RU2263072C1 - Reactor - Google Patents
Reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263072C1 RU2263072C1 RU2004108568/15A RU2004108568A RU2263072C1 RU 2263072 C1 RU2263072 C1 RU 2263072C1 RU 2004108568/15 A RU2004108568/15 A RU 2004108568/15A RU 2004108568 A RU2004108568 A RU 2004108568A RU 2263072 C1 RU2263072 C1 RU 2263072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- cavity
- fluoride
- unloading
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химическим реакторам и может быть использовано в процессах фторидной технологии переработки титансодержащего сырья, например ильменитовых концентратов, при производстве диоксида титана.The invention relates to chemical reactors and can be used in the processes of fluoride technology for processing titanium-containing raw materials, for example ilmenite concentrates, in the production of titanium dioxide.
Известен реактор, содержащий корпус, выполненный в виде котла с крышкой, снабженный теплоподводящей рубашкой, расположенной вне полости корпуса, и трубчатым теплоподводящим змеевиком, расположенным в его полости, оборудованный приводным валом с мешалками, расположенным в полости реактора, загрузочный и разгрузочный узлы (см. книгу С.М.Корсакова-Богаткова Химические реакторы как объекты математического моделирования. М., "Химия", 1967, с.46-47, рис.Ш-1).A reactor is known comprising a housing made in the form of a boiler with a lid, equipped with a heat-supplying jacket located outside the cavity of the housing, and a tubular heat-supplying coil located in its cavity, equipped with a drive shaft with mixers located in the reactor cavity, loading and unloading units (see book of S. M. Korsakov-Bogatkov. Chemical reactors as objects of mathematical modeling. M., "Chemistry", 1967, pp. 46-47, Fig. SH-1).
Недостаток этого решения - невозможность его эффективного использования в процессе вскрытия титансодержащего сырья, например ильменитовых концентратов, фторидсодержащими реагентами (например HF, NH4, NH4HF2), кроме того, размещение теплоподводящих элементов в полости реактора требует ограничений по крупности материала обрабатываемого в реакторе и снижает эффективность работы мешалки.The disadvantage of this solution is the impossibility of its effective use in the process of opening titanium-containing raw materials, for example, ilmenite concentrates, fluoride-containing reagents (for example, HF, NH 4 , NH 4 HF 2 ), in addition, the placement of heat-supplying elements in the reactor cavity requires restrictions on the size of the material processed in the reactor and reduces the efficiency of the mixer.
Известен также реактор, содержащий корпус, включающий трубчатую стенку с днищем и крышку, приводной вал с мешалками, расположенный в полости реактора, теплоподводящий узел, расположенный вне полости реактора, загрузочный и разгрузочный узлы (см. книгу С.М.Корсакова-Богаткова Химические реакторы как объекты математического моделирования. М., "Химия", 1967, с.33-34, рис.П-9).Also known is a reactor containing a housing including a tubular wall with a bottom and a cover, a drive shaft with stirrers located in the reactor cavity, a heat supply unit located outside the reactor cavity, loading and unloading units (see the book by S.M. Korsakov-Bogatkov Chemical Reactors as objects of mathematical modeling. M., "Chemistry", 1967, p. 33-34, Fig. P-9).
Однако и это техническое решение также невозможно эффективно использовать в процессе вскрытия титансодержащего сырья, например ильменитовых концентратов, фторидсодержащими реагентами из-за недостаточного ресурса работы реактора.However, this technical solution is also impossible to effectively use in the process of opening titanium-containing raw materials, such as ilmenite concentrates, fluoride-containing reagents due to insufficient life of the reactor.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение надежности и работоспособности реактора в условиях применения высокоагрессивного реагента.The task to which the proposed technical solution is directed is to increase the reliability and operability of the reactor under the conditions of using a highly aggressive reagent.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в повышение надежности и работоспособности реактора в условиях применения высокоагрессивного реагента, а также исключении потери качества получаемого продукта вследствие изменения цветовой гаммы из-за его загрязнения, в том числе продуктами разрушения элементов реактора реагентами вскрытия.The technical result obtained when solving the problem is expressed in increasing the reliability and operability of the reactor under the conditions of using a highly aggressive reagent, as well as eliminating the loss of quality of the resulting product due to changes in the color scheme due to its contamination, including products of the destruction of reactor elements by opening reagents.
