RU2089501C1

RU2089501C1 - Method of heating slurry

Info

Publication number: RU2089501C1
Application number: RU93038578/25A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Копытов; М.А. Павлухин
Original assignee: Акционерное общество "Богословский алюминиевый завод"
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: heat and mass-exchange processes. SUBSTANCE: method consists in contacting with steam in autoclave with tube-type heat exchanger having tubular collectors, heating being conducted by way of passing slurry through heat exchanger tubes and imparting it circulatory motion in tubular collectors disposed in the lower part of heat exchanger, whereas steam is fed into the shell side. EFFECT: enhanced efficiency of exchange processes. 5 dwg

Description

Изобретение относится к тепло- и массообмену и может быть использовано в глиноземном производстве для автоклавного выщелачивания боксита. The invention relates to heat and mass transfer and can be used in alumina production for autoclave leaching of bauxite.

Известен способ нагрева бокситовой пульпы в автоклаве при контакте ее с паром. Пульпу непрерывно пропускают через автоклав, в который снизу подается пар. При смешении последний отдает тепло пульпе и конденсируется. A known method of heating bauxite pulp in an autoclave when it comes in contact with steam. The pulp is continuously passed through an autoclave into which steam is supplied from below. When mixed, the latter gives off heat to the pulp and condenses.

Недостатком способа является то, что конденсация пара приводит к снижению концентрации пульпы по щелочи, приводящему к снижению химвыхода гидроксида алюминия в жидкую фазу. The disadvantage of this method is that condensation of the vapor leads to a decrease in the concentration of pulp through alkali, leading to a decrease in the chemical yield of aluminum hydroxide in the liquid phase.

Известен также способ нагрева бокситовой пульпы в автоклаве с теплообменником. При этом пульпа, как и в первом случае, подается в автоклав, а пар в теплообменик, выполненный в виде змеевика. Теплообмен осуществляется через стенку змеевика, пар конденсируется, но не смешивается с пульпой, а отводится наружу. There is also known a method of heating bauxite pulp in an autoclave with a heat exchanger. In this case, the pulp, as in the first case, is fed into the autoclave, and the steam into the heat exchanger, made in the form of a coil. Heat exchange is carried out through the wall of the coil, the steam condenses, but does not mix with the pulp, but is discharged out.

Для интенсификации теплообмена осуществляется механическое перемешивание пульпы при помощи мешалки. To intensify heat transfer, mechanical mixing of the pulp is carried out using a mixer.

Недостатком способа является его сложность из-за наличия механического перемешивающего устройства в аппарате, осуществляющем данный способ, что ведет к технологическим и эксплуатационным трудностям. К тому же скорость обтекания труб пульпой весьма незначительна, что дает невысокий коэффициент теплопередачи, в пределах 400 500 ккал/м²•ч•^oС. Все это снижает эффективность нагрева пульпы.The disadvantage of this method is its complexity due to the presence of a mechanical mixing device in the apparatus implementing this method, which leads to technological and operational difficulties. In addition, the speed of flow around the pipes with the pulp is very insignificant, which gives a low heat transfer coefficient, in the range of 400 500 kcal / m ² • h • ^o C. All this reduces the heating efficiency of the pulp.

Целью изобретения является повышение эффективности способа. The aim of the invention is to increase the efficiency of the method.

Указанная цель достигается тем, что пульпу пропускают через вертикально стоящие греющие трубы теплообменника автоклава, а пар подают в межтрубную часть корпуса. При этом в нижней части теплообменника, в трубчатых коллекторах пульпе придают циркуляционное движение. This goal is achieved by the fact that the pulp is passed through vertically standing heating pipes of the autoclave heat exchanger, and steam is fed into the annular part of the body. Moreover, in the lower part of the heat exchanger, in the tubular manifolds, pulp is imparted a circulation movement.

Высокая скорость пульпы в трубах (т. к. общая площадь их поперечного сечения значительно меньше поперечного сечения значительно меньше поперечного сечения корпуса автоклава), а также еще более высокая скорость пульпы в коллекторах дают возможность получить высокий коэффициент теплопередачи (не менее 1000 ккал/м²•ч•^oС) при высоком химвыходе. К тому же устраняется возможность осадкообразования твердой фазы в коллекторах теплообменника. Отпадает надобность и в перемешивающем устройстве.The high speed of the pulp in the pipes (because the total cross-sectional area is much smaller than the cross section is much smaller than the cross section of the autoclave body), as well as an even higher pulp speed in the collectors make it possible to obtain a high heat transfer coefficient (at least 1000 kcal / m ² • h • ^o C) at a high chemical yield. In addition, the possibility of precipitation of the solid phase in the heat exchanger collectors is eliminated. There is no need for a mixing device.

