RU2243161C1

RU2243161C1 - Granulated calcium chloride manufacture method

Info

Publication number: RU2243161C1
Application number: RU2003132726/15A
Authority: RU
Inventors: В.В. Тетерин (RU); В.В. Тетерин; Б.Е. Батенев (RU); Б.Е. Батенев; Н.А. Шундиков (RU); Н.А. Шундиков; нов С.В. Кирь (RU); С.В. Кирьянов; В.С. Бабин (RU); В.С. Бабин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат"
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy.

SUBSTANCE: method consists in that concentrated calcium chloride solution is thermally treated when atomized in fluidized bed, which is created by flue gas flow passed from hearth under gas-distributing grid of furnace. Simultaneously, gas-distributing grid is chilled by introducing air into caisson part of gas-distributing grid to attain temperature difference 100 to 500^оС between flue gas and surface of grid contacting with fluidized bed, whereas temperature difference between this surface of grid and fluidized bed is 100 to 150^оС. Heated gas escaping gas-distributing grid is sent into hearth to form flue gas.

EFFECT: intensified granulation process.

2 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности хлорной металлургии, и может быть использовано при переработке растворов хлорида кальция, образующихся на газоочистных сооружениях при обезвреживании хлора и хлороводорода известковым молоком, на гранулированный хлорид кальция.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular chlorine metallurgy, and can be used in the processing of calcium chloride solutions formed at gas treatment plants during the neutralization of chlorine and hydrogen chloride with lime milk, to granular calcium chloride.

Известен способ получения хлорида кальция (Авт. св. СССР 1561991, опубл. БИ 17, 1990), включающий приготовление раствора хлорида кальция концентрацией 32-34%, подачу концентрированного раствора в аппарат распылительной сушки, нагрев раствора до 200°С путем обработки его топочными газами, сушка с последующим охлаждением высушенного продукта.A known method of producing calcium chloride (Ed. St. USSR 1561991, publ. BI 17, 1990), comprising preparing a solution of calcium chloride with a concentration of 32-34%, supplying a concentrated solution to a spray drying apparatus, heating the solution to 200 ° C by treating it with furnace gases, drying, followed by cooling of the dried product.

Недостатком данного способа получения хлорида кальция является то, что готовый продукт по данному способу получают в виде очень мелких гранул порошкообразного типа, что приводит к быстрой слеживаемости и окомкованию продукта, но не позволяет применять его в промышленности.The disadvantage of this method of producing calcium chloride is that the finished product according to this method is obtained in the form of very fine granules of a powder type, which leads to rapid caking and pelletizing of the product, but does not allow its use in industry.

Известен способ получения гранулированного хлорида кальция (патент RU 2060810, опубл. БИ 15, 1997), заключающийся в подаче в нижнюю часть шахты-сушилки в поток теплоносителя с температурой 500-700°С фонтанирующей кипящей струи раствора хлористого кальция.A known method of producing granular calcium chloride (patent RU 2060810, publ. BI 15, 1997), which consists in feeding into the lower part of the shaft of the dryer in the flow of a coolant with a temperature of 500-700 ° C gushing boiling stream of a solution of calcium chloride.

Недостатком данного способа является то, что получаемые гранулы хлорида кальция содержат до 10% влаги, что не позволяет получить продукт с прочными гранулами заданного размера.The disadvantage of this method is that the resulting granules of calcium chloride contain up to 10% moisture, which does not allow to obtain a product with durable granules of a given size.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является известный (RU №2200710, БИПМ №8 20.03.2003) способ получения гранулированного хлорида кальция в псевдоожиженном слое, включающий концентрирование раствора до концентрации 38-45%, приготовление топочных газов в отдельной топке и подачу их под газораспределительную решетку со скоростью 2-3 м\с, термообработку концентрированного раствора в псевдоожиженном слое при температуре 150-200°С с получением гранул, охлаждение полученных гранул.Of the known analogues, the closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is the well-known (RU No. 2200710, BIPM No. 8 03/20/2003) method for producing granular calcium chloride in a fluidized bed, including concentrating the solution to a concentration of 38-45%, preparation of flue gases in a separate furnace and feeding them under a gas distribution grid at a speed of 2-3 m / s, heat treatment of a concentrated solution in a fluidized bed at a temperature of 150-200 ° C to obtain granules, cooling obtained x pellets.

Способ обеспечивает получение кондиционного гранулированного продукта.The method provides a conditioned granular product.

Недостатком известного способа является относительно низкая интенсивность процесса. Это связано с тем, что интенсификацию процесса можно осуществить за счет увеличения скорости топочных газов и повышения их температуры. Однако существенное увеличение скоростей топочных газов выше 2,5-3,0 м/с связано со значительным пылеуносом, а увеличение температуры под газораспределительной решеткой приводит к нарушению стабильности технологического режима из-за увеличения комкования и оплавления недообезвоженных соединений хлорида кальция на поверхности газораспределительной решетки, а также нарушению целостности газораспределительной решетки.The disadvantage of this method is the relatively low intensity of the process. This is due to the fact that the process can be intensified by increasing the speed of the flue gases and increasing their temperature. However, a significant increase in flue gas velocities above 2.5-3.0 m / s is associated with significant dust extraction, and an increase in temperature under the gas distribution grid leads to a disruption in the technological regime due to increased clumping and fusion of underdehydrated calcium chloride compounds on the gas distribution grid surface, as well as violation of the integrity of the gas distribution grill.

Задача изобретения направлена на устранение указанных недостатков.The objective of the invention is aimed at eliminating these disadvantages.

Технический результат заключается в повышении интенсификации способа и тем самым в повышении производительности процесса получения гранулированного хлорида кальция.The technical result consists in increasing the intensification of the method and thereby in increasing the productivity of the process for producing granular calcium chloride.

Данный технический результат достигается тем, что предложен способ получения гранулированного хлорида кальция, включающий приготовление концентрированного раствора, термообработку распыленного концентрированного раствора в псевдоожиженном слое топочными газами путем их подачи из топки под газораспределительную решетку печи псевдоожиженного слоя, новым является то, что одновременно с подачей топочных газов охлаждают газораспределительную решетку печи путем подачи воздуха в кессонированную полость газораспределительной решетки до разности температур топочных газов и поверхности решетки, соприкасающейся с псевдоожиженным слоем, равных 100-500°С, при разнице температуры этой поверхности и псевдоожиженным слоем 100-150°С, затем нагретый воздух из газораспределительной решетки направляют в топку на приготовление топочных газов.This technical result is achieved by the fact that the proposed method for producing granular calcium chloride, including the preparation of a concentrated solution, heat treatment of a sprayed concentrated solution in a fluidized bed by flue gases by feeding them from the furnace under the gas distribution grid of a fluidized bed furnace, is new, that simultaneously with the supply of flue gases cool the gas distribution grid of the furnace by feeding air into the coffered cavity of the gas distribution grid to the temperature difference between the flue gases and the surface of the grate in contact with the fluidized bed equal to 100-500 ° C, with a temperature difference between this surface and the fluidized bed of 100-150 ° C, then the heated air from the gas distribution grate is sent to the furnace for the preparation of flue gases.

Выбор пределов изменения параметров и режимных показателей способа обусловлен следующим.The choice of the limits of the change of parameters and performance indicators of the method is due to the following.

При разности температур топочных газов и поверхности решетки, соприкасающейся с псевдоожиженным слоем, менее 100°С происходит подплавление на решетке раствора хлорида кальция и низших кристаллогидратов хлорида кальция, что приводит к снижению производительности процесса, снижению его интенсивности, в крайнем случае - к аварийной ситуации.When the temperature difference between the flue gases and the surface of the grating in contact with the fluidized bed is less than 100 ° С, the solution of calcium chloride and lower crystalline hydrates of calcium chloride melt on the grate, which leads to a decrease in the productivity of the process, a decrease in its intensity, and, in extreme cases, to an emergency.

При разности температур топочных газов и поверхности решетки, соприкасающейся с псевдоожиженным слоем, более 500°С, капли распыляемого раствора попадают на поверхность решетки, что также приводит к подплавлению материала на решетке и ее забиванию, повышению гидравлического сопротивления решетки и, как следствие, аварийным остановкам, снижению производительности (интенсивности) процесса.When the temperature difference between the flue gases and the surface of the grate in contact with the fluidized bed is more than 500 ° C, droplets of the sprayed solution fall on the surface of the grate, which also leads to the melting of the material on the grate and its clogging, increase the hydraulic resistance of the grate and, as a result, emergency stops , decrease in productivity (intensity) of the process.

При разности температуры поверхности газораспределительной решетки и температуры материала в слое менее 100°С тепломассообмен ухудшается за счет снижения движущей силы по температурам поверхности решетки и слоем материала, что снижает интенсивность процесса.When the temperature difference between the surface of the gas distribution grid and the temperature of the material in the layer is less than 100 ° C, heat and mass transfer deteriorates due to a decrease in the driving force in terms of the surface temperature of the grating and the material layer, which reduces the intensity of the process.

При разнице температуры поверхности газораспределительной решетки и температуры материала в слое более 150°С происходит подплавление материала на поверхности решетки.When the temperature difference of the surface of the gas distribution grid and the temperature of the material in the layer is more than 150 ° C, the material is melted on the surface of the grating.

Использование нагретого в кессонированной газораспределительной решетке воздуха в топке при приготовлении топочных газов снижает расход топлива на обезвоживание раствора хлорида кальция.The use of heated air in a caisson gas distribution grid in the furnace during the preparation of flue gases reduces fuel consumption for dehydration of a solution of calcium chloride.

Получение гранулированного хлорида кальция при заявляемых условиях позволяет производить товарный продукт - твердый гранулированный хлорид кальция, соответствующий ГОСТу 450-77.Obtaining granular calcium chloride under the claimed conditions allows to produce a marketable product - solid granular calcium chloride, corresponding to GOST 450-77.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе получения гранулированного хлорида кальция.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant's perceived technical result in the claimed method for producing granular calcium chloride.

Следовательно заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающими с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата. Следовательно заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.To verify the compliance of the claimed invention with the condition “inventive step”, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the conversion provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Примеры осуществления способа.Examples of the method.

Пример 1 (по способу прототипу)Example 1 (by the method of the prototype)

Раствор хлорида кальция (30-32 мас.% СаСl₂), образующийся на газоочистных сооружениях при обезвреживании хлора и хлороводорода известковым молоком, перед подачей в псевдоожиженный слой концентрируют. Концентрирование проводят путем улавливания раствором пылевидных фракций, уносимых из псевдоожиженного слоя. При этом получают раствор хлорида кальция, содержащий 38-45 мас.% CaCl₂, который со скоростью 7,5 т/ч подают в распыленном состоянии на термообработку в псевдоожиженный слой (площадь поверхности слоя - 8 м²). Под газораспределительную решетку подают топочные газы, полученные в отдельной топке. Температура топочных газов под газораспределительной решеткой - 500°С. Увеличение температуры топочных газов под решеткой приводит к подплавлению соединений хлорида кальция на решетке. Температуру в слое поддерживают на уровне 150-200°С, скорость топочных газов 2,0-2,5 м/с. При этом на выходе из псевдоожиженного слоя получают 3,42 т/ч гранулированного продукта, соответствующего ГОСТу 450-77 (хлористый кальций кальцинированный, сорт высший).A solution of calcium chloride (30-32 wt.% CaCl ₂ ), formed at gas treatment facilities during the neutralization of chlorine and hydrogen chloride with lime milk, is concentrated before being fed into the fluidized bed. Concentration is carried out by trapping a solution of pulverulent fractions carried away from the fluidized bed. In this case, a calcium chloride solution is obtained containing 38-45 wt.% CaCl ₂ , which is supplied at a speed of 7.5 t / h in the sprayed state for heat treatment in the fluidized bed (the surface area of the layer is 8 m ² ). Under the gas distribution grid serves the flue gases obtained in a separate furnace. The temperature of the flue gases under the gas distribution grill is 500 ° C. An increase in the temperature of the flue gases under the grate leads to the melting of calcium chloride compounds on the grate. The temperature in the layer is maintained at a level of 150-200 ° C, the speed of the flue gases is 2.0-2.5 m / s. At the same time, at the exit from the fluidized bed, 3.42 t / h of granular product are obtained, corresponding to GOST 450-77 (calcium chloride, calcined, premium).

Пример 2.Example 2

То же, что в примере 1, но раствор подают со скоростью 8,7 т/ч, при этом проводят при одновременной подаче топочных газов охлаждение кессонированной газораспределительной решетки воздухом. Воздух на охлаждение решетки подают через отдельный входной патрубок в полость кессонированной газораспределительной решетки, через выходной патрубок, соединенный с топкой, подогретый воздух отводят. Расход воздуха на охлаждение составляет до 30% от общего расхода воздуха, подаваемого на получение топочных газов. Температура топочных газов под газораспределительной решеткой - 600°С. Охлаждение газораспределительной решетки воздухом проводят до разности температур топочных газов и поверхности решетки, соприкасающийся с псевдоожиженным слоем, в пределах 100-500°С при разнице температуры этой поверхности с псевдоожиженным слоем 100-150°С, а нагретый воздух из газораспределительной решетки через дополнительный выходной патрубок поступает на приготовление топочных газов в топку. При этом нагретый воздух подают в качестве первичного дутья на сжигание природного газа или вторичного дутья на разбавление продуктов горения. На выходе из псевдоожиженного слоя получают 4,0 т/ч гранулированного продукта, соответствующего ГОСТу 450-77 (хлористый кальций кальцинированный, сорт высший), т.е. производительность способа, характеризующая его интенсивность, увеличилась на 15%.The same as in example 1, but the solution is supplied at a speed of 8.7 t / h, while at the same time supplying flue gases, the cooling of the coffered gas distribution grill is carried out with air. Air for cooling the grate is fed through a separate inlet pipe into the cavity of the coffered gas distribution grid, through the outlet pipe connected to the furnace, the heated air is removed. Air flow for cooling is up to 30% of the total air flow supplied to produce flue gases. The temperature of the flue gases under the gas distribution grill is 600 ° C. The gas distribution grill is cooled with air until the temperature difference between the flue gases and the surface of the grill in contact with the fluidized bed is within 100-500 ° C with the temperature difference between this surface and the fluidized bed 100-150 ° C, and the heated air from the gas distribution grill through an additional outlet comes to the preparation of flue gases in the furnace. In this case, heated air is supplied as primary blast to burn natural gas or secondary blast to dilute the combustion products. At the exit from the fluidized bed, 4.0 t / h of granular product is obtained, corresponding to GOST 450-77 (calcium chloride, calcined, premium), i.e. the productivity of the method, characterizing its intensity, increased by 15%.

Claims

A method of producing granular calcium chloride, including the preparation of a concentrated solution, heat treatment of a sprayed concentrated solution in a fluidized bed by flue gases by feeding them from the furnace under the gas distribution grid of a fluidized bed furnace, characterized in that, simultaneously with the supply of flue gases, the gas distribution grid of the furnace is cooled by supplying air to the coffer the cavity of the gas distribution grill to the temperature difference between the flue gases and the surface of the grill, in contact with the fluidized bed equal to 100-500 ° C, with a temperature difference of this surface with the fluidized bed 100-150 ° C, then the heated air from the gas distribution grid is sent to the furnace for preparation of flue gases.