EA003625B1 - Устройство для нагревания протекающего материала, содержащего твердые частицы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству для нагревания протекающего материала, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, такого как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до желательного диапазона температур, применяемого, например, в процессе обработки материала, причем устройство содержит средства для подачи и удаления среды, используемой для нагревания, а также средства для подачи и удаления нагреваемого материала в устройство и из него. В соответствии с изобретением, и проточное пространство нагреваемого материала, и проточные каналы (3) нагревающей среды установлены, по существу, в вертикальном положении, так что нагреваемый материал можно подавать в нижнюю часть проточного пространства, а нагревающую среду можно подавать в верхнюю часть проточных каналов (3), и при этом в камере (5) подачи нагреваемого материала установлены средства (9) для очистки камеры (5) подачи.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для нагревания протекающего материала, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, такого как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы или драгоценные минералы, до желательного диапазона температур, например, до диапазона температур, используемого в процессе обработки материала.

Нагревание суспензии концентрата, содержащей мелкодисперсные твердые частицы, такие как драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до диапазона температур, используемого в процессе обработки, обычно проводят в теплообменнике с горячей жидкой средой, такой как вода, или с паром. Однако суспензия концентрата является исключительно абразивным и легко оседающим материалом, который трудно обрабатывать в теплообменниках. Причина упомянутого затруднения заключается в том, что каналы, предусмотренные в теплообменниках для протекания нагретого материала, в сущности, очень узкие, а стенки каналов - тонкие. Следовательно, при обработке суспензий концентратов каналы теплообменника быстро изнашиваются или забиваются, если поток является слишком слабым для переноса твердых частиц, присутствующих в суспензии, вместе с жидкой фазой.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы исключить некоторые из недостатков известного уровня техники и получить усовершенствованное устройство, которое надежнее в работе при нагревании протекающего материала, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, такого, как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до диапазона температур, применяемого в процессе обработки материала, когда для нагревания используют теплообменник. Существенные новые признаки изобретения очевидны из прилагаемой формулы изобретения.

Согласно изобретению, нагревание протекающего материала, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, такого, как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до желательного диапазона температур осуществляют в теплообменнике, который установлен, по существу, в вертикальном положении. Среду, такую как вода или пар, используемую в теплообменнике для нагревания материала, подают в проточные каналы, которые преимущественно установлены, помимо регулирующих элементов, соединенных со впускными и выпускными трубопроводами среды, в, по существу, вертикальном положении, так что среда, используемая для нагревания, проходит в каналах сверху вниз. Кроме того, проточные каналы среды, используемой для нагревания, установлены друг относительно друга таким образом, что они расположены, по существу, через регулярные интер валы. Помимо этого, проточные каналы преимущественно снабжены, по меньшей мере - на поверхности, находящейся в контакте с нагреваемым материалом, специальным изнашиваемым элементом, который дополнительно уменьшает эффекты износа, вызываемые нагреваемым материалом. По форме проточные каналы являются преимущественно трубчатыми, но они также могут иметь какую-либо другую форму в поперечном сечении, например - прямоугольную или квадратную.

В устройстве, соответствующем изобретению, протекающий материал, содержащий мелкодисперсные твердые частицы, такой, как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, подается снизу вверх, по существу, в вертикальном положении между проточными каналами, заполненными средой, используемой для нагревания, а значит - подается в противоположном направлении относительно направления нагревающей среды. По отношению друг к другу, проточные каналы нагревающей среды установлены так, что нагреваемый материал поддерживается во взвешенном состоянии, что предотвращает разделение материала. Таким образом, поперечная проточная площадь проточного пространства нагреваемого материала и поперечная проточная площадь проточных каналов нагревающей среды взаимно согласованы, чтобы поддерживать нагреваемый материал во взвешенном состоянии, по существу, на протяжении всего процесса нагревания. Течение нагреваемого материала является преимущественно турбулентным, но когда имеет место течение, по существу, вертикально вверх, оседание твердых частиц, содержащихся в нагреваемом материале, не происходит так же легко, как в соответствующем, по существу, горизонтальном потоке.

