Установка для кристаллизации твердой фазы из растворов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) УСТАНОВКА ДЛЯ КРИСТАПЛИЗАЦИИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ИЗ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к цветной металлургии, а конкретно к установкам для кристаллизации гидроксида алюминия из пересыщенных алюминатных растворов. Цель - повышение производительности и надежности работы установки. Установка состоит из одного или нескольких кристаллизаторов с установлепным между ними теплообменником. Теплообменник соединен с крис Изобретенне относится к цветной металлургии, а конкретно к установкам для кристаллизации гидроксида алюминия из пересыщенныщ алюммнатных растворов.Целью изооретения является повышение произгпдительности и надежности работы установки.На фиг.1 представлена предлагаемая установка на фиг.2 - теплообменник на фиг.3 - разрез АА на фиг 2.Установка состоит из одного или нескольких кристаллизаторов 1, 2, 5-91таллизатором ГЕУУЙОПРОВОДОМ, ВЪЯПОЛНЭН ным в виде сифона. опущенного в нижнюю часть кристаллизатора, причем трубопровод соединен с тангенциальным патрубком входа раствора,установ ПЕННОГО В НИЖНЕЙ КОНИЧЕСХСОЙ части теплообменника. В центре теплообменника расположена эрлифтная труба, в которую через трубопровод подают воздух. На уровне патрубка ввода жидКОСТИ В ТЗПЛООБМЕННИК ТЗНГЕНЦИЗЛЬНО установлен патрубок для дополнительной подачи воздуха В коническуючасть теплообменника. Для вывода сусПЕНЗИИ В НИЖНЕЙ ЧЗСТИ КОНУСНОГО ДНИ ща установлен патрубок. Изобретение позволяет повысить производительность и надежность работы, например, декомпоэеров при разложении алюминатньш растворов за счет очистки суспензии от крупных включений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 табл.имеющих перемешивающие устройства любого типа (механическое или пневматическое, на чертежах не показано). Между кристаллизаторами установлен кожухотрубчатый теплообменник 3.Теплообменник соединен трубопроводомД с кристаллизатором 1. При этом трубопровод выполнен в виде сифона5, опущенного в нижнюю часть кристалпиватора (фиг.1). Трубопровод 4 соединен с тангенциальным патрубком 6 входа в нижней конической части теплообменника 3 (фиг.2). При этом ниж 6 Е 81 Н 1) (о) 21 (61)няя конусная часть 7 днища теплообменника 3 соединена эрлифтной трубкой 8 с выходным патрубком 9 выхода суспензии теплообменника 3,расположенным в верхней крышке 10 последнего. Конструктивно зрлнфтная труба 8 может быть расположена внутри теплообменника 3 (фиг.2). Воздух В эрлифтпую трубу 8 вводится через трубопровод 11. В нижней части конусного днища находится разгрузочный патрубок 12.На уровне патрубка 6 входа расположен патрубок 13 для подачи воздуха в нижнее коническое днище, установленный тангенциально в направлении вращения жидкости (фнг.3).Патрубок 9 выхода жидкости из теплообменника З соединен трубопроводом 14 с кристаллизатором 1 или последующим кристаллизатором 2. В первом случае установка выполняет роль дополнительного перемешивающего устройства, во втором - транспортного средства.Установка работает следующим образом.Подлежащая обработке суспензия из кристаллизатора 1 через трубопровод 4 поступает через тангенциальный патрубок 6 в нижнюю коническую часть 7 теплообменника (фиг.1,2). Здесь под действием центробежных сил крупные включения суспензии отбрасываются к периферии и сползают по стенкам днища в его нинюю часть. Далее они,двигаясь к устью эрлифта, работающего при больших приведенных скоростях газа, подхватываются им и выносятся в патрубок 9 выхода суспензии. Затем по трубопроводу Ед крупные включения суспензии вместе с другой частью суспензии, прошедшей обработку в теплообменнике З, транспортируются в кристаллизатор 1 или в последующий кристаллизатор 2. Очищенная от крупных включений суспензия поднимается и,проходя по трубкам теплообменника 3,приобретает требуемую для технологического режима температуру. На выходе из трубок теплообменника суспензия смешивается в зоне патрубка 9 выхода с крупными включениями суспензии и транспортируется по трубопроводу 14 в кристаллизатор 1 или в последующий кристаллизатор 2. Для вывода крупных включений суспензии из технологичес кого процесса на выходе из трубопровода 14 может быть УСТЗНОВПЗН ГРОхот или сито (на чертежах не показан).