RU2047560C1

RU2047560C1 - Autoclave for heating and leaching bauxites

Info

Publication number: RU2047560C1
Authority: RU
Inventors: П.А. Свинин; Г.Г. Копытов; Г.А. Коротовских
Original assignee: Акционерное общество "Богословский алюминиевый завод"
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: chemical engineering; aluminium compounds. SUBSTANCE: autoclave has cylindric casing with nozzles for pulp supply and noncondensing gases discharge, heating steam supply nozzle mounted in the bottom part of autoclave and pipeline for pulp discharge. Autoclave also has reflector and steam pipe with gate. Heating steam supply nozzle is deepened in autoclave. Reflector is mounted at the end of this nozzle and is deepened in it. Steam pipe is connected to noncondensing gases discharge nozzle and heating steam nozzle. EFFECT: increased production output. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике тепло- и массообмена и может быть использовано в химической промышленности, например, в глиноземном производстве для нагрева бокситовой пульпы при автоклавном выщелачивании боксита. The invention relates to techniques for heat and mass transfer and can be used in the chemical industry, for example, in alumina production for heating bauxite pulp during autoclave leaching of bauxite.

Известен автоклав, применяемый в глиноземном производстве. Он состоит из герметичного цилиндрического корпуса и снабжен загрузочным штуцером для сырой пульпы и разгрузочным трубопроводом, проходящим через весь автоклав до днища. Кроме того, автоклав снабжен патрубком подачи греющего пара, установленным в нижней части, а на крышке автоклава имеется штуцер для патрубка отвода неконденсирующихся газов. Known autoclave used in alumina production. It consists of a sealed cylindrical body and is equipped with a loading nipple for raw pulp and an unloading pipe passing through the entire autoclave to the bottom. In addition, the autoclave is equipped with a heating steam supply pipe installed in the lower part, and on the cover of the autoclave there is a fitting for a pipe for removing non-condensable gases.

Недостатком автоклава является то, что в случае неполадки паровой задвижки и перекрытия подачи пара в автоклав, опорожнение всех автоклавов батареи становится невозможным, так как эта операция производится выдавливанием паром. Поэтому в батарее всегда имеется, как минимум, два греющих автоклава, чтобы в случае неполадки на одном греющем автоклаве выгрузку пульпы можно было осуществить посредством другого. Однако наличие двух греющих автоклавов в батарее не позволяет держать в первом автоклаве максимальную температуру (так как в этом случае пар не будет конденсироваться), что снижает химвыход Al₂O₃.The disadvantage of the autoclave is that in the event of a steam valve malfunction and the steam supply to the autoclave being shut off, emptying all the battery autoclaves becomes impossible, since this operation is carried out by steam extrusion. Therefore, the battery always has at least two heating autoclaves, so that in the event of a malfunction on one heating autoclave, the pulp can be unloaded using another. However, the presence of two heating autoclaves in the battery does not allow to keep the maximum temperature in the first autoclave (since in this case the steam will not condense), which reduces the chemical yield of Al ₂ O ₃ .

Другим недостатком автоклава является то, что подача греющего пара осуществляется по центру автоклава, т.е. по осевой линии, при этом крупные частицы боксита опускаются по периферии аппарата, вдоль стенки его корпуса, и попадают в разгрузочный трубопровод, не пробыв достаточно времени в автоклаве, что также ухудшает выщелачивание боксита, т.е. снижает химвыход Al₂O₃. Эффективность работы греющего автоклава снижается.Another disadvantage of the autoclave is that the supply of heating steam is carried out in the center of the autoclave, i.e. along the axial line, while large particles of bauxite descend along the periphery of the apparatus, along the wall of its body, and fall into the discharge pipe without having spent enough time in the autoclave, which also worsens the leaching of bauxite, i.e. reduces chemical yield of Al ₂ O ₃ . The efficiency of the heating autoclave is reduced.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы греющего автоклава путем увеличения химвыхода Al₂O₃ с возможностью работы его одного (как греющего) в составе батареи.The objective of the invention is to increase the efficiency of the heating autoclave by increasing the chemical output of Al ₂ O ₃ with the possibility of its operation alone (as heating) in the battery.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является, во-первых, создание циркуляционного потока пульпы внутри автоклава с движением потока вверх по периферии корпуса (около стенок) и движением вниз в центральной части корпуса, и увеличение времени пребывания крупных частиц боксита в греющем автоклаве: во-вторых, возможность повышения реакционной температуры уже в первом по ходу пульпы автоклаве. The technical result obtained by the implementation of the invention is, firstly, the creation of a circulating pulp stream inside the autoclave with the flow moving upward along the periphery of the body (near the walls) and moving downward in the central part of the body, and increasing the residence time of large bauxite particles in the heating autoclave: secondly, the possibility of increasing the reaction temperature already in the first autoclave along the pulp.

Технический результат достигается тем, что на конце патрубка подачи пара, находящемся внутри автоклава, установлен конический отражатель с возможностью его продольного перемещения относительно патрубка, а патрубок для неконденсирующихся газов соединен через задвижку с трубопроводом подвода греющего пара. The technical result is achieved by the fact that at the end of the steam supply pipe inside the autoclave, a conical reflector is installed with the possibility of its longitudinal movement relative to the pipe, and the pipe for non-condensable gases is connected through a valve to the heating steam supply pipe.

На чертеже показан общий вид предлагаемого автоклава с вырезом в нижней части. The drawing shows a General view of the proposed autoclave with a cutout in the lower part.