Проточные каналы нагревающей среды, используемой в устройстве, соответствующем изобретению, преимущественно взаимосвязаны, образуя систему проточных каналов, так что систему проточных каналов можно соединять с корпусным элементом устройства, соответствующего изобретению, преимущественно посредством, например, фланцевого соединения. Таким образом, соединение системы проточных каналов с корпусом устройства также представляет собой часть несущей конструкции устройства. Когда система проточных каналов прикреплена к корпусному элементу посредством фланцевого соединения, ее можно легко отсоединить от корпуса, когда это необходимо, например, для возможного технического обслуживания системы проточных каналов.

В проточных каналах устройства, соответствующего изобретению, преимущественно поддерживается давление, которое выше, чем, по меньшей мере, гидростатическое давление нагреваемого материала. В случае возможных повреждений, это предотвращает доступ нагре ваемого материала в проточные каналы, содержащие нагревающую среду. Если это желательно, можно обеспечить нагнетание давления в части устройства, соответствующего изобретению, содержащей нагреваемый материал. В этом случае, при ограничении давления, поддерживаемого в проточных каналах, нужно также поддерживать соответствующее давление в части, которая содержит нагреваемый материал.

Чтобы подать нагреваемый материал в устройство, соответствующее изобретению, в нижней части устройства, преимущественно находящейся под системой проточных каналов с нагревающей средой, предусмотрена камера подачи, а стенки камеры подачи, по меньшей мере - на участках, которые находятся в контакте с нагреваемым материалом, по существу, имеют такую же толщину, как стенки проточных каналов, и преимущественно покрыты износостойким материалом. На дне камеры подачи нагреваемого материала преимущественно закреплен регулирующий элемент, такой как клапан, чтобы регулировать поток среды, поступающий из камеры, образованной под регулирующим элементом. При необходимости, в камере, образованной под регулирующим элементом, может быть подаваемый газ, такой как воздух, и/или жидкость, такая как вода, для выгодного расширения функциональных возможностей устройства.

Регулирующий элемент, закрепленный на дне камеры подачи нагреваемого материала, преимущественно является дисковым клапаном со съемными изнашиваемыми деталями и уплотнением. Этот клапан выполнен с возможностью приведения его в действие с помощью давления газа и/или жидкости, подаваемой в камеру, образованную под клапаном. Дисковый элемент клапана поднимается вверх с помощью давления газа или жидкости, подаваемой в камеру, и в этом случае среда, вытекающая из клапана, преимущественно - газообразная среда, поднимает возможные более крупные твердые частицы нагреваемого материала преимущественно обратно в поток материала. С другой стороны, жидкая среда, подаваемая в камеру, в основном, используется для предотвращения забивания устройства, соответствующего изобретению, если скорость нагреваемого материала слишком мала или если нагреваемый материал содержит частицы, настолько крупные, что перенос их потоком невозможен. Обычно среду, которую подают через камеру, находящуюся под регулирующим элементом, используют в устройстве, соответствующем изобретению, преимущественно таким образом, что используемая среда является в основном газообразной средой, которую заменяют жидкой средой или в которую добавляют жидкую среду, когда поверхности регулирующего элемента нужно промывать.

Ниже приводится подробное пояснение изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, который иллюстрирует предпочтительный конкретный вариант осуществления изобретения на виде сбоку в частичном поперечном сечении.