Для лучшего распределения суспензии по трубкам теплообменника 3 В нижнюю часть последнего тангенциально вводят дополнительный воздух через патрубок 13.Установка тангенциального патрубка для подачи суспензии в коническое днище теплообменника позволяет очищать ее от посторонньж включений за счет центробежного эффекта. Это обстоятельство способствует тому, что трубное пространство не забивается и длительное время обеспечивает высокую производительность и теплопередающую способность. Повышению производптельности и надежности работы установки способствует также дополнительная подача воздуха через патрубок в конусное днище аппарата. При этом происходит лучшее распределение суспензии по всем трубкам теплообменника, ликвидируется внутренняя циркуляция и застойные зоны, которые снижают коэффициент теплопередачи и способствуют зарастанию греющих поверхностей, все это повышает коэффициент теплопередачи и уменьшает версятность зарастания осадком теплопередающих поверхностей.Крупные включения суспензии,отсе парированные в конусном днище теплообменника, непрерывно транспортируются к выходному патрубку его байпвсно греющим трубкам. При этом исключается необходимость периодической остановки н разгрузки днища от скопившихся крупньш включени и увеличивается производительность установки и надежность ее работы.Опытная установка для кристаллизшши пщшжшщаштшшшчш иттнатного раствора содержит батарею декомпозеров (12 шт.) соединенных последовательно. Температуру процесса кристаллизации регулируют при помощи трех теплообменников, конструктивно выполненных в соответствии с изображенным на фиг.1 И установленных после третьего, пятого и восьмого декомпозеров.В таблице представлены сравнительные результаты работы промышленной батареи декомпозеров и по изобретению.Из вышеприведенных данных видно,что установка для кристаллизациитвердой фазы из растворов позволяет увеличить производительность деком позерныж батарей на 2 без нарушения температурного режима кристаллизацииза счет стабильной и эффективной работы теплообменников. изобретение позволяет повысить производительность И НЗДЭЖНОСТЬ работы установки для кристаллизации твердой фазы из растворов за счет очистки суспензии от крупных включений. Ф о р м у л а Ь 1 з о б р е г е н и я 1. Установка для кристаллизациитвердой фазы из растворов, состоящая по крайней мере из одного кристал 6н выходным патрубками, перекачивающего устройства, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы, теплообмеиник выполнен с коническим днищем, входной патрубок теплообменника установлен тангенциально н конической части днища, при этом перекачивающее устройство выполнено в виде эрлифта соединяющего нижнюю часть конического днища с патрубком выхода суспензии, а кристаллизатор соединен с входными и выходными патрубками теплообменника.2. Установка по п. 0 т л и ч а ю щ а я с я тем, что в конической части днища теплообменника тангенциально установлен патрубок для подвода воздуха.------ ------ лизатора теплообменника С входным время Вариант по изобретению ваие- -- ров пронз- коэффи- началь(квар- водитель- циент ная темтвл) ность теплопе пература батарея, редачи процесМ/ч ккал/ саС м 2- чаС 1 500 420 62 1 550 420 бд 111 530 д 20 65 У 550 д 0 63Ъ Базовый вариант (промышленный) коиеч- проиэ- козффи- начальная конечная нви тем- води- цнент тенпера темпераперату- тель- теплопе тура про- тура прора про- ность, релачи цесса,С цесса,С цесса, м/ч ккалСоставитель Н.Целикова Верстка Казпатент, Исполнитель Г.Р.Фалалеева Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова