PL57213B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 04.VIII.1966 (P 115 941) 30.VI.1969 57213 KI. 12 m, 7/26 MKP C 01 £ */ UKD .,; Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr Stanislaw Bretsznajder, -mgr inz. Jan Lis, mgr inz. Janusz Porowski Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Ogólnej, Warszawa (Polska) Sposób rozprezania zawiesiny po roztwarzaniu glinokrzemianów kwasem siarkowym Przedmiotem wynalazku jest sposób rozprezania zawiesiny po roztwarzaniu glinokrzemianów kwa¬ sem siarkowym.Roztwarzanie glinokrzemianów ma na celu otrzymanie roztworu zwiazków glinu, który na¬ stepnie przerabia sie na takie produkty jak siar¬ czan glinu i tlenek glinu. Ten ostatni stanowi su¬ rowiec do wytwarzania metalicznego aluminium.Proces roztwarzania polega na dzialaniu na glino- (krzemiany rozcienczonym kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze i pod cisnieniem rzedu kilku do kilkunastu atmosfer. Mieszanina pore¬ akcyjna stanowi zawiesine, w której faza stala jest glównie krzemionka w poistaci twardych zia¬ ren, a faza ciekla — roztwór zwiazków glinu w nadmiarze kwasu siarkowego. Po zakonczeniu roztwarzania zachodzi potrzeba rozprezenia mie¬ szaniny do cisnienia atmosferycznego. Rozpreza¬ nie to, któremu towarzyszy intensywne wydziela¬ nie oparów, moze byc jedno- lufo wielostopniowe, zaleznie od stosowanej metody technologicznej.Zagadnienie rozprezania cieczy przegrzanych lub nasyconych gazami pod cisnieniem jest w tech¬ nice znane. Stosowane rozwiazania polegaja na przeprowadzaniu strumienia przez element dla¬ wiacy stwarzajacy znaczny opór przeplywu, co po¬ woduje spadek cisnienia cieczy i wydzielanie opa¬ rów lub gazu. W praktyce do tego celu stosuje sie zawory, zasuwy i dysze rozprezajace.. 15 20 25 30 Wiadomo, ze stosowane dotychczas wyzej wy¬ mienione elementy rozprezajace narazone sa na zuzycie erozyjne. Dotyczy to samych zaworów, za¬ suw i dysz, a w tym samym stopniu odcinków przewodów rurowych umieszczonych za elemen¬ tem dlaw/iacym. Przyczyna tego jest nie tyle duzy wzrost sredniej szybkosci liniowej strumienia spowodowany wydzielaniem sie oparów lub gazu, ile znane erodujace dzialanie pecherzyków two¬ rzacych sie na sciankach i bardzo silne zawirowa¬ nia, w których szybkosc lokalna fragmentów stru¬ mienia jest wielokrotnie wieksza od jego szyb¬ kosci sredniej. Zuzycia erozyjne elementów roz¬ prezajacych wystepuja jeszcze wyrazniej, gdy rozprezana ciecz niesie ze soba czastki ciala sta¬ lego.W celu czesciowego zapobiezenia powstawaniu wirów, w dotychczas stosowanych sposobach roz¬ prezania cieczy unika sie gwaltownych zmian przekroju strumienia i Oistrych krawedzi za miej¬ scem dlawienia.Okazalo sie, ze w przypadku rozprezania zawie¬ siny po roztwarzaniu glinokrzemianów dotych¬ czasowe sposoby rozprezania cieczy przegrzanych lub nasyconych pod cisnieniem gazami nie moga byc stosowane. Mimo stosowania wskazanych wy¬ zej srodków zaradczych zuzycie powierzchni, z którymi stykal sie rozprezajacy sie strumien bylo tak silne, ze powaznie utrudnialo realizacje pro¬ cesu w skali technicznej. Wynikalo to z charak- 5721357213 teru zawiesiny, która jest agresywna chemicznie, zawiera Auze ilosci twardych czajstek stalych i ma wysoka temperature. W tych warunkach erodujace dzialanie zawirowan i wydzielajacych