аппарат для обработки алюминатных растворов газами

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ ГАЗАМИ, содержащий корпус, вал с мешалкой, устройство для подвода газа и раствора и отвода реагентов, газораспределительное устройство, отличающийся тем, что газораспределительное устройство выполнено в виде диска с лопастями, закрепленного на валу мешалки, и размещено в цилиндроконической камере, закрепленной на конусе аппарата и состоящей из двух частей, верхняя из которых выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание которого снабжено патрубком с диффузором, а в боковую поверхность введены патрубки для подачи газа, нижняя - в виде крышки с патрубком и диффузором в центральной части.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части цилиндроконической камеры соединены между собой радиальными ребрами.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части цилиндроконической камеры соединены между собой вертикальной перфорированной обечайкой.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к оборудованию для гидрометаллургических и химических производств и может быть использовано для обработки алюминатных растворов газами с целью выделения гидроокиси алюминия либо удаления примесей.

Известен аппарат для обработки алюминатных растворов углекислым газом, состоящий из цилиндрического корпуса с плоским днищем и патрубков для подвода газа в реакционную зону (Лайнер А.И. Производство глинозема. М. Металлургия, 1961, с.524).

Основной недостаток этого агрегата большие энергетические затраты на проведение процесса карбонизации, обусловленные высоким гидравлическим сопротивлением аппарата по газовой фазе. Последнее вызвано необходимостью из-за низкой поверхности контакта фаз газ-жидкость подавать СО₂ в нижнюю часть карбонизатора и тем самым повышать степень использования газа. Мощность же, затрачиваемая на нагнетание СО₂ в карбонизатор, определяется в основном высотой слоя жидкости над газораспределительным устройством.

Известен также карбонизатор (авт.св. СССР N 521679), состоящий из цилиндрического корпуса с коническим днищем, эрлифта для перемешивания суспензии и подачи ее в зону реакции, газораспределительного устройства, установленного на валу и состоящего из перфорированной решетки, заключенной в цилиндрический диффузор, трубопровода для подачи газа, введенного под перфорированную решетку и привода для вращения устройства. На боковой поверхности верхней части диффузора, непосредственно над перфорированной решеткой, выполнены окна для прохода газожидкостной смеси.

К недостаткам этого аппарата следует отнести низкую эффективность из-за плохого дробления газа гладкой перфорированной решеткой, забивку отверстий перфорированной решетки из-за малой радиальной скорости жидкости, быстрое зарастание и забивку газоподводящей трубы, поскольку она периодически заполняется суспензией, реагирующей с поступающим в аппарат газом. Результатом является повышение гидравлического сопротивления и рост энергозатрат на проведение процесса.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является аппарат для разложения алюминатных растворов карбонизацией по авт.св. СССР N 1092964 (прототип). Он состоит из цилиндрического корпуса с плоским днищем, перемешивающего и газодиспергирующего устройства, закрепленных на общем валу, привода, газораспределительной решетки, к наружной кромке которой прикреплен цилиндр. К нижнему торцу последнего, в свою очередь, приварен направляющий конус. В центральной части газораспределительной решетки установлен конфузор, внутри которого размещена пропеллерная мешалка, способствующая усилению циркуляции раствора через реакционную зону. Газ подается под газораспределительную решетку по трубопроводам, установленным вертикально, параллельно оси карбонизатора.

К недостаткам рассматриваемого аппарата следует отнести сложность изготовления газораспределительного устройства, включающего перфорированную решетку, зарастание отверстий, расположенных в центральной части газораспределительной решетки и, как следствие, повышение гидравлического сопротивления всего газораспределительного устройства.

Задача состоит в усовершенствовании конструкции аппарата для обработки алюминатных растворов газами с целью получения технического результата, позволяющего интенсифицировать процесс разложения растворов и увеличить поверхность контакта фаз при минимальных энергетических затратах.

Получение указанного технического результата обеспечивается тем, что в аппарате, содержащем цилиндрический корпус, перемешивающее устройство, состоящее из привода и вала с мешалкой, устройства для подвода газа и раствора и отвода реагентов, газораспределительное устройство, последнее выполнено в виде диска с лопастями, закрепленного на валу мешалки и размещено в цилиндроконической камере, состоящей из двух частей, верхняя из которых выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание которого снабженo патрубком с диффузором, в боковую поверхность введены патрубки для подачи газа, нижняя в виде крышки с патрубком и диффузором в центральной части. При этом верхняя и нижняя части соединены между собой либо радиальными ребрами, либо вертикальной перфорированной обечайкой.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез аппарата; на фиг.2 вертикальный разрез цилиндроконической камеры аппарата; на фиг.3 разрез А-А цилиндроконической камеры, на фиг.2; на фиг.4 вариант выполнения цилиндроконической камеры аппарата.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, на крышке которого установлен привод 2, выходной вал которого соединен муфтой 3 с валом 4 мешалки. В нижней части аппарата на валу 4 установлен перемешивающий орган 5, а в средней части на этом же валу 4 закреплено газораспределительное устройство, состоящее из диска 6 с лопастями 7. Газораспределительное устройство размещено в цилиндроконической камере 8, включающей две части, верхняя из которых представляет собой усеченный конус 9 с патрубком в центральной части 10 и диффузором 11, а нижняя состоит из крышки 12 с патрубком 13 и диффузором 14. Усеченный конус 9 и крышка 12 соединены между собой радиальными ребрами 15 либо вертикальной перфорированной обечайкой 16. Подача реакционного газа осуществляется через патрубки 17.

Раствор в аппарат подается через штуцер 18, отработанный газ выводится через вытяжную трубу 19. Цилиндроконическая камера крепится к корпусу 1 кронштейнами 20.

Аппарат работает следующим образом.

Раствор, подлежащий переработке, подается через штуцер 18. Одновременно включается привод 2 перемешивающего устройства. По достижении заданного уровня открывается подача газа, который через патрубки 17 поступает в зону реакции. В эту же зону через патрубок 10 с диффузором 11 и патрубок 13 с диффузором 14 поступает раствор. С помощью диска 6 с лопастями 7 газа смешивается с жидкостью. При этом активно диспергируются крупные газовые включения. Образующаяся газожидкостная смесь выбрасывается в объем аппарата, проходя через каналы, образованные конусом 9, крышкой 12 и ребрами 15, либо через отверстия перфорированной решетки 16. В обоих случаях происходит дополнительное дробление газовых пузырей, что способствует увеличению поверхности контакта фаз газ-жидкость. Как следствие, повышается степень поглощения реакционного газа. Отработанный газ через вытяжную трубу 19 выбрасывается в атмосферу.