Поставленная задача решается тем, что реактор, содержащий корпус, включающий трубчатую стенку с днищем и крышку, приводной вал с мешалками, расположенный в полости реактора, теплоподводящий узел, расположенный вне полости реактора, загрузочный и разгрузочный узлы, отличается тем, что по меньшей мере, поверхность полости корпуса реактора выполнена из теплопроводящего материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, по меньшей мере, поверхность деталей, размещенных в полости корпуса реактора, выполнена из материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, при этом приводной вал в полости реактора выполнен из конструкционного материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, а мешалки выполнены из конструкционного материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов и к истиранию, кроме того, элементы корпуса реактора соединены герметично, загрузочный и разгрузочный узлы выполнены герметизируемыми, крышка реактора снабжена газоотводным патрубком, связанным с блоком утилизации газовых продуктов реакции, причем днище реактора снабжено герметизируемым, разгрузочным люком. Кроме того, по меньшей мере поверхность полости корпуса ректора и деталей, размещенных в ней, выполнена из графитопласта, или пирографита, или щелочно-земельного металла, предпочтительно магния. Кроме того, приводной вал с мешалками выполнен из щелочно-земельного металла, предпочтительно магния, при этом мешалки и часть вала, контактирующая с твердым компонентом, снабжены защитным покрытием из фторопласта. Кроме того, приводной вал с мешалками выполнен из химически стойкого конструкционного сплава и снабжен защитным покрытием из фторопласта. Кроме того, приводной вал с мешалками выполнен из графитопласта или стеклоуглерода. Кроме того, теплоподводящий узел выполнен в виде рубашки, размещенной на днище реактора и нижней части трубчатой стенки, не выше максимального уровня загрузки. Кроме того, привод вала с мешалками снабжен регулятором скорости вращения.The problem is solved in that the reactor containing the housing, including a tubular wall with a bottom and a cover, a drive shaft with stirrers located in the cavity of the reactor, a heat supply unit located outside the cavity of the reactor, loading and unloading nodes, characterized in that at least the surface of the cavity of the reactor vessel is made of heat-conducting material resistant to fluoride-containing reagent solutions, at least the surface of parts placed in the cavity of the reactor vessel is made of material resistant to the solutions of fluoride-containing reagents, while the drive shaft in the reactor cavity is made of structural material resistant to the solutions of fluoride-containing reagents, and the mixers are made of structural material resistant to the effects of solutions of fluoride-containing reagents and to abrasion, in addition, the elements of the reactor vessel tightly connected, loading and unloading units are sealed, the reactor lid is equipped with a gas outlet connected to the gas utilization unit reaction products, and the bottom of the reactor is equipped with a sealed, discharge hatch. In addition, at least the surface of the cavity of the reactor vessel and the parts placed therein is made of graphitoplast, or pyrographite, or an alkaline earth metal, preferably magnesium. In addition, the drive shaft with agitators is made of alkaline earth metal, preferably magnesium, while the agitators and the shaft part in contact with the solid component are provided with a protective coating of fluoroplastic. In addition, the drive shaft with agitators is made of a chemically resistant structural alloy and is provided with a protective coating of fluoroplastic. In addition, the drive shaft with agitators is made of graphite plastic or glassy carbon. In addition, the heat-supply unit is made in the form of a jacket placed on the bottom of the reactor and the lower part of the tubular wall, not higher than the maximum load level. In addition, the shaft drive with agitators is equipped with a speed controller.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.The features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional problems.
