RU2342322C2 - Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation - Google Patents
Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342322C2 RU2342322C2 RU2006129412/15A RU2006129412A RU2342322C2 RU 2342322 C2 RU2342322 C2 RU 2342322C2 RU 2006129412/15 A RU2006129412/15 A RU 2006129412/15A RU 2006129412 A RU2006129412 A RU 2006129412A RU 2342322 C2 RU2342322 C2 RU 2342322C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- heat
- tube
- condensation
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к цветной металлургии и могут быть использованы для выщелачивания бокситовой пульпы при производстве глинозема.The invention relates to non-ferrous metallurgy and can be used to leach bauxite pulp in the production of alumina.
Известен способ автоклавного выщелачивания бокситовой пульпы, включающий подогрев исходной пульпы, поступающей на выщелачивание, до температуры примерно 170°С в кожухотрубных подогревателях теплом, переносимым от нагретой выщелоченной пульпы, высокотемпературный нагрев ее до температуры 220-230°С и последующее охлаждение выщелоченной пульпы (см. книгу: Еремин Н.И. и др. Процессы и аппараты глиноземного производства. М.: Металлургия. 1980. С.169. Рис.60). При этом способе окончательный высокотемпературный нагрев пульпы осуществляется при непосредственном контакте пульпы с паром высокого давления. Недостаток рассматриваемого способа заключается в том, что в процессе высокотемпературного нагрева происходит разбавление обрабатываемой пульпы конденсатом греющего пара (т.е. уменьшение концентрации пульпы), что увеличивает затраты при последующей переработке пульпы. Кроме того, при этом конденсат греющего пара теряется.A known method for the autoclave leaching of bauxite pulp, which includes heating the initial pulp entering the leach, to a temperature of about 170 ° C in shell and tube heaters with heat transferred from the heated leached pulp, high-temperature heating to 220-230 ° C and subsequent cooling of the leached pulp ( Book: Eremin NI and others. Processes and apparatuses of alumina production. M: Metallurgy. 1980. S. 169. Fig. 60). With this method, the final high-temperature heating of the pulp is carried out by direct contact of the pulp with high-pressure steam. The disadvantage of this method is that in the process of high-temperature heating, the treated pulp is diluted with heating steam condensate (i.e., a decrease in pulp concentration), which increases the cost of subsequent pulp processing. In addition, the condensation of the heating steam is lost.
Более экономичным является другой известный способ - способ трубчатого выщелачивания пульпы, включающий регенеративный подогрев исходной пульпы при движение в трубном пучке кожухотрубного теплообменника, высокотемпературный нагрев ее в кожухотрубном нагревателе, охлаждение выщелоченной пульпы самоиспарением в нескольких самоиспарителях (сепараторах) с передачей тепла от охлаждаемой пульпы с паром, передаваемым из сепараторов в регенеративные подогреватели, и вывод охлажденной выщелоченной пульпы из последнего сепаратора на дальнейшую переработку (см. статью: Юхас А. Направление развития производства глинозема способом Байера. Л., 1974. С.175. Рис.7).Another well-known method is more economical - the method of tubular leaching of pulp, which includes regenerative heating of the initial pulp when moving in a tube bundle of a shell-and-tube heat exchanger, high-temperature heating of it in a shell-and-tube heater, cooling of the leached pulp by self-evaporation in several self-evaporators (separators) with heat transfer from the cooled pulp transferred from the separators to regenerative heaters, and the output of the cooled leached pulp from the last separator to the far further processing (see article: A. Juhas. Direction of development of alumina production by the Bayer method. L., 1974. P.175. Fig. 7).
Преимущество этого способа заключается в отсутствии разбавления нагреваемой бокситовой пульпы при высокотемпературном нагреве, осуществляемом в кожухотрубном нагревателе, и, соответственно, в отсутствии потерь конденсата пара высокого давления.The advantage of this method lies in the absence of dilution of the heated bauxite pulp during high-temperature heating carried out in a shell-and-tube heater, and, accordingly, in the absence of loss of high-pressure steam condensate.