Hа фиг. 1 дан разрез общего вида автоклава, при помощи которого может быть осуществлен предлагаемый способ; на фиг. 2 разрез в сечении А А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез в сечении Б Б на фиг. 1; на фиг. 4 развернутое положение элементов теплообменника; на фиг. 5 стыковка нисходящего пучка теплообменных труб с коллектором. In FIG. 1 is a sectional view of a general view of an autoclave with which the proposed method can be implemented; in FIG. 2 is a sectional view taken along section A A in FIG. one; in FIG. 3 is a section in section B B in FIG. one; in FIG. 4 expanded position of the elements of the heat exchanger; in FIG. 5 docking of the downward beam of heat exchange tubes with a collector.

Способ осуществляется при помощи автоклава, состоящего из корпуса 1, в котором установлены теплообменник, состоящий в свою очередь из элементов, содержащих трубные решетки 2, с завальцованными в них трубами 3, переточные трубы 4 в верхней части и коллекторы 5 в нижней, патрубки 6, 7 для подвода и отвода пульпы, а также патрубки 8, 9 для подвода пара и отвода конденсата. The method is carried out using an autoclave, consisting of a housing 1, in which a heat exchanger is installed, which in turn consists of elements containing tube sheets 2, tubes 3 rolled in them, transfer pipes 4 in the upper part and collectors 5 in the lower, nozzles 6, 7 for supply and removal of pulp, as well as pipes 8, 9 for supplying steam and condensate.

Способ осуществляется следующим образом. Пульпа через патрубок 6 поступает в трубы 3 одного из элементов теплообменника и опускается вниз в коллектор 5 (на фиг. 2 этот пучок труб 3 показан крестиком). При этом концы труб 3 нисходящего пучка устанавливаются (привариваются) в коллектор 5 с некоторым изгибом (см. фиг. 5) в одном направлении, например против часовой стрелки. В результате этого, а также того, что все коллекторы 5 выполнены замкнутыми, в них происходит циркуляционное движение пульпы с отбором части ее (столько же, сколько и входит) по трубам 3 восходящего пучка (на фиг. 2 указаны точками) в следующий элемент теплообменника. Затем по переточной трубе 4 пульпа поступает в трубы 3 нисходящего пучка другого элемента и т. д. Таким образом, пульпа движется последовательно из элемента в элемент (три из них указаны в развернутом виде на фиг. 4). При этом через стенки труб 3 происходит нагрев пульпы паром, поступающим в корпус 1 через патрубок 8. The method is as follows. The pulp through the pipe 6 enters the pipes 3 of one of the elements of the heat exchanger and falls down into the collector 5 (in Fig. 2 this bundle of pipes 3 is shown with a cross). In this case, the ends of the pipes 3 of the downward beam are installed (welded) into the collector 5 with some bending (see Fig. 5) in one direction, for example, counterclockwise. As a result of this, as well as the fact that all the collectors 5 are closed, they circulate the pulp with the selection of part of it (as much as it enters) through the pipes 3 of the rising beam (indicated by dots in Fig. 2) into the next heat exchanger element . Then, through the transfer pipe 4, the pulp enters the pipes 3 of the downward beam of another element, etc. Thus, the pulp moves sequentially from element to element (three of them are indicated in expanded form in Fig. 4). In this case, through the walls of the pipes 3, the pulp is heated by steam entering the housing 1 through the pipe 8.

Скорость движения пульпы в трубах 3 может быть равной 1,0 1,2 м/с при расходе пульпы 90 100 м³/ч и количестве труб 3 в одном пучке, равном 12 штук, при диаметре 57 мм. Скорость же пульпы в коллекторах 5 может быть равной 2,0 2,5 м/с при диаметре коллекторов 5, равном 159 мм.The speed of movement of the pulp in the pipes 3 can be equal to 1.0 1.2 m / s with a flow rate of pulp 90 100 m ³ / h and the number of pipes 3 in one bundle, equal to 12 pieces, with a diameter of 57 mm. The speed of the pulp in the collectors 5 may be equal to 2.0 2.5 m / s with a diameter of the collectors 5 equal to 159 mm.

Такие скорости позволяют повысить химвыход или скорость выщелачивания, что определено исследованиями (см. патент Франции N 1546418). Высокая скорость пульпы в коллекторах 5 позволяет также избежать зашламления их твердой фазой пульпы ("песками"), особенно при остановках автоклава, что часто происходит при установке в нижней части не коллекторов, а переточных труб, как это сделано в верхней части теплообменника данного автоклава. Such speeds can increase chemical yield or leaching rate, which is determined by research (see French patent N 1546418). The high speed of the pulp in the collectors 5 also allows avoiding clogging them with the solid phase of the pulp ("sand"), especially when the autoclave stops, which often happens when the collectors are not installed in the lower part, but transfer pipes, as is done in the upper part of the heat exchanger of this autoclave.

Claims

A method of heating bauxite pulp, including its contact with steam in an autoclave with a tubular heat exchanger with tubular collectors, characterized in that the heating is carried out by passing the pulp through the pipes of the heat exchanger, giving it circulation movement in its lower part in the tubular collectors with steam supplying to the annular part of the body .