sie pecherzyków bylo spowodowane intensywnym dzialaniem scierajacym czastek ciala stalego i ko¬ rozja.Celem wynalazku bylo niedopuszczenie do zet¬ kniecia sie rozprezajacego sie strumienia ze scian¬ kami przewodu, dlatego inaczej niz w dotychcza¬ sowych rozwiazaniach zastosowano gwaltowne 4 zwiekszenie .przekroju za zaworem dlawiacym, ^fomo tych zmian konstrukcyjnych ni^ udalo sie Osiagnac zamierzonego efektu. Po parogodzinnym (przeplywie strumienia grzybek i wrzeciono ele¬ mentu zamykajacego i regulujacego wyplyw umie¬ szczone zgodnie z czesto stosowana praktyka po stronie zredukowanego cisnienia ulegaly zniszcze¬ niu przekreslajac mozliwosc dalszej prawidlowej ¥ pracy urzadzenia. Niezaleznie od tego zachodzilo w mniejszym stopniu, ale wyrazne zniszczenie scianek komory rozprezajacej.Stwierdzono, ze mozna uchronic przed niszcza¬ cym dzialaniem element regulujacy i zamykajacy wyplyw jak równiez zlikwidowac zjawisko jedno¬ czesnego niszczenia scianek komory, jezeli zasto¬ suje sie gwaltowne zwiekszenie przekroju za za¬ worem dlawiacym i jednoczesnie umiesci sie ele¬ ment regulujacy i zamykajacy wyplyw (grzybek) w komorze dolotowej.Sposobem wedlug wynalazku strumien zawiesi¬ ny przeprowadza sie przez otwór zaworu dlawia¬ cego, w którym po stronie wlotu ustawiony jest element zamykajacy i regulujacy wyplyw (grzy¬ bek). W miejscu tym zachodzi zmniejszenie prze¬ kroju strumienia i zwiekszenie jego sredniej szyb¬ kosci liniowej, a tuz za zaworem dlawiacym, stru¬ mien wprowadza sie do komory o przekroju okres- Va d2 lonym zaleznoscia S 1,5 -y- II ~r, w której S oznacza pole przekroju komory rozprezajacej w plaszczyznie prostopadlej do kierunku ruchu stru¬ mienia. Vx oznacza objetosc zawiesiny przeplywa¬ jacej w jednostce czasu przez element dlawiacy, V2 — laczna objetosc zawiesiny i oparów po roz¬ prezeniu objetosci V! do cisnienia panujacego w komorze rozprezajacej, a d oznacza srednice kola o powierzchni równej powierzchni otworu elementu dlawiacego. Najczesciej stosuje sie kryze o otwo¬ rze okraglym — tym przypadku d jest równe srednicy tego otworu.Dalsza cecha sposobu wedlug wynalazku jest toVj ze rozprezona zawiesine wprowadza sie do ko¬ mory o okreslonej dlugosci. Dlugosc ta nie po-i winna byc mniejsza niz wynika z zaleznosci 14 w której 1 oznacza dlugosc komo-, ry mierzonej w kierunku ruchu strumienia, zas pozostale symbole maja znaczenie podane wyzej.Jezeli dlugosc komory jest zbyt mala, to strumien; zawiesiny wyplywajacy z elementu dlawiacego) moze nie zdazyc sie rozprezyc, oraz nie zdazyc wytracic swej duzej energii kinetycznej i uderza¬ jac wtedy z duza szybkoscia w przeciwlegla scia¬ ne komory, powoduije silna jej erozje, zwiazana z wydzielaniem sie pecherzyków zarodkujacych s szybciej na napotkanej scianie, oraz zwiazana z uderzeniem strumienia silnie korodujacego me¬ dium, niosacego zawiesine ciala stalego.Dzieki zachowaniu powyzszych warunków za¬ wiesina zostaje wtrysnieta cienka struga* która 10 rozpreza sie dosc gwaltownie, lecz nie styka sie bezposrednio w czasie rozprezania ani ze scian¬ kami komory, ani z elementem zamykajacym i regulujacym wyplyw, w zwiazku z czym niebez¬ pieczenstwo erozji zostaje wyeliminowane. 