Автоклав состоит из корпуса 1, на крышке которого установлены патрубки 2, 3 для подвода пульпы и отвода неконденсирующихся газов соответственно. Внутри корпуса установлен трубопровод 4 для отвода пульпы из автоклава. В нижней части корпуса 1 (на днище) имеется патрубок 5 для подвода греющего пара, снабженный отражателем 6. Патрубок 3 отвода неконденсирующихся газов соединен трубопроводом 7 через задвижку 8 с паровым трубопроводом 9, имеющим задвижку 10. The autoclave consists of a housing 1, on the cover of which there are pipes 2, 3 for supplying pulp and removing non-condensable gases, respectively. A pipe 4 is installed inside the housing for draining the pulp from the autoclave. In the lower part of the housing 1 (on the bottom) there is a pipe 5 for supplying heating steam, equipped with a reflector 6. A pipe 3 for removing non-condensable gases is connected by a pipe 7 through a valve 8 with a steam pipe 9 having a valve 10.

Автоклав работает следующим образом. Сырая пульпа через патрубок 2 поступает внутрь корпуса 1 и опускается, нагреваясь при этом паром, поступающим в корпус 1 через патрубок 5 из парового трубопровода 9, при этом поток пара на выходе из патрубка 5 рассекается отражателем 6 равномерно во все стороны по окружности с образованием паровой воронки, перекрывающей нижний конец трубопровода 4, поскольку он расположен ниже конца патрубка 5. Пар увлекает за собой вверх часть пульпы около стенки корпуса 1 (по всей окружности корпуса). В центральной части корпуса 1 движения вверх пара нет, поэтому здесь пульпа движется вниз. Таким образом, создается не просто хаотическое перемешивание (барботирование) пульпы в автоклаве, а именно циркуляция ее; при этом крупным частицам боксита затруднительно быстрое проникновение (без выщелачивания) в трубопровод 4 они циркулируют, уменьшаясь в размерах за счет выщелачивания. Нагретая до 235-240^оС пульпа отводится из корпуса 1 по трубопроводу 4, так как давление, создаваемое поршневым насосом, перекрывает сопротивление паровой конусной "заслонки".The autoclave operates as follows. The raw pulp through the pipe 2 enters the housing 1 and is lowered, being heated while the steam entering the housing 1 through the pipe 5 from the steam pipe 9, while the steam stream at the outlet of the pipe 5 is dissected by the reflector 6 evenly in all directions around the circle with the formation of steam funnel, overlapping the lower end of the pipeline 4, since it is located below the end of the pipe 5. The vapor carries away upward part of the pulp near the wall of the housing 1 (around the entire circumference of the housing). There is no steam upward movement in the central part of the housing 1, therefore, here the pulp moves downward. Thus, not just chaotic mixing (bubbling) of the pulp in the autoclave is created, but its circulation; while large particles of bauxite are difficult to quickly penetrate (without leaching) into the pipeline 4, they circulate, decreasing in size due to leaching. Heated to 235-240 ^C slurry is withdrawn from the housing 1 via conduit 4, since the pressure generated by a piston pump, a steam cone overlaps resistance "flap".

Возможность использования в батарее лишь одного греющего автоклава достигается тем, что в случае аварийного перекрытия задвижки 10 (выпали клинкетки) на паровом трубопроводе 9, появляется возможность произвести аварийную разгрузку батареи от пульпы. Для этого предусмотрена подача греющего пара в автоклав через трубопровод 7, при открытии задвижки 8 (вероятность выхода из строя одновременно двух задвижек 10 и 8 очень мала, по крайней мере не больше, чем при наличии двух греющих автоклавов в батарее) и выдавливание пульпы из всех автоклавов батареи. The possibility of using only one heating autoclave in the battery is achieved by the fact that in the event of an emergency shut-off of the valve 10 (wedges dropped out) on the steam pipe 9, it becomes possible to carry out emergency unloading of the battery from the pulp. For this, heating steam is supplied to the autoclave through pipeline 7, when the gate valve 8 is opened (the probability of failure of two gate valves 10 and 8 at the same time is very small, at least no more than if there are two heating autoclaves in the battery) and squeezing out the pulp from all autoclave batteries.

Таким образом, благодаря двум факторам: увеличению времени пребывания крупных частиц боксита в автоклаве за счет упорядоченного перемешивания (циркуляции) пульпы и достижению реакционной температуры (235-240^оС) уже в первом по ходу пульпы автоклаве увеличивается химвыход Al₂O₃ на батарее приблизительно на 1,0-1,5% (опытные данные).Thus, due to two factors: an increase in the residence time of large bauxite particles in the autoclave due to the orderly mixing (circulation) of the pulp and achievement of the reaction temperature (235-240 ^о С), the chemical yield of Al ₂ O ₃ increases approximately in the first autoclave along the pulp by 1.0-1.5% (experimental data).

Claims

1. Autoclave for heating and leaching of bauxite, including a cylindrical body with nozzles for supplying pulp and removing non-condensable gases, with a nozzle for supplying heating steam located at the bottom of the autoclave, and with a pipe for removing pulp, characterized in that the autoclave is equipped with a reflector and steam pipe with a valve, a heating steam supply pipe deepened into the autoclave, a reflector mounted at the end of this pipe and deepened into it, and a steam pipe with a valve connected to the pipe for the removal of non-condensable gas and a pipe for supplying heating steam.

2. The autoclave according to claim 1, characterized in that the reflector is mounted with the possibility of longitudinal movement.