RU2089279C1

RU2089279C1 - Fluidized bed installation

Info

Publication number: RU2089279C1
Application number: RU95107669A
Authority: RU
Inventors: Н.К. Абиралов; В.Г. Богомолов; Б.М. Долженский; В.Н. Марков; В.В. Мухин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Новокузнецкий завод химконцентратов"
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95107669A

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: installation incorporates multichamber furnace of fluidized bed with unloading mechanism, screw feeder with shredder at outlet, cooler, cyclone furnace. Heat exchanger which outlets are located under upper grate of furnace and have extension pieces with tangential grooves is mounted in lower chamber beneath grate of furnace. Shredder is placed in parallel to vertical axis of furnace, its body has windows and rods positioned concentric on them and fixed in cone deflector. Usage of heat exchanger and shredder with their design distinctions and arrangement enables process to be intensified and productivity of installation to be raised. EFFECT: raised productivity of fluidized bed installation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратному оформлению процессов получения карбонатов редких и рассеянных элементов, в частности карбоната лития. The invention relates to hardware design of processes for producing carbonates of rare and trace elements, in particular lithium carbonate.

Известны установки кипящего слоя (см. "Унифицированный ряд аппаратов кипящего слоя и обезвоживания, разработки ЛенНИИГипрохима". "Химическая промышленность", 1988, N 10, а.с. СССР N 163534, кл. F 26 b, патент Австралии N 479766, кл. C 01 D 7/00), содержащие печь кипящего слоя с механизмами загрузки и выгрузки. Known installations of a fluidized bed (see "A unified range of fluidized bed and dewatering apparatus, developed by LenNII Giprokhim." Chemical Industry ", 1988, No. 10, AS USSR N 163534, CL F 26 b, Australian patent N 479766, CL C 01 D 7/00) containing a fluidized bed furnace with loading and unloading mechanisms.

Недостатком данных установок является низкая производительность, обусловленная неравномерным распределением исходного продукта по печи при его загрузке, а также наличие достаточно крупных комков продукта (влажного моногидрата гидроокиси лития). The disadvantage of these installations is the low productivity due to the uneven distribution of the initial product in the furnace when it is loaded, as well as the presence of sufficiently large lumps of the product (wet lithium hydroxide monohydrate).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка кипящего слоя по а.с. СССР N 370969, кл. B 01 J 9/20, 1973, прототип, содержащая многокамерную печь кипящего слоя с механизмом выгрузки, шнековый питатель с закрепленным на выходе измельчителем, холодильник и циклонную топку. The closest in technical essence and the achieved result is the installation of a fluidized bed in AS USSR N 370969, class B 01 J 9/20, 1973, a prototype comprising a multi-chamber fluidized bed furnace with an unloading mechanism, a screw feeder with a chopper mounted at the outlet, a refrigerator and a cyclone furnace.

Недостатком данной установки является низкая производительность, обусловленная неравномерностью распределения исходного продукта по верхнему слою, низкой температурой верхнего слоя продукта, что снижает скорость карбонизации и сушки продукта. The disadvantage of this installation is its low productivity, due to the uneven distribution of the initial product over the upper layer, low temperature of the upper layer of the product, which reduces the rate of carbonization and drying of the product.

Указанная совокупность признаков является существенной для достижения цели изобретения, т.к. обеспечение подачи нагретого воздуха под верхнюю решетку (с помощью теплообменника) позволяет увеличить температуру верхнего слоя продукта и соответственно, увеличить скорость карбонизации (температурный коэффициент скорости карбонизации равен 1, 2, т.е. при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 1, 2 раза (см. Краткий курс физической химии./ Под ред. С.М. Кочергина, Киев: Высшая школа, 1968, с. 259) и сушку продукта, а конструктивные особенности измельчителя обеспечивают равномерное распределение измельченного исходного продукта по всей поверхности решетки, что также интенсифицирует процессы карбонизации и сушки, а следовательно, увеличивается производительность установки. The specified set of features is essential to achieve the purpose of the invention, because ensuring the supply of heated air under the upper grill (using a heat exchanger) allows you to increase the temperature of the upper layer of the product and, accordingly, increase the carbonization rate (the temperature coefficient of the carbonization rate is 1, 2, i.e., when the temperature rises by 10 degrees, the reaction rate increases by 1 , 2 times (see. Short course of physical chemistry. / Ed. By S.M. Kochergin, Kiev: Higher school, 1968, p. 259) and drying of the product, and the design features of the grinder provide uniform distribution of crushed of the initial product over the entire surface of the lattice, which also intensifies the processes of carbonization and drying, and, consequently, increases the productivity of the installation.

На чертеже представлена установка кипящего слоя. The drawing shows the installation of a fluidized bed.