По технической сущности и достигаемому положительному эффекту этот способ наиболее близок к предлагаемому и поэтому принят заявителями в качестве прототипа.According to the technical nature and the achieved positive effect, this method is the closest to the proposed and therefore accepted by the applicants as a prototype.
Известная установка для выщелачивания пульпы, в которой реализуется указанный известный способ, содержит трубный пучок для нагрева исходной пульпы, разделенный по длине на секции и являющийся аналогом цепочки последовательно соединенных кожухотрубных подогревателей, выход из которого пульпопроводом соединен с кожухотрубным высокотемпературным нагревателем, обогреваемым паром, поступающим извне, и сообщающимся на выходе пульпопроводом с охладителем выщелоченной пульпы, выполненным в виде соединенных последовательно самоиспарителей (сепараторов), каждый из которых сообщается паропроводом с одной из секций нагревательного трубного пучка, по трубам которого проходит исходная пульпа.The known installation for leaching the pulp, which implements the specified known method, contains a tube bundle for heating the initial pulp, divided by length into sections and which is an analogue of a chain of shell-and-tube heaters connected in series, the output of which is connected by a slurry pipe to a shell-and-tube high-temperature heater heated by steam coming from outside , and communicating at the output by a slurry pipeline with a leached pulp cooler, made in the form of a self-evaporator connected in series it (separators), each of which communicates with a steam line from one of the sections of the heating tube bundle, through the pipes of which the original pulp passes.
Недостатком этих известных способа и установки является наличие процесса вскипания выщелоченной пульпы в сепараторах, предназначенных для охлаждения пульпы. При вскипании горячей пульпы образующийся пар имеет температуру значительно ниже температуры пульпы как на входе в сепаратор, так и на выходе из него, т.е. потенциал тепла, передаваемого с паром от горячей выщелоченной пульпы к исходной, уменьшается. Это уменьшение обусловлено в основном температурной депрессией кипящей пульпы, которая в условиях работы автоклавных батарей составляет 3-4°С на один сепаратор. Кроме того, температурные потери в трубопроводе при движении пара из сепаратора в подогреватель составляют 1-2°С. Следовательно, суммарные потери потенциала пара на один подогреватель составляют 4-6°С и для автоклавной батареи, состоявшей из трех сепараторов, общие потери равны примерно 12-18°С. Пониженная температура пара, поступающего в подогреватели, обусловливает недогрев пульпы на выходе из регенеративных подогревателей и, соответственно, дополнительный расход свежего греющего пара в высокотемпературном нагревателе. Кроме того, при бурном вскипании пульпы в каждом сепараторе происходит интенсивное образование множества мелких капель пульпы, которые уносятся потоком пара в подогреватель. В результате имеет место не только потеря обрабатываемой пульпы, но и загрязнение конденсата, образующегося в подогревателе, что уменьшает возможности рационального использования этого конденсата в производстве.The disadvantage of these known method and installation is the presence of a process of boiling leached pulp in separators designed to cool the pulp. When boiling hot pulp, the resulting vapor has a temperature significantly lower than the pulp temperature both at the inlet to the separator and at the outlet from it, i.e. the potential of heat transferred with steam from the hot leached pulp to the source decreases. This decrease is mainly due to the temperature depression of boiling pulp, which under the conditions of autoclave batteries is 3-4 ° C per separator. In addition, the temperature loss in the pipeline during the movement of steam from the separator to the heater is 1-2 ° C. Consequently, the total loss of steam potential per heater is 4-6 ° C and for an autoclave battery consisting of three separators, the total losses are approximately 12-18 ° C. The reduced temperature of the steam entering the heaters causes underheating of the pulp at the outlet of the regenerative heaters and, accordingly, the additional consumption of fresh heating steam in the high-temperature heater. In addition, with rapid boiling of the pulp in each separator, an intensive formation of many small droplets of pulp occurs, which are carried away by the steam stream into the heater. As a result, there is not only loss of the processed pulp, but also contamination of the condensate formed in the heater, which reduces the possibility of rational use of this condensate in production.