В соответствии с чертежом, нагревание протекающей суспензии концентрата, содержащей мелкодисперсные частицы, такие как драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до желательного диапазона температур, применяемого в процессе обработки упомянутого материала, проводят в установленном, по существу, вертикально теплообменнике 1. Воду или пар, необходимый при нагреве, подают в верхнюю часть теплообменника 1, через канал 2 подачи, в установленные, по существу, вертикально проточные каналы 3, где направление протекания нагревающей среды проходит сверху вниз. Что касается нагреваемой суспензии концентрата, то ее подают по предназначенному для ее впуска трубопроводу 4 в камеру 5 подачи, предусмотренную в нижней части теплообменника 1. Из камеры 5 подачи нагреваемая суспензия концентрата затем проходит снизу вверх между проточными каналами 3. Протекая между проточными каналами 3, нагреваемая суспензия концентрата поддерживается во взвешенном состоянии для предотвращения ее разделения. Затем нагретую суспензию концентрата отводят из верхней части теплообменника 1 по выпускному трубопроводу 6. Воду или пар, используемый для нагревания, выпускают по выпускному трубопроводу 7, предусмотренному в нижней части теплообменника 1.

Далее нужно отметить, что под камерой 5 подачи суспензии концентрата образована камера 8, в которую по трубопроводу 10 подачи подают воздух и/или воду, используемую при очистке камеры 5 подачи. Чтобы провести воздух и/или воду, которая подана в камеру 8, также в камеру 5 подачи суспензии концентрата, на дне камеры 5 подачи суспензии концентрата установлен дисковый клапан 9, который приводят в действие с помощью давления, определяемого воздухом и/или водой, подаваемой в камеру 8. Посредством воздуха и/или воды, подаваемой в упомянутую камеру 8, дно камеры 5 подачи суспензии концентрата очищают от возможных частиц концентрата, которые введены вместе с суспензией концентрата и остались на дне, поскольку эти частицы, например - из-за их крупности, не переносятся потоком суспензии концентрата, протекающей вертикально снизу вверх. Материал, подлежащий удалению из камеры 8 путем очистки, а также среду, используемую в процессе очистки, удаляют из теплообменника 1 по утилизационному трубопроводу 11, предусмотренному на дне теплообменника 1.

Кроме того, чтобы обеспечить техническое обслуживание устройства 1, соответствующего изобретению, в верхней части устройства установлена дверца 12. Помимо этого, на чертеже показан обозначенный позицией 13 переточный трубопровод, по которому можно сбрасывать нагретую суспензию концентрата в возможных ситуациях неправильного функционирования.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для нагревания протекающего материала, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, такого как суспензия концентрата, содержащая драгоценные металлы и/или драгоценные минералы, до желательного диапазона температур, содержащее средства для подачи и удаления среды, используемой для нагревания, а также средства для подачи и удаления нагреваемого материала в устройство и из него, отличающееся тем, что и проточный канал нагреваемого материала, и проточные каналы (3) среды, используемой для нагревания, установлены, по существу, в вертикальном положении, так что нагреваемый материал можно подавать в нижнюю часть проточного канала, а нагревающую среду можно подавать в верхнюю часть проточных каналов (3), причем в камере (5) подачи нагреваемого материала установлены средства (9) для очистки камеры (5) подачи.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на дне камеры (5) подачи нагреваемого материала установлен для обеспечения очистки камеры подачи регулирующий элемент (9), который выполнен с возможностью приведения в действие с помощью давления очищающего вещества, подаваемого через регулирующий элемент (9).
3. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что регулирующим элементом (9), установленным на дне камеры (5) подачи нагреваемого материала, является клапан.
4. 4. Устройство по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что очищающим веществом, подаваемым в камеру (5) подачи нагреваемого материала, является газ.
5. 5. Устройство по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что очищающим веществом, подаваемым в камеру (5) подачи нагреваемого материала, является жидкость.
6. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что проточные каналы (3) нагревающего вещества взаимосвязаны и прикреплены к теплообменнику (1) фланцевым соединением.
7. 7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что и регулирующий элемент (9) и проточные каналы (3) нагревающей среды, по меньшей мере, на участке, который находится в контакте с нагреваемым материалом, покрыты износостойким материалом.
8. 8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения проточного канала нагреваемого материала и суммарная площадь поперечного сечения проточных каналов (3) нагревающего вещества взаимно согласованы, так что нагреваемый материал находится во взвешенном состоянии, по существу, на протяжении всего процесса нагревания.