, для получения неочищенной полимолочной кислоты с молекулярной массой более 10000 г/моль.

Изобретение относится к получению газовых гидратов для хранения и транспортировки газа в энергетике и газовой промышленности. Газовые гидраты, например гидрат метана, получают низкотемпературной конденсацией молекулярных пучков разреженного пара и газа.

Изобретение относится к способу и устройству для очистки загрязненного внесением диоксидов серы растворителя на основе амина. В загрязненный растворитель вводят соединение калия и окислитель, в результате чего сульфит окисляется в сульфат, при этом окислитель и соединение калия смешивают между собой перед введением в раствор соли аминокислоты.

Изобретение относится к способу обработки потока жидких углеводородов, содержащего воду, в котором поток жидких углеводородов вводится в первый сепаратор, отделяющий по меньшей мере свободную воду из указанного потока жидких углеводородов.

Изобретение относится к способу запуска процесса очистительного выделения кристаллов акриловой кислоты из суспензии S ее кристаллов в маточнике с применением гидравлической промывочной колонны, имеющей контур циркуляции расплава кристаллов, включая пространство плавки кристаллов, а также рабочее и распределительное пространства, которые отделены друг от друга дном со сквозными проходами, соединяющими оба пространства, при реализации которого для первоначального формирования слоя кристаллов контур циркуляции расплава кристаллов и по меньшей мере частично рабочее пространство сначала заполняют содержащей акриловую кислоту стартовой жидкостью, температура кристаллообразования акриловой кислоты в которой ниже или равна повышенной на 15°C температуре суспензии S, а затем продолжают заполнение промывочной колонны суспензией S и, необязательно, регуляторным маточником, пока разность между давлением в контуре циркуляции расплава кристаллов и давлением в распределительном пространстве внезапно не упадет, причем вплоть до этого момента среднее арифметическое значение протекающего в совокупности через фильтры фильтровальных труб промывочной колонны потока регуляторного маточника относительно площади всех фильтров составляет не более 80 м3/(м2·ч).

Изобретение относится к химической промышленности. Способ очистки и выделения химического соединения из суспензии его кристаллов в маточном растворе включает транспортировку слоя кристаллов (5) сверху вниз в промывочной колонне.

Изобретение относится к технологиям создания новых материалов и предназначено для использования в области технологии кристаллических и стеклокристаллических материалов.

Изобретение относится к способу формирования микрочастиц. Заявленный способ включает обеспечение первого раствора, включающего анион, и обеспечение второго раствора, включающего катион, смешивание указанных первого и второго растворов в присутствии первого соединения, имеющего молекулярную массу по меньшей мере 20 кДа, для формирования пористых матриц.

Изобретение относится к вариантам способа разделения. Один из вариантов включает выделение пара-ксилола и молекулярного кислорода из суспензии, содержащей пара-ксилол и другие изомеры ксилола, при котором на стадии разделения устанавливают давление, которое на 0.5-30 psi выше атмосферного давления.
Наверх