Карбонизатор



Карбонизатор
Карбонизатор
Карбонизатор

 


Владельцы патента RU 2614717:

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

Изобретение относится к оборудованию гидрохимических производств и может использоваться в производстве глинозема из нефелинов или низкосортных бокситов методом спекания. Карбонизатор состоит из цилиндрического корпуса (1) с коническим днищем (2) и крышкой (3), труб (5) для подачи газа в карбонизатор и вытяжной трубы (10) для удаления из него отработанного газа, эрлифта (4) для перемешивания образующейся в процессе разложения растворов суспензии гидроксида алюминия. Трубы (5) для подачи газа в карбонизатор расположены вертикально внутри корпуса (1), при этом нижние их части закреплены коаксиально в цилиндрических обечайках (6), жестко соединенных между собой и стенками корпуса (1). Изобретение позволяет снизить энергетические затраты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию гидрохимических производств, в частности к производству глинозема из нефелинов либо низкосортных бокситов методом спекания, где разложение алюминатных растворов, с целью выделения из них гидроксида алюминия осуществляется путем карбонизации газами, содержащими CO2. Устройство может использоваться также в других областях промышленности, где требуется обработка растворов различными газами.

Известен аппарат для карбонизации алюминатных растворов, состоящий из цилиндрического корпуса с плоским днищем и крышкой, на которой расположен привод механического перемешивающего устройства. Собственно перемешивание раствора или суспензии осуществляется низкооборотной цепной мешалкой. Газ, содержащий CO2, подается в карбонизатор через барботеры, врезанные в нижнюю часть корпуса (И.Н. Китлер, Ю.А. Лайнер. Нефелины - комплексное сырье алюминиевой промышленности. М.: Научно-техническое издательство цветной металлургии, 1962 г., стр. 162). К недостаткам этой конструкции карбонизатора следует отнести низкую степень использования газа, поскольку тихоходная цепная мешалка не обеспечивает требуемой скорости жидкости для диспергации пузырей газа. Поэтому в объеме перерабатываемого раствора образуются крупные газовые включения, что снижает поверхность контакта газ-жидкость и, как следствие, приводит к низким показателям по степени использования CO2. Последнее для достижения необходимых технологических результатов предопределяет необходимость увеличивать расход газа, что неизбежно приводит к высоким энергетическим затратам на осуществление процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является карбонизатор коническо-цилиндрической формы, в котором перемешивание суспензии осуществляется с помощью эрлифта (М.Я. Минцис, И.В. Николаев, Г.А. Сиразутдинов. Производство глинозема. Новосибирск, «Наука», 2012 г., стр. 190).

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой. Перемешивание суспензии гидроксида алюминия, образующейся в процессе карбонизации алюминатного раствора, осуществляется эрлифтом. Газ, содержащий СО2, подается под уровень раствора на глубину примерно 5,0-6,0 м через врезанные в конусную часть корпуса трубы. Отработанный газ удаляется из аппарата через выхлопную трубу, размещенную на крышке аппарата.

К недостаткам данной конструкции следует отнести неудовлетворительные показатели по степени поглощения СО2, поскольку при подаче газа в весь объем раствора, находящегося в карбонизаторе, приведенная его скорость (расход, отнесенный к полному сечению аппарата, м32 сек) незначительна. Поэтому пузыри газа при всплытии коалесцинируют, образуя крупные газовые включения, что неизбежно приводит к снижению площади поверхности контакта фаз газ-раствор. Как следствие - низкие показатели по степени поглощения СО2 и необходимость увеличивать расход газа для достижения требуемых результатов по глубине разложения раствора. Повышение расхода газа однозначно приводит к увеличению энергетических затрат и повышенному выбросу в атмосферу щелочных аэрозолей, что помимо всего прочего ухудшает экологию.

В основу изобретения поставлена задача повышения степени использования СО2.

При этом техническим результатом является снижение энергетических затрат на осуществление процесса разложения алюминатного раствора методом карбонизации.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что карбонизатор для получения гидроксида алюминия разложением алюминатных растворов газами, содержащими CO2, содержит цилиндрический корпус с коническим днищем и крышкой, трубы для подачи газа в карбонизатор, вытяжную трубу для удаления из него отработанного газа, эрлифт для перемешивания образующейся в процессе разложения растворов суспензии гидроксида алюминия, согласно заявляемому изобретению трубы для подачи газа в карбонизатор расположены вертикально внутри корпуса, при этом нижние их части закреплены коаксиально в цилиндрических обечайках, жестко соединенных между собой и стенками корпуса.