Признаки по меньшей мере, поверхность полости корпуса реактора выполнена из теплопроводящего материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, по меньшей мере, поверхность деталей, размещенных в полости корпуса реактора, выполнена из материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, при этом приводной вал в полости реактора выполнен из конструкционного материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов, а мешалки выполнены из конструкционного материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов и к истиранию", обеспечивают безаварийную работу корпуса реактора и узлов и элементов, расположенных внутри него, при вскрытии титансодержащего сырья, например ильменитовых концентратов фторидсодержащими реагентами (например, HF, NH4F, NH4HF2), в пределах рабочего диапазона температур и с учетом технологических особенностей условий их работы.Signs of at least the surface of the cavity of the reactor vessel is made of heat-conducting material resistant to the effects of fluoride-containing reagent solutions, at least the surface of parts placed in the cavity of the reactor vessel is made of material resistant to the solutions of fluoride-containing reagents, while the drive shaft the reactor cavity is made of structural material resistant to the effects of fluoride-containing reagent solutions, and the stirrers are made of structural material resistant to Procedure solutions of fluoride-containing reagents and abrasion ", provide reliable operation of the reactor casing and the nodes and elements arranged therein, when opening the titanium-containing raw materials such as ilmenite concentrates fluoride reagents (e.g., HF, NH 4 F, NH 4 HF 2), within operating temperature range and taking into account the technological features of their working conditions.
Признаки "элементы корпуса реактора соединены герметично, загрузочный и разгрузочный узлы выполнены герметизируемыми, крышка реактора снабжена газоотводным патрубком, связанным с блоком утилизации газовых продуктов реакции, причем днище реактора снабжено герметизируемым, разгрузочным люком" исключают выбросы продуктов реакции в окружающую среду (особенно аммиака), обеспечивают экологическую чистоту процесса и снижают расход реактивов на единицу продукции, обеспечивая их повторное использование, исключают выбросы продуктов реакции в окружающую среду (особенно аммиака), обеспечивают экологическую чистоту процесса и снижают расход реактивов на единицу продукции, обеспечивая их повторное использование. Кроме того, обеспечивается возможность удаления шламов - балластных компонентов, содержащих примеси, присутствие которых может привести к потере качества оксидов титана (содержание балластных компонентов определяется вариациями исходного вещественного состава титансодержащего сырья). Кроме того, обеспечивается возможность принудительного удаления содержимого реактора при ремонте или его аварийных остановках.The signs "the elements of the reactor vessel are sealed, the loading and unloading units are sealed, the reactor lid is equipped with a gas outlet connected to the gas reaction product recovery unit, and the bottom of the reactor is equipped with a sealed, unloading hatch" to exclude emissions of reaction products into the environment (especially ammonia), ensure the ecological purity of the process and reduce the consumption of reagents per unit of production, ensuring their reuse, eliminate emissions of reaction products into the environment (especially ammonia), ensure the ecological purity of the process and reduce the consumption of reagents per unit of production, ensuring their reuse. In addition, it is possible to remove sludge - ballast components containing impurities, the presence of which can lead to a loss in the quality of titanium oxides (the content of ballast components is determined by variations in the initial material composition of titanium-containing raw materials). In addition, it is possible to forcibly remove the contents of the reactor during repairs or emergency shutdowns.
Признаки второго - пятого пунктов формулы раскрывают возможный диапазон материалов, которые могут быть использованы в конструкции, внутренней поверхности корпуса реактора и расположенных в нем элементов, т.е. поверхностей, контактирующих с реагентами вскрытия.The signs of the second to fifth claims reveal a possible range of materials that can be used in the design, the inner surface of the reactor vessel and the elements located in it, i.e. surfaces in contact with autopsy reagents.
Признаки шестого пункта формулы снижают расход энергии на единицу продукции и исключают тепловое загрязнение окружающей среды.The signs of the sixth claim reduce the energy consumption per unit of production and eliminate thermal pollution of the environment.
Признаки седьмого пункта формулы обеспечивают возможность оптимизации процесса перемешивания реагентов в зависимости от загрузки реактора, качественных характеристик ильменитового концентрата и т.п.The characteristics of the seventh claim provide the opportunity to optimize the process of mixing the reagents depending on the loading of the reactor, the quality characteristics of ilmenite concentrate, etc.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан разрез реактора.The invention is illustrated in the drawing, which shows a section of a reactor.
