способ перемешивания гидратной пульпы

Формула изобретения

Способ перемешивания гидратной пульпы, включающий введение пульпы в декомпозер с коническим днищем и центральным эрлифтом, подачу сжатого воздуха в нижнюю часть эрлифта в точку, расположенную на минимальном расстоянии от нижнего конца эрлифта, при котором обеспечивается устойчивая циркуляция пульпы вверх через эрлифт в оптимальных условиях перемешивания, прекращение по крайней мере на часть последующего периода перемешивания подачи сжатого воздуха в эту часть эрлифта и подачу сжатого воздуха в другую, вышерасположенную часть эрлифта, отличающийся тем, что подачу сжатого воздуха в вышерасположенную часть эрлифта осуществляют в точку, местоположение которой определяют в зависимости от уменьшения давления сжатого воздуха в сети и/или повышения плотности перемешиваемой пульпы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области перемешивания различных суспензий с помощью воздуха и может быть использовано, например, в глиноземном производстве на стадии разложения алюминатных растворов в декомпозерах с воздушным перемешиванием.

Известен способ перемешивания гидратной пульпы, который осуществляется в две стадии: в начальный период процесса перемешивания сжатый воздух подают в нижнюю часть эрлифта, затем прекращают по крайней мере на часть последующего периода подачу воздуха в эту часть эрлифта и тотчас подают сжатый воздух в верхнюю часть эрлифта, расположенную внутри 1/3 верхней части эрлифта, но ниже 1/8 верхней его части; при этом давление сжатого воздуха при подаче его в верхнюю часть эрлифта меньше, чем при подаче в нижнюю часть. Кроме того, способ предполагает периодическую подачу сжатого воздуха в нижнюю часть эрлифта в течение упомянутого остального времени перемешивания [1] Недостаток способа в том, что при снижении давления сжатого воздуха, подаваемого в нижнюю часть эрлифта, или при повышении плотности перемешиваемой пульпы эрлифт оказывается неработоспособным, т.к. в нижнюю часть эрлифта воздух поступать не будет, а "тяги" верхней его части окажется недостаточно для циркуляции эрлифта из-за ограничения этой части одной третью его длины.

Известен также способ перемешивания гидратной пульпы в декомпозере, при котором сжатый воздух подают в нижнюю часть эрлифта с помощью внутренней трубки, установленной в наружной трубе; подача воздуха осуществляется на расстоянии примерно 0,3 м от нижнего края эрлифта [2]

Недостаток такого способа перемешивания тот же, что и в аналоге [1] в его ненадежности, обусловленной забивкой эрлифта в условиях нарушения оптимального режима перемешивания: либо при снижении давления в сети сжатого воздуха, либо при увеличении плотности пульпы, либо при действии обеих факторов одновременно. Эрлифт в этих условиях становится неработоспособным, перемешивание прекращается, декомпозер забивается осадком. При восстановлении прежней разности давлений между воздухом и столбом пульпы (т.е. прежних оптимальных условий перемешивания) работа эрлифта уже не восстанавливается.

Целью изобретения является повышение надежности перемешивания при нарушении оптимальных условий его ведения.

Указанная цель достигается тем, что в способе перемешивания гидратной пульпы, включающем введение пульпы в декомпозер с коническим днищем и центральным эрлифтом, а также подачу сжатого воздуха в нижнюю часть эрлифта, в точку, расположенную на минимальном расстоянии от нижнего конца эрлифта, при котором обеспечивается устойчивый процесс перемешивания в оптимальных условиях его ведения, предусмотрена возможность прекращения по крайней мере на часть последующего периода перемешивания подачи сжатого воздуха в упомянутую нижнюю точку эрлифта при нарушении оптимальных условий перемешивания с одновременной подачей сжатого воздуха в другую, выше расположенную зону эрлифта, в которой обеспечивается циркуляция пульпы вверх через эрлифт.

Декомпозер для осуществления предполагаемого способа показан на чертеже.

Декомпозер включает смесительную емкость в виде цилиндра с коническим днищем (на рисунке не показано) и центральным эрлифтом 1. Пульпа вводится в декомпозер через патрубок 2. Для подачи сжатого воздуха в декомпозер служат: трубка 3 для подвода воздуха, устройства 4, 5, 6 для ввода сжатого воздуха в эрлифт 1, переключающие клапана 7, 8, 9.

Способ осуществляется в декомпозере следующим образом.