Целью предлагаемых способа и устройства для выщелачивания пульпы является устранение недостатков, характерных для известных технических решений, и снижение тем самым затрат на процесс выщелачивания, предотвращение потерь обрабатываемой пульпы, упрощение технологической схемы, уменьшение габаритов оборудования и обеспечение возможности более компактной компоновки его в производственном помещении.The aim of the proposed method and device for leaching the pulp is to eliminate the disadvantages characteristic of the known technical solutions, and thereby reduce the cost of the leaching process, prevent losses of the treated pulp, simplify the process flow chart, reduce the size of the equipment and provide the possibility of a more compact layout in the production room.
Поставленная цель достигается тем, что в способе трубчатого выщелачивания бокситовой пульпы, включающем подогрев исходной пульпы при движении ее в пучке теплообменных труб кожухотрубного теплообменника теплом, отводимым от потока нагретой выщелоченной пульпы, нагрев ее до заданной конечной температуры в кожухотрубном теплообменнике острым паром, подаваемым извне, охлаждение нагретой выщелоченной пульпы с переносом отводимого тепла к потоку исходной пульпы, согласно изобретению новым является то, что охлаждение выщелоченной пульпы осуществляют при движении ее в пучке теплообменных труб, а перенос тепла от нагретой выщелоченной пульпы к потоку исходной пульпы осуществляют с использованием эффекта термосифона посредством буферной среды, в качестве которой используют пар и конденсат водяного пара, причем исходная пульпа поступает в конденсационную зону термосифона, а выщелоченная пульпа - в его испарительную зону.This goal is achieved by the fact that in the method of tubular leaching of bauxite pulp, which includes heating the original pulp when moving it in a bundle of heat exchange tubes of a shell-and-tube heat exchanger with heat removed from the heated leached pulp stream, heating it to a predetermined final temperature in the shell-and-tube heat exchanger with hot steam supplied from the outside cooling the heated leached pulp with the transfer of heat to the flow of the original pulp, according to the invention, new is that cooling the leached pulp exist when it moves in a bundle of heat-exchange tubes, and heat is transferred from the heated leached pulp to the feed of the feed pulp using the thermosiphon effect by means of a buffer medium, which uses steam and condensate of water vapor, with the feed pulp entering the condensation zone of the thermosiphon and the leached pulp - in its evaporation zone.
Заявляемая установка для трубного выщелачивания бокситовой пульпы, также как и прототип, содержит трубный пучок для нагрева проходящей по трубам исходной пульпы, разделенный на секции поперечными перегородками или выполненный в виде последовательной цепочки кожухотрубных теплообменников, соединенный на выходе пульпопроводом с кожухотрубным высокотемпературным нагревателем, который на выходе пульпопроводом соединяется с устройством для охлаждения нагретой выщелоченной пульпы. Согласно изобретению новым в заявляемой установке является то, что она содержит теплообменники с двойными горизонтально-трубными пучками, в которых испарительные и конденсационные трубные пучки размещены в одном корпусе, испарительные трубные пучки теплообменников соединены последовательно между собой пульпопроводами, конденсационные трубные пучки теплообменников соединены пульпопроводами последовательно между собой, при этом выходной патрубок последнего конденсационного трубного пучка соединен пульпопроводом с входным патрубком высокотемпературного нагревателя, выходной патрубок которого соединен пульпопроводом с входным патрубком испарительного трубного пучка теплообменника.The inventive installation for pipe leaching of bauxite pulp, as well as the prototype, contains a tube bundle for heating the source pulp passing through the pipes, divided into sections by transverse partitions or made in the form of a sequential chain of shell-and-tube heat exchangers, connected at the output by a slurry pipe with a shell-and-tube high-temperature heater, which is output slurry pipeline is connected to a device for cooling heated leached pulp. According to the invention, new in the inventive installation is that it contains heat exchangers with double horizontal tube bundles in which evaporative and condensation tube bundles are housed in one housing, evaporative tube bundles of heat exchangers are connected in series with each other by piping, condensation tube bundles of heat exchangers are connected by piping in series between by itself, while the outlet pipe of the last condensation tube bundle is connected by a slurry pipe to the inlet pipe ohm high heater outlet of which is connected to the inlet slurry pipeline evaporative heat exchanger bundle.
Технический результат реализации предлагаемых способа и установки выщелачивания пульпы выражается в том, что сложный и неэкономичный механизм переноса тепла путем испарения непосредственно обрабатываемой пульпы, определяющий в основном недостатки прототипа, заменяется на более простой и экономичный с использованием принципа термосифона в теплообменнике с двойным трубным пучком новой конструкции, что делает весь технологический передел - выщелачивание - простым по аппаратурному оформлению и легко управляемым.The technical result of the implementation of the proposed method and installation of pulp leaching is expressed in the fact that the complex and uneconomical mechanism of heat transfer by evaporation of the directly processed pulp, which mainly determines the disadvantages of the prototype, is replaced by a simpler and more economical one using the principle of thermosiphon in a new design double tube bundle heat exchanger , which makes the entire technological redistribution - leaching - simple in hardware design and easily manageable.
Основные принципы работы термосифона, содержащего зоны испарения и конденсации, а также буферную среду, известны (см. книгу: Справочник по теплообменникам. Пер. с англ. Т.2. М.: Энергоатомиздат. 1987. С.105. Рис.1). Однако использование этого принципа в заявляемом способе и установке своеобразно и ново: зона испарения служит для охлаждения нагретой выщелоченной пульпы, а зона конденсации - для нагрева исходной пульпы, буферная среда является теплоносителем между этими потоками. Так как буферная среда при вскипании не имеет температурной депрессии, процесс теплопереноса не сопровождается дополнительными потерями потенциала передаваемого тепла.The basic principles of operation of a thermosiphon containing evaporation and condensation zones, as well as a buffer medium, are known (see the book: Handbook of heat exchangers. Transl. From English T.2. M: Energoatomizdat. 1987. S.105. Fig.1) . However, the use of this principle in the claimed method and installation is peculiar and new: the evaporation zone serves to cool the heated leached pulp, and the condensation zone serves to heat the initial pulp, the buffer medium is a coolant between these flows. Since the boiling medium does not have a temperature depression during boiling, the heat transfer process is not accompanied by additional losses in the transferred heat potential.
Процесс теплопереноса осуществляется в теплообменнике с двойным трубным пучком.The heat transfer process is carried out in a double tube bundle heat exchanger.