На чертеже показаны корпус реактора, содержащий трубчатую стенку (обечайку) 1, днище 2 и крышку 3, приводной вал 4 с мешалками 5, теплоподводящий узел 6, загрузочный узел, включающий люк 7 подачи твердого компонента, и патрубок 8 для ввода жидкого реагента, разгрузочный узел, включающий патрубок 9 для отвода жидкого продукта реакции, и газоотводный патрубок 10, разгрузочный люк 11, привод 12 вала 4, снабженный регулятором скорости вращения 13. Кроме того, на чертеже показаны внешняя поверхность 14 реактора, твердый компонент 15, блок утилизации газовых продуктов 16.The drawing shows a reactor vessel containing a tubular wall (shell) 1, a bottom 2 and a cover 3, a drive shaft 4 with mixers 5, a heat supply unit 6, a loading unit including a hatch 7 for supplying a solid component, and a pipe 8 for introducing a liquid reagent, unloading a unit including a pipe 9 for discharging a liquid reaction product, and a gas outlet 10, a discharge hatch 11, a shaft drive 12, equipped with a speed controller 13. In addition, the figure shows the outer surface of the reactor 14, a solid component 15, a gas utilization unit oduktov 16.
Детали корпуса реактора - трубчатая стенка (обечайка) 1, днище 2, крышка 3 и разгрузочный люк 11 выполнены из материала, стойкого к воздействию растворов фторидных реагентов. В качестве такого материала можно использовать щелочно-земельные металлы, например магний или кальций, поскольку только они соответствуют температурным режимам работы реактора (порядка 100-120°С), при этом наиболее предпочтителен магний, производство которого наиболее освоено промышленностью. Альтернативой щелочно-земельным металлам могут быть графитопласты или пирографиты, производство которых также освоено в настоящее время.The details of the reactor vessel — a tubular wall (shell) 1, a bottom 2, a cover 3, and an unloading hatch 11 — are made of a material resistant to fluoride reagent solutions. As such a material, alkaline earth metals, for example magnesium or calcium, can be used, since only they correspond to the temperature conditions of the reactor (about 100-120 ° C), while magnesium, the production of which is most mastered by industry, is most preferred. An alternative to alkaline-earth metals can be graphite plastics or pyrographites, the production of which is also mastered at the present time.
При больших размерах реактора целесообразней названные детали выполнять двухслойными (внешняя оболочка - конструкционный материал, химически стойкий хромо-никелевый сплав типа 06ХН28МДТ), а внутренняя поверхность (т.е. поверхность, контактирующая с реагентами) выполняется в виде защитного покрытия из магния, или графитопласта, или пирографита. Целесообразно днищу реактора придать форму усеченного конуса, с наклоном поверхности, превышающим угол естественного откоса твердого компонента (при этом разгрузочный люк 11 являет собой меньшее основание усеченного конуса). Трубчатая стенка 1 соединена с днищем 2 и крышкой 3 разъемно, с использованием уплотнителей из упругого химически стойкого материала, предпочтительно полимерного на основе углепластов или полипропилена (на чертежах не показаны), при этом, при наличии разгрузочного люка в торце днища, последнее может быть изготовлено, как единое целое с трубчатой стенкой (обечайкой) 1. Разгрузочный люк 11 соединен с днищем 2 с использованием упомянутых уплотнителей. Целесообразно, чтобы крепежные элементы (на чертежах не показаны), обеспечивающие скрепление разгрузочного люка 11 с днищем 2 корпуса реактора, были быстроразъемными, например по типу эксцентриковых зажимов.For large reactor sizes, it is more expedient to carry out the aforementioned parts with two layers (the outer shell is a structural material, a chemically resistant chromium-nickel alloy type 06XH28MDT), and the inner surface (i.e., the surface in contact with the reagents) is made in the form of a protective coating of magnesium, or graphite plastic , or pyrographite. It is advisable to give the bottom of the reactor a truncated cone shape, with a surface inclination greater than the angle of repose of the solid component (the discharge hatch 11 is a smaller base of the truncated cone). The tubular wall 1 is connected to the bottom 2 and the cover 3 detachably, using seals of an elastic chemically resistant material, preferably polymer based on carbon fiber or polypropylene (not shown in the drawings), while, if there is a discharge hatch in the end of the bottom, the latter can be made as a whole with a tubular wall (shell) 1. The discharge hatch 11 is connected to the bottom 2 using the above-mentioned seals. It is advisable that the fasteners (not shown in the drawings) providing fastening of the unloading hatch 11 to the bottom 2 of the reactor vessel are quick disconnect, for example, according to the type of eccentric clamps.