Дополнительно способствует достижению заявленного технического результата то, что трубы и обечайки выполнены с образованием зазора между их нижними торцами, а верхние торцы обечаек расположены ниже уровня раствора в аппарате.

Размещение нижней части вертикальных труб в цилиндрические обечайки обеспечивает существенное увеличение в них приведенной скорости газа (расход газа на каждую обечайку, отнесенный к площади ее поперечного сечения, м32 сек). Кроме того, каждая цилиндрическая обечайка представляет собой своеобразный эрлифт, что обеспечивает высокую скорость восходящего движения газожидкостной смеси, т.е. создаются гидродинамические условия, при которых происходит интенсивное дробление крупных газовых включений, содержащихся в газожидкостной смеси. Таким образом, значительно повышается поверхность контакта фаз газ-алюминатный раствор и, как следствие, коэффициент использования CO2.

Размещение нижнего торца вертикальных труб выше нижних торцов цилиндрических обечаек необходимо для предотвращения возможного «выброса» некоторого количества газа за пределы объема, ограниченного поверхностью цилиндрических обечаек.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид карбонизатора;

На фиг. 2 - поперечный разрез аппарата.

Карбонизатор состоит из цилиндрического корпуса 1, конического днища 2 и крышки 3. Перемешивание суспензии, образующейся в процессе карбонизации алюминатного раствора, осуществляется эрлифтом 4. Газ в карбонизатор подается по вертикальным трубам 5, которые коаксиально размещены в цилиндрических обечайках 6. Положение труб 5 в цилиндрических обечайках 6 фиксируется распорками 7. Цилиндрические обечайки 6 жестко крепятся к стенкам корпуса 1 кронштейнами 8, а между собой соединены поясами жесткости 9. Отработанный газ удаляется из аппарата через вытяжную трубу 10. В нижней части (вершина конусного днища) имеется патрубок 11 для выгрузки остатков гидроксида алюминия.

Карбонизатор работает следующим образом. В заполненный алюминатным раствором аппарат через трубы 5, закрепленные в цилиндрических обечайках 6, подается газ, содержащий CO2. При смешении газа с раствором в объеме цилиндрических обечаек, образуется газо-жидкостная смесь, которая с большой скоростью движется вверх. Таким образом, каждая цилиндрическая обечайка по сути представляет собой своеобразный эрлифт, что обеспечивает интенсивную аксиальную циркуляцию раствора во всем объеме карбонизатора. Большая скорость движения восходящего потока газожидкостной смеси предотвращает возможность образования крупных газовых включений, поскольку создаются благоприятные гидродинамические условия для интенсивного их дробления с образованием мелких пузырей. Следствием является увеличение поверхности контакта газ-алюминатный раствор и высокая степень поглощения CO2.

Высокая степень поглощения газа в зоне реакции предопределяет уменьшение его количества, поступающего в верхнюю зону карбонизатора, в так называемую сепарационную зону, т.е. уменьшается скорость газа в этой зоне. Это обеспечивает снижение выбросов в атмосферу щелочных аэрозолей, содержащих твердую фазу гидроксида алюминия и, как следствие, снижает или исключает вообще зарастание твердыми отложениями поверхности стенок карбонизатора, расположенной над уровнем раствора в аппарате. Отработанный газ удаляется из карбонизатора через вытяжную трубу 10. При остановке аппарата на ремонт остатки находящегося в нем гидроксида алюминия выгружаются через патрубок 11.

1. Карбонизатор для получения гидроксида алюминия разложением алюминатных растворов газами, содержащими CO2, включающий цилиндрический корпус с коническим днищем и крышкой, трубы для подачи газа в карбонизатор и вытяжную трубу для удаления из него отработанного газа, эрлифт для перемешивания образующейся в процессе разложения растворов суспензии гидроксида алюминия, отличающийся тем, что трубы для подачи газа в карбонизатор расположены вертикально внутри корпуса, при этом нижние их части закреплены коаксиально в цилиндрических обечайках, жестко соединенных между собой и стенками корпуса.

