RU135534U1

RU135534U1 - AUTOCLAVE

Info

Publication number: RU135534U1
Application number: RU2013114626/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Борисович Чернышов
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-12-20

Abstract

Автоклав для нагрева пульпы, содержащий вертикальный корпус с патрубками загрузки и выгрузки пульпы, патрубком подачи греющего пара, расположенным в нижней части корпуса автоклава вдоль его оси и размещенным соосно внутри патрубка загрузки пульпы, служащего одновременно циркуляционной трубой и имеющего отверстия для циркуляции пульпы в зоне днища и горловины автоклава, отличающийся тем, что к верхнему концу патрубка загрузки пульпы жестко монтирована ось, на которой размещена турбина с возможностью свободного вращения ее на этой оси.An autoclave for heating the pulp, comprising a vertical casing with pulp loading and unloading pipes, a heating steam supply pipe located at the bottom of the autoclave body along its axis and coaxially placed inside the pulp loading pipe, which simultaneously serves as a circulation pipe and has openings for pulp circulation in the bottom zone and the neck of the autoclave, characterized in that the axis on which the turbine is placed with the possibility of free rotation of it on this axis is rigidly mounted to the upper end of the pulp loading nozzle.

Description

Полезная модель относится к технике тепло- и массообмена и может быть использована, например, в глиноземном производстве для автоклавного выщелачивания боксита.The utility model relates to the technique of heat and mass transfer and can be used, for example, in alumina production for autoclave leaching of bauxite.

Известен автоклав для нагрева бокситовой пульпы, применяемый в глиноземном производстве [1] (Основы металлургии, т.VII. Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии / под ред. И.А.Стригина, А.И.Басова, Ф.П.Ельцева, А.В.Троицкого. М.: Металлургия, 1975. с.558, рис.XVIII-5), представляющий собой вертикальный цилиндрический корпус со сферическими днищем и крышкой, нагревателем в виде змеевика, в который подается греющий пар, и перемешивающим устройством, на валу которого закреплены перемешивающие лопаты и пропеллер. В крышку автоклава введен патрубок для подсоединения трубопровода загрузки пульпы. В днище автоклава введен патрубок для подсоединения трубопровода выгрузки пульпы.A well-known autoclave for heating bauxite pulp, used in alumina production [1] (Fundamentals of metallurgy, vol. VII. Technological equipment of non-ferrous metallurgy enterprises / edited by I.A. Strigin, A.I. Basov, F.P. Yeltsev, A .V. Troitsky, Moscow: Metallurgy, 1975. p.558, fig. XVIII-5), which is a vertical cylindrical body with a spherical bottom and a lid, a heater in the form of a coil, into which heating steam is supplied, and a mixing device, on whose shaft is fixed mixing shovels and a propeller. A nozzle is introduced into the lid of the autoclave for connecting the pulp loading line. A pipe was introduced at the bottom of the autoclave to connect the pulp discharge pipeline.

Недостатком автоклава является сложность конструкции, связанная с трудностью изготовления и монтажа нагревателя и перемешивающего устройства, а также необходимостью уплотнения места ввода вала перемешивающего устройства набивным сальником.The disadvantage of the autoclave is the design complexity associated with the difficulty of manufacturing and mounting the heater and the mixing device, as well as the need to seal the entry point of the mixing device shaft with a stuffing box.

Известен автоклав [2] (патент на полезную модель №112644), в котором устранен недостаток, заключающийся в сложности конструкции. Данный аппарат, как и вышеописанный, представляет собой вертикальный цилиндрический корпус со сферическими днищем и крышкой. Днище заканчивается горловиной, в которую вводятся вертикальные соосные патрубки загрузки пульпы (большего диаметра) и подачи греющего пара (меньшего диаметра. Патрубок загрузки пульпы служит одновременно циркуляционной трубой и имеет отверстия в зоне днища и горловины автоклава для циркуляции пульпы. Данная конструкция обеспечивает достаточно интенсивное перемешивание и простоту конструкции.Known autoclave [2] (patent for utility model No. 112644), which eliminated the disadvantage of complex design. This unit, as described above, is a vertical cylindrical body with a spherical bottom and a cover. The bottom ends with a neck into which the vertical coaxial nozzles of the pulp loading (larger diameter) and heating steam supply (smaller diameter) are introduced. The pulp loading pipe serves simultaneously as a circulation pipe and has openings in the area of the bottom and neck of the autoclave for pulp circulation. This design provides sufficiently intensive mixing and simplicity of design.