Приводной вал 4 имеет длину, обеспечивающую нахождение мешалки в объеме твердого компонента 15, и может быть выполнен из магния (при малых мощностях реактора и высокой степени предварительной дезинтеграции твердого компонента). Более целесообразно, чтобы вал 4 вместе с мешалками 5 был выполнен из конструкционного материала - химически стойкого хромоникелевого сплава типа 06ХН28МДТ, а их поверхность, контактирующая с реагентами, была выполнена в виде защитного покрытия из магния или фторопластов. Наиболее целесообразно, чтобы вал 4 вместе с мешалками 5 был выполнен или из графитопласта, или стеклоуглерода, а их поверхность, контактирующая с твердым компонентом, была выполнена в виде защитного покрытия из фторопластов. Мешалки 5 выполнены в виде лопастей, жестко связанных с нижним участком вала 4. Теплоподводящий узел 6, выполнен в виде рубашки, размещенной на днище реактора и нижней части трубчатой стенки, не выше максимального уровня загрузки и образующей с внешней поверхностью 14 реактора герметичную полость, подключенную к источнику горячего теплоносителя (на чертежах не показан).The drive shaft 4 has a length that allows the mixer to be located in the volume of the solid component 15, and can be made of magnesium (at low reactor capacities and a high degree of preliminary disintegration of the solid component). It is more expedient that the shaft 4 together with the mixers 5 should be made of a structural material - a chemically resistant chromium-nickel alloy type 06XH28MDT, and their surface in contact with the reagents should be made in the form of a protective coating of magnesium or fluoroplastics. It is most advisable that the shaft 4, together with the mixers 5, be made of either graphite plastic or glassy carbon, and their surface in contact with the solid component is made in the form of a protective coating of fluoroplastics. The mixers 5 are made in the form of blades rigidly connected to the lower portion of the shaft 4. The heat-supplying unit 6 is made in the form of a jacket placed on the bottom of the reactor and the lower part of the tubular wall, not higher than the maximum loading level and forming a sealed cavity connected to the outer surface of the reactor 14 to the source of hot coolant (not shown in the drawings).
Люк 7 подачи твердого компонента выполнен в виде отверстия в верхней части корпуса реактора, снабженного управляемой поворотной заслонкой, герметично перекрывающей отверстие. Отверстие люка 7 связано с полостью загрузочного бункера (на чертежах не показан), выполненного в виде герметически закрывающейся емкости, снабженной герметичной крышкой, при этом объем бункера соответствует объему порции твердого компонента, единовременно загружаемой в реактор.The hatch 7 for feeding the solid component is made in the form of an opening in the upper part of the reactor vessel, equipped with a controlled rotary damper, hermetically closing the opening. The opening of the hatch 7 is connected with the cavity of the loading hopper (not shown in the drawings), made in the form of a hermetically sealed container equipped with a hermetic lid, while the volume of the hopper corresponds to the volume of the portion of the solid component that is simultaneously loaded into the reactor.
Патрубок 8 для ввода жидкого реагента выполнен в виде отрезка трубы из материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов (магния, или графитопласта, или пирографита, или стеклоуглерода). Верхний конец патрубка выступает над крышкой 3 реактора и связан с источником растворов фторидсодержащих реагентов (на чертежах не показан), а нижний расположен на уровне днища 2 реактора. Патрубок 8 для ввода жидкого реагента снабжен запорной арматурой известной конструкции, например, гидравлическим краном 17, детали которого выполнены из упомянутого материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов.The pipe 8 for introducing a liquid reagent is made in the form of a pipe segment made of a material resistant to the effects of fluoride-containing reagent solutions (magnesium, or graphitoplast, or pyrographite, or glassy carbon). The upper end of the pipe protrudes above the lid 3 of the reactor and is connected to a source of fluoride-containing reagent solutions (not shown in the drawings), and the lower one is located at the bottom of the reactor 2. The pipe 8 for introducing a liquid reagent is equipped with valves of known design, for example, a hydraulic valve 17, the details of which are made of the aforementioned material, which is resistant to fluoride-containing reagent solutions.