Установка состоит из печи 1 кипящего слоя, шнекового питателя 2, на выходе которого параллельно вертикальной оси расположен лопастной измельчитель 3, в корпусе 4 которого выполнено окно 5. Концентрично корпусу 4 расположены стержни 6, закрепленные в конусном отражателе 7. Печь 1 содержит верхнюю камеру 8, решетку 9 провального типа, переливные трубы 10, нижнюю камеру 11, в которой установлен теплообменник 12 под нижней решеткой 13 беспровального типа. Выходы теплообменника 12 расположены под верхней решеткой 9. Кроме того, печь 1 содержит механизм выгрузки 15. За печью 1 установлен холодильник газов 16, циклонная топка 17. The installation consists of a fluidized bed furnace 1, a screw feeder 2, at the outlet of which a blade chopper 3 is located parallel to the vertical axis, and a window 5 is made in the housing 4. Concentric to the housing 4 are rods 6 fixed in a conical reflector 7. The furnace 1 contains an upper chamber 8 , a failure type grate 9, overflow pipes 10, a lower chamber 11 in which a heat exchanger 12 is installed under the bottom grate 13 without a type of heat. The exits of the heat exchanger 12 are located under the upper grill 9. In addition, the furnace 1 contains a discharge mechanism 15. Behind the furnace 1 there is a gas refrigerator 16, a cyclone furnace 17.

Установка кипящего слоя работает следующим образом. Installation of a fluidized bed works as follows.

Влажный моногидрат гидроокиси лития подается шнековым питателем 2 в верхнюю камеру 8 печи 1. При выходе из питателя 2 гидроокись захватывается лопастью измельчителя 3, выбрасывается с высокой скоростью в окно 5, часть ее, ударяясь о стержни 6, и другая часть, прошедшая между стержнями, ударяясь о конусный отражатель, рассеивается и равномерно распределяется на верхней решетке 9. Попадая на верхнюю решетку 9, влажный продукт в псевдоожиженном слое высушивается, обезвоживается и частично карбонизируется и по переливным трубам 10 протекает в нижнюю камеру 11, где на решетке 13 также в псевдоожиженном слое окончательно карбонизируется и обезвоживается. Готовый продукт механизмом выгрузки 15 выводится из печи. Топочный газ, содержащий CO, из циклонной топки 17 через холодильник 16 подается в нижнюю камеру 11 печи. В нижней камере 111 под решеткой 13 через теплообменник 12 пропускается воздух. Нагретый воздух из теплообменника 12 подается под верхнюю решетку. При работе печи, выполненной по прототипу, температура подаваемых в печь топочных газов ограничена 480 500^oC, при этом температура слоя продукта на нижней решетке составляет 410 430^oC, а температура слоя продукта на верхней решетке не превышает 250^oC. Увеличивать температуру верхнего слоя продукта и тем самым интенсифицировать процесс карбонизации и сушки за счет увеличения температуры подаваемых в печь топочных газов свыше 500^oC невозможно, т.к. это в силу свойств карбоната лития приводит к перегреву продукта на нижней решетке и заплавлению отверстий переливных труб.The wet lithium hydroxide monohydrate is fed by a screw feeder 2 into the upper chamber 8 of furnace 1. When leaving the feeder 2, the hydroxide is captured by the chopper blade 3, is thrown out at window 5 at a high speed, part of it striking the rods 6, and the other part passing between the rods, hitting a conical reflector, it is scattered and evenly distributed on the upper grate 9. Once on the upper grate 9, the wet product in the fluidized bed is dried, dehydrated and partially carbonized and flows through the overflow pipes 10 into the lower yu chamber 11, where on the grid 13 and the fluidized bed is carbonized and finally dehydrated. The finished product by the unloading mechanism 15 is removed from the furnace. The flue gas containing CO from the cyclone furnace 17 is supplied through the refrigerator 16 to the lower chamber 11 of the furnace. In the lower chamber 111, under the grill 13, air is passed through the heat exchanger 12. Heated air from the heat exchanger 12 is supplied under the upper grill. During the operation of the prototype furnace, the temperature of the flue gases supplied to the furnace is limited to 480 500 ^o C, while the temperature of the product layer on the lower grate is 410 430 ^o C, and the temperature of the product layer on the upper grate does not exceed 250 ^o C. Increase the temperature of the upper product layer and thereby intensify the process of carbonization and drying by increasing the temperature of the flue gases supplied to the furnace above 500 ^o C is impossible, because this, due to the properties of lithium carbonate, leads to overheating of the product on the lower grate and to the melting of the openings of the overflow pipes.

Применение теплообменника для подогрева и подачи воздуха под верхнюю решетку обеспечивает увеличение температуры верхнего слоя до 350 370^oC, интенсифицирует процесс карбонизации и сушки и, следовательно, увеличивает производительность.The use of a heat exchanger for heating and air supply under the upper grill provides an increase in the temperature of the upper layer to 350 370 ^o C, intensifies the process of carbonization and drying and, therefore, increases productivity.

Таким образом, применение теплообменника и измельчителя с их конструкторскими особенностями и расположением позволяет интенсифицировать процессы карбонизации и сушки, тем самым увеличить производительность. Thus, the use of a heat exchanger and grinder with their design features and location allows you to intensify the processes of carbonization and drying, thereby increasing productivity.

Claims

A fluidized bed installation comprising a multi-chamber fluidized bed furnace with an unloading mechanism, a screw feeder with a chopper fixed to the outlet, a refrigerator and a cyclone furnace, characterized in that a heat exchanger is installed in the lower chamber of the furnace under the grill, the outlets of which are located under the upper grill of the furnace, and the grinder is installed parallel to the vertical axis of the furnace, in the case of which the window is made and the rods are mounted concentrically to it, fixed in a conical reflector.