В декомпозер через патрубок 2 вводят гидратную пульпу. В центральный эрлифт 1 подают сжатый воздух открывают переключающий клапан 7 и через трубку 3 с помощью устройства 4 воздух вводят в нижнюю часть эрлифта, в точку, минимально удаленную от нижнего конца эрлифта 1, т.е. как можно ниже по длине эрлифта, но при устойчивом фонтанировании пульпы через верх эрлифта. Такое расположение точки ввода обусловлено следующим. При оптимальных условиях перемешивания (давление сжатого воздуха в сети, плотность перемешиваемой пульпы) чем ниже точка ввода сжатого воздуха в эрлифт, тем длиннее зона воздушно-пульповой смеси внутри эрлифта, тем стабильнее и качественнее идет перемешивание пульпы, и наоборот, чем выше точка ввода воздуха внутри эрлифта, тем короче эта зона внутри эрлифта перемешивание становится менее интенсивным. При нарушении оптимальных условий перемешивания происходит следующее: при падении давления сжатого воздуха в сети оно становится недостаточным для преодоления гидростатического давления пульпы в декомпозере и создания воздушно-пульповой смеси в эрлифте; при повышении плотности перемешиваемой пульпы давление сжатого воздуха также оказывается недостаточным, теперь уже вследствие повышения гидростатического давления пульпы. Подачу сжатого воздуха в упомянутую точку нижней части эрлифта осуществляют в оптимальных условиях перемешивания. При нарушении последних - снижении давления сжатого воздуха в сети и/или повышении плотности пульпы - перекрывают клапан 7 и тотчас открывают клапан 8 (либо клапан 9), и сжатый воздух через трубку 3 с помощью устройства 5 (6) вводят в вышерасположенную зону эрлифта 1. Местоположение этой точки ввода воздуха определяют величиной изменения давления воздуха в сети и плотности пульпы, что иллюстрируется нижеприведенными примерами. Подача сжатого воздуха в вышерасположенную зону эрлифта обеспечивает уменьшение давления столба пульпы внутри эрлифта 1 (поскольку уменьшилась длина столба пульпы по сравнению с первоначальным), поэтому становится возможным поднять воздушно-пульповую смесь вверх через эрлифт и обеспечить циркуляцию пульпы, преодолев сопротивление более короткого столба пульпы даже при пониженном давлении сжатого воздуха в сети и/или при повышенной плотности перемешиваемой пульпы.

При восстановлении давления сжатого воздуха в сети и плотности пульпы до оптимальных первоначальных размеров вновь переходят на прежний режим работы

перекрывают клапан 8 (9), открывают клапан 7 и через устройство 4 подают сжатый воздух в нижнюю часть эрлифта, в точку, минимально удаленную от нижнего его конца, при устойчивом фонтане из эрлифта.

Для увеличения зоны циркуляции внутри эрлифта в неоптимальных (критических) условиях перемешивания точку ввода сжатого воздуха в вышерасположенную зону эрлифта предпочтительно располагают как можно ниже по длине эрлифта, т.е. на минимальном расстоянии от точки ввода воздуха в нижнюю часть эрлифта в оптимальных условиях перемешивания, при условии циркуляции пульпы вверх через эрлифт.

Для снижения вероятности забивки эрлифта, в неоптимальных условиях перемешивания производят периодическую подачу сжатого воздуха в первую точку эрлифта, минимально удаленную от нижнего его конца, периодически открывая и закрывая клапан 7.

Пример N 1. Эрлифт для перемешивания пульпы в декомпозере объемом 1000 м³ имеет высоту 27 м, его верхний конец заглублен в пульпу на 0,2 м. Подача сжатого воздуха осуществляется на 0,4 м выше нижнего конца эрлифта. Давление в сети сжатого воздуха 4,0 бар, плотность пульпы 1400 кг/м³, при этом давление столба пульпы составляет 3,7 бар. При повышении плотности пульпы до 1600 кг/м³ давление столба пульпы (гидростатическое давление) возрастает до 4,2 бар. В этом случае подача сжатого воздуха для обеспечения процесса перемешивания должна осуществляться на глубину не более 25,5 м от верхнего уровня пульпы, или не ближе 1,7 м от нижнего конца эрлифта. Предпочтительнее вводить сжатый воздух в эрлифт именно в этой точке на расстоянии 1,7 м (см. чертеж) от нижнего конца эрлифта, поскольку в этом случае обеспечивается максимальная (по длине) зона циркуляции пульпы внутри эрлифта. При удалении точки на большее расстояние от нижнего конца эрлифта зона циркуляции сокращается, интенсивность перемешивания уменьшается. То же относится к примерам NN 2,3.

Пример N 2. эрлифт имеет те же размеры, что и в примере 1. Давление в сети сжатого воздуха уменьшилось с 4,0 бар до 3,5 бар при плотности пульпы 1400 кг/м³. В этом случае, как и в примере N 1, подача сжатого воздуха в эрлифт должна осуществляться на глубину не более 25,5 м от верхнего уровня пульпы, или не ближе 1,7 м от нижнего конца эрлифта (см. чертеж).

Пример N 3. При одновременном снижении давления сжатого воздуха в сети с 4,0 до 3,5 бар и повышении плотности пульпы с 1400 до 1600 кг/м³ подача сжатого воздуха в эрлифт должна осуществляться на глубину не более 22,3 м от верхнего уровня пульпы, или не ближе 4,9 м от нижнего конца эрлифта (см. чертеж).

Следовательно, на каждый определенный момент времени наиболее предпочтительной "рабочей" точкой ввода сжатого воздуха в эрлифт является максимально заглубленная по длине эрлифта точка, в которой обеспечивается циркуляция пульпы вверх через эрлифт.

Таким образом, возможность ввода сжатого воздуха при нарушении оптимальных условий перемешивания в зону эрлифта, расположенную на более высоком по длине эрлифта уровне, обеспечивает нормальную работу эрлифта, предотвращая забивку декомпозера.

Литература:

1. Патент США N 4630931, кл. В 01 F 13/02, 1986.

2. Лайнер А.И. и др. Производство глинозема. М. "Металлургия", 1978, с. 144.