Известен теплообменник с двойным трубным пучком, содержащий корпус, в котором расположены два трубных пучка. Один из пучков служит испарителем, установлен в нижней части корпуса и погружен в буферную жидкость, наполовину заполняющую корпус, другой служит конденсатором, размещен в верхней части корпуса (см. книгу: Справочник по теплообменникам. Пер. с англ. Т.2. М.: Энергоатомиздат. 1987. С.279. Рис.10). Этот известный теплообменник с двойным трубным пучком предназначен для испарения технологической жидкости (этилена) водяным паром, а буферной средой является жидкий метанол при температуре 120°С. При работе аппарата под воздействием тепла пара, конденсирующегося в испарительных трубках, буферная жидкость, находящаяся в межтрубном пространстве испарителя, кипит. Образующийся пар барботирует через объем буферной жидкости и, покинув ее, поднимается вверх в межтрубное пространство конденсатора, где конденсируется на наружной поверхности теплообменных трубок. Образующийся конденсат с трубок конденсатора стекает вниз в объем кипящей буферной жидкости. За счет тепла конденсации пара буферной жидкости происходит нагрев и испарение технологической жидкости, проходящей по трубкам конденсатора.Known heat exchanger with a double tube bundle containing a housing in which two tube bundles are located. One of the bundles serves as an evaporator, is installed in the lower part of the housing and immersed in a buffer liquid half-filling the housing, the other serves as a condenser, located in the upper part of the housing (see book: Handbook of heat exchangers. Transl. From English T.2. M. : Energoatomizdat. 1987. P.279. Fig. 10). This well-known double tube bundle heat exchanger is designed to vaporize a process fluid (ethylene) with water vapor, and the buffer medium is liquid methanol at a temperature of 120 ° C. When the apparatus is operated under the influence of heat of steam condensing in the evaporation tubes, the buffer fluid located in the annulus of the evaporator boils. The resulting vapor sparges through the volume of the buffer fluid and, leaving it, rises up into the annulus of the condenser, where it condenses on the outer surface of the heat exchange tubes. Condensate formed from the condenser tubes flows down into the volume of boiling buffer liquid. Due to the heat of condensation of the vapor of the buffer liquid, heating and evaporation of the process fluid passing through the condenser tubes occurs.
По технической сущности и достигаемому эффекту этот аппарат наиболее близок к заявляемому теплообменнику и принят заявителями в качестве прототипа.According to the technical nature and the achieved effect, this apparatus is closest to the claimed heat exchanger and adopted by the applicants as a prototype.
Недостатком известного теплообменника с двойным трубным пучком является низкая интенсивность теплопередачи от трубок испарителя к кипящей буферной жидкости, характерная для кипятильников погружного типа и, как следствие, большая поверхность теплообмена, габариты и металлоемкость трубного пучка, обусловливающие большую стоимость аппарата в целом. Кроме того, погруженные кипятильники работают с значительной гидростатической депрессией, т.е. при большой разности температур жидкости у поверхности нагрева и жидкости, кипящей в объеме, что существенно уменьшает полезный температурный напор в испарителе, т.е. увеличивает необходимую поверхность теплообмена.A disadvantage of the known double tube bundle heat exchanger is the low heat transfer rate from the evaporator tubes to the boiling buffer liquid, typical for immersion-type boilers and, as a result, the large heat exchange surface, dimensions and metal consumption of the tube bundle, which make the apparatus more expensive as a whole. In addition, submerged boilers operate with significant hydrostatic depression, i.e. with a large difference in the temperature of the liquid near the heating surface and the liquid boiling in the volume, which significantly reduces the useful temperature head in the evaporator, i.e. increases the necessary heat transfer surface.
Целью предлагаемого изобретения является увеличение интенсивности теплопередачи в испарителе, исключение гидростатической депрессии и повышение тем самым тепловой эффективности аппарата, уменьшение металлоемкости и габаритов испарителя.The aim of the invention is to increase the intensity of heat transfer in the evaporator, the exclusion of hydrostatic depression and thereby increase the thermal efficiency of the apparatus, reducing the metal consumption and dimensions of the evaporator.
Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике с двойным трубным пучком согласно изобретению новым является то, что он содержит корпус с горизонтально размещенными в нем испарительными и конденсационными трубными пучками, в межтрубном пространстве которого циркулирует буферная среда, при этом над испарительным трубным пучком расположено оросительное устройство в виде перфорированной полки с бортами, по бокам конденсационного трубного пучка установлены вертикальные продольные перегородки, примыкающие нижними краями к бортам перфорированной полки, а верхние края ее расположены с зазором относительно стенок корпуса, при этом под конденсационным трубным пучком размещены трубы для вывода неконденсирующихся газов, а в корпусе над конденсационным трубным пучком равзмещен патрубок с запорным устройством для подвода пара.This goal is achieved by the fact that in the heat exchanger with a double tube bundle according to the invention, the new one is that it contains a housing with evaporative and condensation tube bundles horizontally placed in it, in the annulus of which a buffer medium circulates, while an irrigation device is located above the evaporator tube bundle in the form of a perforated shelf with sides, vertical longitudinal partitions are installed on the sides of the condensation tube bundle, abutting the lower edges to the side m apertured flange, and its upper edges are located with a gap relative to the casing wall, with a condensation tube bundle has tubes for output of noncondensable gases, and in the case of the condensation tube bundle ravzmeschen tube with a locking device for supplying steam.