Патрубок 9 для отвода жидкого продукта реакции выполнен в виде отрезка трубы из материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов (магния, или графитопласта, или пирографита, или стеклоуглерода). Нижний конец патрубка опущен в полость реактора до уровня, соответствующего минимальному уровню раствора в реакторе, а верхний конец патрубка выступает над крышкой 3 реактора и связан с аппаратами, используемыми для дальнейшей переработки продукта реакции в диоксид титана, либо емкостью для его сбора, для перевозки к месту последующей обработки. Представляется, что второй вариант не будет эффективным по экономическим критериям, кроме того, его использование опасно "расползанием" по территории производств с опасными продуктами и возрастанием риска утечек из-за аварий на пути транспортирования. Патрубок 9 для отвода жидкого продукта реакции снабжен запорной арматурой известной конструкции, например гидравлическим краном 17, детали которого выполнены из упомянутого материала, стойкого к воздействию растворов фторидсодержащих реагентов. Понятно, что если предлагаемый реактор, работает как элемент установки, перерабатывающей титансодержащее сырье (например, концентрат ильменита), и непосредственно связан с соответствующим аппаратом линии переработки продукта реакции в диоксид титана, то установка гидравлического крана 17 на патрубке 9 не обязательна.The pipe 9 for discharging the liquid reaction product is made in the form of a pipe segment made of a material resistant to the effects of fluoride-containing reagent solutions (magnesium, or graphitoplast, or pyrographite, or glassy carbon). The lower end of the nozzle is lowered into the cavity of the reactor to the level corresponding to the minimum level of the solution in the reactor, and the upper end of the nozzle protrudes above the cover 3 of the reactor and is connected with devices used for further processing of the reaction product into titanium dioxide, or with a container for its collection, for transportation to place of subsequent processing. It seems that the second option will not be effective according to economic criteria, in addition, its use is dangerous by "creeping" across the territory of production with hazardous products and increasing the risk of leaks due to accidents on the way of transportation. The pipe 9 for discharging the liquid reaction product is equipped with shutoff valves of known construction, for example, a hydraulic valve 17, the details of which are made of the aforementioned material, which is resistant to fluoride-containing reagent solutions. It is clear that if the proposed reactor operates as an element of a plant that processes titanium-containing raw materials (for example, ilmenite concentrate) and is directly connected to the corresponding apparatus of the line for processing the reaction product into titanium dioxide, then the installation of a hydraulic valve 17 on the pipe 9 is not necessary.
Газоотводный патрубок 10 выполнен в виде отрезка трубы из материала, стойкого к воздействию паров, содержащих аммиак и фтораммонийные соли (магния, или графитопласта, или пирографита, или стеклоуглерода). Нижний конец патрубка расположен на уровне крышки 3 реактора до уровня, соответствующего минимальному уровню раствора в реакторе, а верхний конец патрубка выступает над крышкой 3 реактора и герметично связан с блоком утилизации газовых продуктов 16, выполненным как аппарат или комплекс аппаратов известной конструкции, используемых для утилизации (или накопления) аммиака, выделяющегося в реакторе. В качестве привода 12 вала 4 используют электродвигатель, рабочие характеристики которого соответствуют проектной мощности реактора, снабженный регулятором скорости вращения 13 известной конструкции. Кроме того, в состав реактора входит комплект контрольно-измерительной аппаратуры известной конструкции, не показанный на чертежах, обеспечивающий контроль за режимом работы реактора (температурой, объемом загрузки, кислотностью среды и другими рабочими параметрами).The gas outlet 10 is made in the form of a pipe segment of a material resistant to vapors containing ammonia and ammonium fluoride salts (magnesium, or graphitoplast, or pyrographite, or glassy carbon). The lower end of the nozzle is located at the level of the reactor cap 3 to the level corresponding to the minimum level of the solution in the reactor, and the upper end of the nozzle protrudes above the reactor cap 3 and is tightly connected to the gas product recovery unit 16, made as an apparatus or a set of apparatuses of known design used for disposal (or accumulation) of ammonia released in the reactor. As the drive 12 of the shaft 4 use an electric motor, the performance of which corresponds to the design capacity of the reactor, equipped with a speed controller 13 of known design. In addition, the reactor includes a set of instrumentation of known design, not shown in the drawings, providing control over the reactor operation mode (temperature, loading volume, acidity of the medium and other operating parameters).
Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.
В полость реактора через люк 7 подачи твердого компонента загружают порцию титансодержащего сырья, в данном случае ильменитового концентрата, основой которого является ильменит (FeTiO3), и через патрубок 8 для ввода жидкого реагента вводят водный раствор фтористого аммония (NH4F) (с большим избытком последнего), включают в работу привод 12 вала 4 мешалок 5, обеспечивая непрерывное перемешивание реакционных компонентов, и производят подачу теплоносителя в теплоподводящий узел 6. Внешняя поверхность 14 реактора, контактирующая с теплоносителем, нагревается и отдает тепло в полость реактора, доводя температуру внутри него до 90-110°С. Пары аммиака и воды отгоняются через газоотводящий патрубок 10 в блок утилизации газовых продуктов 16. По истечении времени, которое определяется, например, эмпирически с учетом температурных параметров, концентрации реагентов и т.п., для концентратов, различающихся по содержанию полезного компонента, или отбором проб из реактора и их экспресс-анализом, из реактора удаляют образовавшуюся жидкую фракцию (через патрубок 9 для отвода жидкого продукта реакции), содержащую тонкую взвесь нерастворимых фтороферратов аммония в растворе фторотитанатов аммония.A portion of a titanium-containing raw material, in this case ilmenite concentrate, which is based on ilmenite (FeTiO 3 ), is loaded into the reactor cavity through the hatch 7 for supplying the solid component, and an aqueous solution of ammonium fluoride (NH 4 F) is introduced through the nozzle 8 for introducing the liquid reagent (with large excess of the latter), the drive 12 of the shaft 4 of the stirrers 5 is put into operation, providing continuous mixing of the reaction components, and the coolant is supplied to the heat-supply unit 6. The outer surface of the reactor 14 in contact with the coolant, n heats up and gives off heat to the cavity of the reactor, bringing the temperature inside it to 90-110 ° C. Vapors of ammonia and water are distilled off through the gas outlet 10 to the gas product recovery unit 16. After a period of time, which is determined, for example, empirically taking into account temperature parameters, concentration of reagents, etc., for concentrates that differ in the content of the useful component, or selection samples from the reactor and their express analysis, the formed liquid fraction is removed from the reactor (through pipe 9 to drain the liquid reaction product) containing a fine suspension of insoluble ammonium fluoroferrates in fluorotite solution atov ammonium.
Далее в реактор загружают новую порцию компонентов и все повторяется.Next, a new portion of the components is loaded into the reactor and everything is repeated.
Ввод водного раствора фтористого аммония под объем загрузки твердого реакционного компонента 15 (концентрата ильменита) дополнительно способствует перемешиванию реагентов газовыми пузырьками выделяющегося аммиака.The introduction of an aqueous solution of ammonium fluoride under the loading volume of the solid reaction component 15 (ilmenite concentrate) further contributes to the mixing of the reactants with gas bubbles of the ammonia released.
Регулируя скорость вращения вала 4 мешалок 5, посредством регулятора скорости вращения 13 добиваются того, чтобы перемешивание реакционных компонентов происходило без излишнего взмучивания образующейся жидкой фракции (т.е. без перевода частиц твердого компонента, имеющих достаточно большую гидравлическую крупность, не полностью прореагировавших, во взвешенное состояние).By adjusting the rotation speed of the shaft 4 of the agitators 5, by means of the speed controller 13, it is ensured that the reaction components are mixed without excessive agitation of the resulting liquid fraction (i.e., without transferring the particles of the solid component having a sufficiently large hydraulic particle size, which have not completely reacted, to the weighed state).