Недостатком автоклава является сравнительно быстрый износ крышки за счет абразивного воздействия струи пульпы на внутреннюю поверхность аппарата, а также недостаточно интенсивное перемешивание жидкой и газообразной фаз (пульпы и греющего пара), замедляющее скорость теплообмена между фазами и конденсации пара. В результате под крышкой может создаваться увеличенное газовое пространство, уменьшающее степень использования объема автоклава и, следовательно, снижающее производительность.The disadvantage of the autoclave is the relatively fast wear of the cover due to the abrasive effect of the pulp jet on the inner surface of the apparatus, as well as insufficiently intensive mixing of the liquid and gaseous phases (pulp and heating steam), which slows down the rate of heat transfer between the phases and vapor condensation. As a result, an increased gas space can be created under the lid, reducing the degree of utilization of the volume of the autoclave and, therefore, reducing productivity.

Задача полезной модели - обеспечить интенсивное перемешивание пульпы и быстрый теплообмен между пульпой и паром с целью ускорить конденсацию пара, уменьшить вертикальную скорость паро-пульповой струи и абразивный износ внутренней поверхности автоклава при сохранении простоты конструкции.The objective of the utility model is to provide intensive pulp mixing and rapid heat transfer between the pulp and steam in order to accelerate steam condensation, reduce the vertical speed of the steam-pulp stream and abrasive wear of the inner surface of the autoclave while maintaining the simplicity of the design.

Указанная задача решается тем, что автоклав для нагрева пульпы, содержащий вертикальный корпус с патрубками загрузки и выгрузки пульпы, патрубком подачи греющего пара, расположенным в нижней части корпуса автоклава вдоль его оси и размещенным соосно внутри патрубка загрузки пульпы, служащего одновременно циркуляционной трубой и имеющего отверстия для циркуляции пульпы в зоне днища и горловины автоклава, отличается тем, что к верхнему концу патрубка загрузки пульпы жестко монтируется ось, на которой размещена турбина с возможностью свободного вращения ее на этой оси (турбина - первичный двигатель с вращательным движением рабочего органа - ротора, преобразующий в механическую работу кинетическую энергию подводимого рабочего тела - пара, газа, воды. Струя рабочего тела воздействует на лопатки, закрепленные по окружности ротора, и приводит ротор в движение. Советский энциклопедический словарь. Изд. 4-е. М.: Советская энциклопедия, 1987).This problem is solved in that the autoclave for heating the pulp, containing a vertical housing with nozzles for loading and unloading the pulp, a nozzle for supplying heating steam, located in the lower part of the autoclave body along its axis and coaxially placed inside the nozzle for loading the pulp, which simultaneously serves as a circulation pipe and has openings for circulating the pulp in the area of the bottom and neck of the autoclave, it is characterized in that the axis on which the turbine is placed with its its free rotation on this axis (the turbine is the primary engine with the rotational movement of the working body - the rotor, which converts the kinetic energy of the supplied working fluid - steam, gas, water into mechanical work. The jet of the working fluid acts on the blades fixed around the circumference of the rotor and drives the rotor in motion, Soviet Encyclopedic Dictionary, 4th Edition, Moscow: Soviet Encyclopedia, 1987).

Техническим результатом является интенсивное перемешивание пульпы как за счет эжекторной подачи греющего пара и пульпы, так за счет вращения турбины. Паро-пульповая струя разбивается вращающейся турбиной, ускоряя конденсацию пара, при этом резко уменьшается вертикальная скорость паро-пульповой струи абразивно воздействующая на внутреннюю поверхность; в верхней части автоклава пара практически нет, а уменьшение парового пространства увеличивает степень заполнения автоклава, что повышает его производительность.The technical result is intensive mixing of the pulp due to the ejector supply of heating steam and pulp, as well as due to the rotation of the turbine. The steam-pulp jet is broken by a rotating turbine, accelerating the condensation of steam, while the vertical speed of the steam-pulp jet decreases abrasively affecting the inner surface; there is practically no steam in the upper part of the autoclave, and a decrease in the vapor space increases the degree of filling of the autoclave, which increases its productivity.

На фиг.1 представлена конструкция автоклава с эжекторной подачей греющего пара и пульпы в соосно расположенные патрубки с жестко прикрепленной к верхнему концу патрубка загрузки пульпы осью со свободно вращающейся на ней турбиной.Figure 1 shows the design of an autoclave with an ejector supply of heating steam and pulp to coaxially arranged nozzles with an axis rigidly attached to the upper end of the pulp loading nozzle with a turbine freely rotating on it.