Горизонтально-трубные оросительно-пленочные теплообменные аппараты как при нагреве, так и при испарении жидкости имеют весьма высокую интенсивность теплопередачи. В этих аппаратах выпариваемая жидкость формируется на поверхности горизонтальных теплообменных трубок в виде тонкого слоя - пленки, которая стекает сверху вниз по наружной поверхности теплообменных труб, перетекая с трубки на трубку по всей высоте трубного пучка. Паровые пузырьки, образующиеся при кипении этой пленки, энергично перемешивают выпариваемую жидкость, что обусловливает предельно высокую интенсивность теплопередачи, в несколько раз превосходящую коэффициенты теплопередачи в погружных теплообменниках. Незначительная толщина (не более 1-2 мм) кипящей пленки на теплообменных трубках практически полностью исключает потери на гидростатическую депрессию.Horizontal-tube irrigation-film heat exchangers both during heating and during liquid evaporation have a very high heat transfer rate. In these devices, evaporated liquid is formed on the surface of horizontal heat transfer tubes in the form of a thin layer - a film that flows down from the top of the outer surface of the heat transfer tubes, flowing from the tube to the tube along the entire height of the tube bundle. The vapor bubbles formed during the boiling of this film vigorously mix the evaporated liquid, which leads to an extremely high heat transfer intensity, several times higher than the heat transfer coefficients in immersion heat exchangers. The insignificant thickness (not more than 1-2 mm) of the boiling film on the heat exchange tubes almost completely eliminates the loss of hydrostatic depression.
Перфорированная полка с бортами является наиболее простым и надежным устройством для формирования жидкостной пленки на наружной поверхности теплообменных труб испарителя, компактно вписывающимся в двойной трубный пучок. Кроме того, перекрывая паровое пространство непосредственно между трубными пучками, перфорированная полка позволяет создать рациональную схему движения пара буферной среды по аппарату: из испарительного пучка в конденсационный и по нему сверху вниз, обеспечивающую высокую скорость конденсации пара и оперативное удаление неконденсирующихся газов в пусковой период через выводные трубы, размещенные под конденсационным трубным пучком.A perforated shelf with sides is the simplest and most reliable device for forming a liquid film on the outer surface of the evaporator heat exchange tubes, which fits compactly into a double tube bundle. In addition, by blocking the vapor space directly between the tube bundles, the perforated shelf allows you to create a rational scheme for the movement of steam of the buffer medium through the apparatus: from the evaporative beam to the condensation one and from top to bottom, providing a high rate of vapor condensation and the rapid removal of non-condensable gases in the start-up period through the outlet pipes placed under the condensation tube bundle.
Наличие вертикальных перегородок по бокам конденсационного пучка и размещение труб для вывода неконденсирующихся газов под конденсационным трубным пучком также способствует рациональному движению пара буферной среды по конденсационному пучку.The presence of vertical partitions on the sides of the condensation beam and the placement of pipes for the output of non-condensable gases under the condensation tube bundle also contributes to the rational movement of the vapor of the buffer medium along the condensation beam.