2. Карбонизатор по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные трубы и цилиндрические обечайки выполнены с образованием зазора между их нижними торцами.

3. Карбонизатор по п. 1, отличающийся тем, что верхние торцы цилиндрических обечаек расположены ниже уровня раствора гидроксида алюминия в корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обогащению руд флотацией. Флотационный классификатор содержит цилиндрическую камеру с нижней конической частью, соединенной с разгрузителем песков, установленный внутри камеры соосно с ней открытый сверху цилиндрический сборник слива мелких частиц с наклонным сливным патрубком и регулятором уровня пульпы, аэраторы, установленные между стенками камеры и цилиндрическим сборником слива мелких частиц, сборник нижнего продукта, установленные в верхней части камеры сужающиеся желоба, выполненные с нижней узкой частью днища и регуляторами расхода нижнего продукта и соединенные в нижней узкой части днища со сборником нижнего продукта посредством патрубков, установленный внутри камеры пеносборный желоб для верхнего продукта сужающихся желобов и тангенциальный патрубок для подачи исходной пульпы, установленный с обеспечением вращательного движения пульпы в камере.

Изобретение относится к выщелачиванию благородных металлов из упорного золотосодержащего сырья. Перед выщелачиванием увлажненную или обезвоженную до заполнения пор водой руду подвергают воздействию наносекундных электромагнитных импульсов, имеющих следующие параметры: длительность - менее 1 нс, длительность фронта - менее 0,1 нс, частота повторения - более 1 кГц и амплитуда - более 15 кВ.

Изобретение относится к области гидрометаллургии при использовании для извлечения металлов в горно-металлургической и химической промышленности, а также в сельском хозяйстве и при очистке стоков.

Изобретение относится к переработке железной руды оолитового строения и устройству для его реализации. Способ осуществляют путем послойного выщелачивания ритмично-зональных рудных частиц-оолитов гетит-гидрогетитового состава класса крупности -0,50+0,25 мм, представляющих сыпучую бурожелезняковую руду, добытую методом скважинной гидродобычи.

Группа изобретений относится к получению металлического цинка из его рудных пород. Способ получения металлического цинка из водной суспензии частиц, содержащих соединения цинка руды, включает генерацию в объеме сырья физических «треугольных» магнитных полей, напряженность которых составляет 8·104÷1,0·105 А/м.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотацией. Флотационный классификатор для обогащения руд включает цилиндроконическую камеру с расположенным в нижней части разгрузителем песков, установленный внутри камеры соосно с ней цилиндроконический распределитель потоков, закрепленный в верхней части цилиндроконического распределителя потоков наклонный сливной патрубок, установленные в пространстве между стенками камеры и распределителем потоков аэраторы и электродная станция и расположенный с наружной части камеры кольцевой пеносборный желоб для верхнего продукта.

Группа изобретений относится к выделению ионов металлов из жидкостей, суспензий или пульп. В нескольких последовательных баках с мешалкой осуществляют контактирование жидкостей, суспензий или пульп со смолой, удаляющей несколько металлов, с получением нагруженной смолы.

Изобретение относится к металлургии. Устройство для выщелачивания благородных металлов включает конический реактор с крышкой, патрубками ввода и вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб.

Изобретение относится к области получения металлического титана. Способ включает формирование исходной сырьевой массы в виде содержащей соединения титана водной суспензии, полученной введением в заранее заданный объем воды частиц, содержащих соединения титана.

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси.

Изобретение может быть использовано при переработке низкокачественного алюминийсодержащего сырья, в том числе нефелинов. Разложение алюминатного раствора выполняют путём карбонизации газами, содержащими СО2, при температуре от 20 до 40°С при начальной концентрации каустической щёлочи в растворе от 26 до 95 г/л в пересчёте на Na2Oк и каустическом модуле раствора от 1,5 до 1,9.

Изобретение относится к области химии и цветной металлургии и может быть использовано при переработке низкокачественного алюминийсодержащего сырья, в том числе нефелинов, методом спекания.

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано при получении гидроксида алюминия из насыщенных алюминатных растворов.
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. .
Наверх