15 Sposób wedlug wynalazku mozna przeprowadzic w urzadzeniu, którego przyklad wykonania poka¬ zano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia Ischematycznie aparaty glówne do prowadzenia rozkladu glinokrzemianów kwasem siarkowym 20 pod zwiekszonym cisnieniem, zas fig. 2, stan#wia- cy szczegól „a" figury 1, przedstawia w przekro¬ ju podluznym schemat komory dolotowej i zaworu dlawiacego wraz z czescia - komory rozprezania.Z autoklawu 1 ogrzewanego para doprowadzana 25 przewodem 2 zawiesina czesci nieroztworzonych w kwasie siarkowym pod cisnieniem pary prze¬ grzanej, odpowiadajaca temperaturze utrzymywa¬ nej w autoklawie wyplywa przewodem 3 do ko¬ mory dolotowej 4 urzadzenia rozprezajacego, któ- 30 re osadzone jest na scianie komory rozprezania 8 w sposób uniemozliwiajacy zetkniecie sie wyply¬ wajacego strumienia cieczy przegrzanej ze scia¬ nami komory rozprezania.W komorze dolotowej urzadzenia rozprezajace- 35 go umieszczony jest element 5 pozwalajacy na czesciowe lub calkowite przeslanianie otworu 6 elementu dlawiacego 7. Rozprezona zawiesina wy¬ prowadzana jest z komory rozprezania przewo¬ dem 9, para zas z rozprezania przewodem 10. 40 Mieszanina reagujacych skladników doprowadza¬ na jest do autoklawu przewodem 11.Przedstawiony schemat aparatów glównych oraz opisany sposób rozprezania zawiesiny po roztwa¬ rzaniu glinokrzemianów kwasem siarkowym i opi- 45 sane urzadzenie do stosowania tego sposobu po¬ zwalaja na prowadzenie procesu systemem ciag¬ lym, co ze wzgledu na silnie korodujace i erozyj¬ ne wlasnosci przerabianego medium nie mozliwe bylo do przeprowadzenia znanymi dotychczas spo- 50 sobami.Wykonane tym sposobem próby w skali tech¬ nicznej wykazaly, ze zastosowane urzadzenie wed¬ lug wynalazku w warunkach omawianego procesu technologicznego po okresie pracy ponad 150 go- 55 dzin nieprzerwanego rozprezania nie uleglo dos¬ trzegalnym zmianom pod wplywem kor ozyj no-ero- zyjnego dzialania zawiesiny, podczas gdy wszel¬ kie inne znane i stosowane dotychczas urza¬ dzenia klasyczne ulegaly wyraznym uszkodzeniom, 60 badz zniszczeniu czesto po jednej próbie rozpre¬ zania trwajacej zaledwie 30—45 minut. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób rozprezania zawiesiny po roztwarzaniu '65 glinokrzemianów kwasem siarkowym, w którym,57213 strumien zawiesiny przeprowadza sie przez otwór zaworu dlawiacego do komory rozprezajacej zna¬ mienny tym, ze rozprezana zawiesine wprowadza sie przez zawór dlawiacy do komory rozprezaja¬ cej wypelnionej rozprezona zawiesina i tak zwy- miarowanej, azeby pole przekroju tej komory od- Va da powiadalo wzorowi S 1,5 "y- II -£-, a dlugosc ko- 'lj/nl mory wzorowi 14-^"|/ JJ.-^- przy czym w wy¬ mienionych wzorach S oznacza pole przekroju 10 komory rozprezajacej, Vi — objetosc zawiesiny przeplywajacej w jednostce czasu przez zawór idlawiacy, Vi — laczna objetosc zawiesiny i opa¬ rów po rozprezeniu objetosci Vx do cisnienia pa¬ nujacego w komorze rozprezajacej, d oznacza sred¬ nice kola o powierzchni równej powierzchni otwo¬ ru zaworu dlawiacego, a 1 oznacza dlugosc komo¬ ry rozprezajacej mierzona w kierunku ruchu stru¬ mienia, przy czym regulacje strumienia zawiesiy wprowadzanej do komory rozprezajacej przepro¬ wadza sie za pomoca zaworu dlawiacego, w któ¬ rym element regulujacy wyplyw strumienia za¬ wiesiny umieszczony jest od strony wlotu cieczy. Fig. 1. Fif.

2. *.._.+ CZYTELNIA Urzedu Polenlnw*po NMUj li*r»v£ PL