Анализ научно-технической и патентной литературы не выявил наличия в ней способа, установки и теплообменника с заявляемыми совокупностями отличительных признаков, обусловливающих получение нового положительного эффекта, проработка конструкций установки и аппарата промышленных масштабов позволяют сделать вывод о практической возможности создания работоспособного более эффективного промышленного оборудования, что свидетельствует о соответствии предлагаемых технических решений критериям "новизна" и "существенные отличия".The analysis of scientific, technical and patent literature did not reveal the presence of a method, a unit and a heat exchanger with the claimed sets of distinctive features that determine a new positive effect, the study of the design of the installation and apparatus of an industrial scale allow us to conclude that it is practical to create a workable, more efficient industrial equipment, which indicates the compliance of the proposed technical solutions with the criteria of "novelty" and "significant differences".
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой установки для выщелачивания, в которой реализован заявляемый способ и использованы теплообменники с двойным трубным пучком, размещенным в одном корпусе. На фиг.2 более подробно изображена конструкция этого теплообменника в продольном сечении, а на фиг.3 - поперечное сечение аппарата по А-А на фиг.2.Figure 1 presents a schematic diagram of the proposed installation for leaching, which implements the inventive method and uses heat exchangers with a double tube bundle located in one housing. Figure 2 shows in more detail the construction of this heat exchanger in longitudinal section, and figure 3 is a cross section of the apparatus along aa in figure 2.
Заявляемая установка для выщелачивания содержит теплообменники с двойным трубным пучком 1-4, в которых испарительный 6 и конденсационный 7 трубные пучки размещены в одном корпусе. В состав установки также входит кожухотрубный высокотемпературный нагреватель 5, в который подается пар из внешнего источника. При необходимости на трубопроводе нагретой пульпы между нагревателем 5 и испарительным пучком 6 теплообменника 4 может быть помещен выдерживатель для обеспечения пребывания обрабатываемой пульпы при высокой температуре в течение определенного времени (на фиг.1 не показан). Конденсационные пучки 7 теплообменников 1-4 соединены пульпопроводами последовательно. Также последовательно соединены пульпопроводами испарительные пучки 6. Выходной патрубок последнего конденсационного пучка соединен пульпопроводом с входным патрубком высокотемпературного нагревателя 5, а выходной патрубок этого нагревателя соединен пульпопроводом с входным патрубком испарительного пучка теплообменника 4.The inventive leaching installation contains heat exchangers with a double tube bundle 1-4, in which the evaporative 6 and
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Исходная пульпа поступает в конденсационный трубный пучок первого теплообменника с двойным трубным пучком 1 и проходит затем конденсационные пучки всех остальных теплообменников, нагреваясь в каждом теплом, отводимом циркулирующим потоком буферной среды от потока выщелоченной пульпы в испарительном пучке. Из конденсационного пучка последнего теплообменника 4 подогретая пульпа поступает в высокотемпературный нагреватель 5 для окончательного нагрева до заданной температуры. Выходящая из нагревателя горячая пульпа поступает в испарительный пучок 6 теплообменника 4 и затем проходит все испарительные пучки теплообменников 3, 2, 1. В каждом теплообменнике выщелоченная пульпа охлаждается вследствие отвода тепла к потоку исходной пульпы через посредство буферной среды, циркулирующей между испарительным и конденсационным пучками. Для условий выщелачивания бокситовой пульпы в качестве буферной среды может быть использован конденсат водяного пара и водяной пар. Охлажденная пульпа отводится из испарительного трубного пучка теплообменника 1 на дальнейшую переработку.The initial pulp enters the condensation tube bundle of the first double tube bundle heat exchanger 1 and then passes the condensation bundles of all other heat exchangers, being heated in each heat removed by the circulating buffer stream from the leached pulp stream in the evaporation beam. From the condensation beam of the