Предлагаемый автоклав состоит из корпуса 1 с горловиной 2 и патрубка выгрузки пульпы 5. В горловину 2 вводятся вертикальные соосные патрубки загрузки пульпы 3 (большего диаметра) и подачи греющего пара 4 (меньшего диаметра). Патрубок загрузки пульпы 3 служит одновременно циркуляционной трубой и имеет отверстия 6 в зоне днища и горловины автоклава для циркуляции пульпы. К верхнему концу патрубка загрузки пульпы жестко монтирована ось 7, на которой вращается турбина 8.The proposed autoclave consists of a housing 1 with a neck 2 and a discharge pipe for the pulp 5. Into the neck 2, vertical coaxial pipes for loading the pulp 3 (larger diameter) and a supply of heating steam 4 (smaller diameter) are introduced. The loading pipe of the pulp 3 serves simultaneously as a circulation pipe and has openings 6 in the area of the bottom and neck of the autoclave for circulation of the pulp. The axis 7, on which the turbine 8 rotates, is rigidly mounted to the upper end of the pulp loading pipe.

Автоклав работает следующим образом. Пульпа после предварительного нагрева примерно до 150°С подается через патрубок 3 в верхнюю часть корпуса автоклава 1. Одновременно через соосный патрубок подачи греющего пара 4 под давлением подается пар ТЭЦ, нагревая пульпу до 235-238°С. При таком расположении патрубков они работают как эжектор (струйный насос) и паро-пульповая смесь, поднимаясь вверх (парлифт), засасывает через отверстия 6 в патрубке загрузки 3 пульпу из нижней части автоклава, создавая направленные циркуляционные потоки, что способствует интенсивному перемешиванию пульпы. Циркулирующая пульпа непрерывно удаляется из автоклава через патрубок выгрузки пульпы 5. Паро-пульповая струя, выходящая из верхнего конца патрубка загрузки пульпы 3, вращает турбину 8, расположенную на оси 7, смонтированной на верхнем конце патрубка 3.The autoclave operates as follows. The pulp after preheating to approximately 150 ° C is fed through a pipe 3 to the upper part of the autoclave body 1. At the same time, steam from a heating station is pressurized through a coaxial pipe for supplying heating steam 4, heating the pulp to 235-238 ° C. With this arrangement of the nozzles, they work as an ejector (jet pump) and the steam-pulp mixture, rising up (steam lift), sucks through the holes 6 in the loading nozzle 3 pulp from the bottom of the autoclave, creating directional circulation flows, which contributes to intensive mixing of the pulp. The circulating pulp is continuously removed from the autoclave through the discharge pipe of the pulp 5. The steam-pulp stream exiting the upper end of the loading pipe of the pulp 3 rotates the turbine 8 located on the axis 7 mounted on the upper end of the pipe 3.

Таким образом, дополнительная установка оси с турбиной в автоклаве с соосной (эжекторной) подачей греющего пара и пульпы легко осуществима, все внутреннее устройство вводится в автоклав через нижнюю горловину, то есть возможна реконструкция автоклава, применяемого в глиноземном производстве.Thus, the additional installation of an axis with a turbine in an autoclave with coaxial (ejector) supply of heating steam and pulp is easily feasible, the entire internal device is introduced into the autoclave through the lower neck, that is, reconstruction of the autoclave used in alumina production is possible.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Основы металлургии, т.VII. Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии. / под ред. И.А.Стригина, А.И.Басова, Ф.П.Ельцева, А.В.Троицкого. М.: Металлургия, 1975. с.5581. The basics of metallurgy, vol. VII. Technological equipment of non-ferrous metallurgy enterprises. / ed. I.A. Strigina, A.I. Basova, F.P. Eltsev, A.V. Troitsky. M.: Metallurgy, 1975.p.558

2. В.Б.Чернышев. Патент на полезную модель №112644.2. V. B. Chernyshev. Utility Model Patent No. 112644.

Claims

An autoclave for heating the pulp, comprising a vertical casing with pulp loading and unloading pipes, a heating steam supply pipe located at the bottom of the autoclave body along its axis and coaxially placed inside the pulp loading pipe, which simultaneously serves as a circulation pipe and has openings for pulp circulation in the bottom zone and the neck of the autoclave, characterized in that the axis on which the turbine is placed with the possibility of free rotation of it on this axis is rigidly mounted to the upper end of the pulp loading nozzle.