Поскольку, кроме полезного компонента в составе ильменитового концентрата присутствуют и балластные компоненты, по мере работы реактора балластные компоненты (шламы) накапливаются в реакторе. В связи с этим необходимо периодически, после удаления образовавшейся жидкой фракции, удалять шламы из полости реактора. Для этого открывают разгрузочный люк 11 и шламы беспрепятственно, под действием силы тяжести "стекают" с конической поверхности днища. При аварийной ситуации, требующей срочной разгрузки реактора, разгрузочный люк 11 используют для оперативного сброса реакционной массы из реактора, для чего под реактором размещают емкость для ее приема и открывают разгрузочный люк 11, после чего реакционная масса самотеком выливается в эту емкость.Since, in addition to the useful component, the composition of ilmenite concentrate also contains ballast components, as the reactor operates, ballast components (sludge) accumulate in the reactor. In this regard, it is necessary periodically, after removing the formed liquid fraction, to remove sludge from the reactor cavity. To do this, open the discharge hatch 11 and the sludge unhindered, under the influence of gravity "drain" from the conical surface of the bottom. In an emergency requiring urgent unloading of the reactor, the unloading hatch 11 is used to quickly dump the reaction mass from the reactor, for which a container is placed under the reactor to receive it and the unloading hatch 11 is opened, after which the reaction mass by gravity is poured into this tank.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108568/15A RU2263072C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108568/15A RU2263072C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2263072C1 true RU2263072C1 (en) | 2005-10-27 |
Family
ID=35864244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004108568/15A RU2263072C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2263072C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794482C1 (en) * | 2022-08-19 | 2023-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ТИТАНИУМ" | Reactor for processing titanium-containing raw materials |
-
2004
- 2004-03-22 RU RU2004108568/15A patent/RU2263072C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОРСАКОВ-БОГАТКОВ С.М. Химические реакторы как объекты математического моделирования. М.: Химия, 1967. ГЕНКИН А.Э. Оборудование химических заводов. М.: Высшая Школа, 1986. ШОКИН И.Н., КРАШЕННИКОВ С.А. Технология соды. М.: Химия, 1975. Малогабаритная химическая аппаратура: Каталог. Черновцы: Облполиграфиздат, 1986. НЕКРАСОВ Б.В. Курс общей химии. М.: Госхимиздат, 1961. Химическая энциклопедия. М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998, т.1. Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1976. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794482C1 (en) * | 2022-08-19 | 2023-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ТИТАНИУМ" | Reactor for processing titanium-containing raw materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1727769B1 (en) | Process for the production of titanium dioxide | |
| CN102164996A (en) | Process and apparatus for decomposition of polymer products including those containing sulphur such as vulcanised rubber tyres and recovery of resources therefrom | |
| TW201632251A (en) | Separation and recovery method for hydrogen fluoride and separation and recovery apparatus for hydrogen fluoride | |
| NO328073B1 (en) | Process for removing light metals from aluminum | |
| RU2263072C1 (en) | Reactor | |
| RU2263073C1 (en) | Reactor | |
| RU39326U1 (en) | REACTOR | |
| US5899566A (en) | Reactor for corrosive reaction mixtures | |
| CN211813461U (en) | Acid pickling quartz sand equipment | |
| CN113860677B (en) | Sludge treatment device and method | |
| US11926542B2 (en) | Controlled removal of ions from aqueous fluid | |
| JP2003190906A (en) | Waste aluminum treating apparatus | |
| RU2377183C2 (en) | Method of producing titanium dioxide | |
| JPH1190387A (en) | Method and apparatus for dechloriantion of waste plastic | |
| RU2255901C1 (en) | Reactor installation | |
| CN220737525U (en) | Reaction unit that continuity was leached | |
| RU2259873C1 (en) | Reactor | |
| RU2263071C1 (en) | Installation for processing of materials | |
| CN103189478B (en) | Apparatus for discharging by-produced hydrated lime | |
| CN205495579U (en) | Reation kettle for chemical industry with solid reducing mechanism | |
| CN103703110B (en) | Byproduct white lime discharger | |
| CN214458232U (en) | Metal recovery precipitation reaction system | |
| CN108793095A (en) | Solution impurity-removing method and solution impurity removed system | |
| CN214320145U (en) | Compound agitating unit of anti high fluorine chlorine | |
| CN220467796U (en) | Useless emulsion fatlute processing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060323 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060323 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090227 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100323 |
|
| RZ4A | Other changes in the information about an invention |