В каждом теплообменнике (фиг.2 и 3) буферная среда (конденсат) стекает в виде струй из отверстий перфорированной полки 4 на теплообменные трубки испарителя 6 и распределяется по поверхности трубок в виде тонкого слоя - пленки. Стекая вниз по трубкам, конденсат интенсивно кипит. Образующийся пар выходит между трубками из испарительного пучка и по промежутку между трубным пучком и корпусом поднимается вверх, проходит между перегородкой 9 и корпусом и поступает в верхнюю часть конденсационного пучка 7. Проходя этот пучок сверху вниз, пар конденсируется на наружной поверхности теплообменных трубок. Тепло конденсации буферного пара воспринимается потоком исходной пульпы, который течет внутри трубок. Конденсат пара буферной среды стекает вниз и попадает на перфорированную полку 8. Пройдя отверстия этой полки, конденсат вновь попадает на теплообменные трубки испарителя 6. Таким образом, тепло от потока нагретой пульпы к потоку нагреваемой исходной пульпы переносится буферной средой (конденсатом и паром), циркулирующей в замкнутом пространстве корпуса теплообменника.In each heat exchanger (FIGS. 2 and 3), the buffer medium (condensate) flows in the form of jets from the holes of the
В начальный период, при пуске аппаратов в работу, воздух из межтрубного пространства вытесняется через трубы 10, размещенные под конденсационным трубным пучком. На период пуска в аппарат через патрубок 11 подают пар. При эксплуатации в рабочем режиме подавать пар в аппарат и отводить из него неконденсирующиеся газы не требуется.In the initial period, when the apparatus is put into operation, air from the annular space is displaced through
При большой единичной производительности теплообменников и всей установки выщелачивания в целом и необходимости размещения ее на ограниченных производственных площадях среди другого технологического оборудования целесообразно использовать вариант конструкции установки, приведенный на фиг.6. В этом варианте установки для выщелачивания бокситовой пульпы для реализации способа по п.1 согласно изобретению новым является то, что она оснащена разнесенными по высоте кожухотрубными теплообменниками с конденсационными трубными пучками для нагрева исходной пульпы и кожухотрубными теплообменниками с испарительными трубными пучками для охлаждения выщелоченной пульпы, скомпонованными попарно: первый по ходу пульпы теплообменник с испарительным трубным пучком соединен с последним теплообменником с конденсационным трубным пучком, второй теплообменник с испарительным трубным пучком - с последним теплообменником с конденсационным трубным пучком, и все последующие теплообменники, соединенные соответствующим образом, причем в каждой паре теплообменников паропровод от расположенного ниже теплообменника с испарительным трубным пучком соединен с верхней частью теплообменника с конденсационным трубным пучком, а нижняя часть теплообменника с конденсационным трубным пучком соединена конденсатным трубопроводом с орошающим устройством, установленным над испарительным трубным пучком.With a large unit capacity of the heat exchangers and the entire leaching plant as a whole and the need to place it on a limited production area among other technological equipment, it is advisable to use the installation design option shown in Fig.6. In this embodiment of the bauxite pulp leaching apparatus for implementing the method according to claim 1, the invention is new in that it is equipped with shell-and-tube heat exchangers with condensation tube bundles spaced apart in height for heating the initial pulp and shell-and-tube heat exchangers with evaporative tube bundles for cooling the leached pulp arranged in pairs: the first heat exchanger along the pulp with an evaporative tube bundle is connected to the last heat exchanger with a condensation tube bundle, the second heat exchanger with an evaporating tube bundle - with the last heat exchanger with a condensing tube bundle, and all subsequent heat exchangers connected in a corresponding way, moreover, in each pair of heat exchangers the steam line from the heat exchanger below the evaporating tube bundle is connected to the upper part of the heat exchanger with a condensing tube bundle, and the lower a part of the heat exchanger with a condensation tube bundle is connected by a condensate pipe to an irrigation device mounted above the evaporator th tube bundle.
В установке выщелачивания по п.4 в нижнюю часть теплообменников с испарительными трубными пучками может быть врезан патрубок с запорным устройством, сообщающийся с нижерасположенной герметичной емкостью, к которой подсоединен всасывающим патрубком откачивающий насос, а нагнетательный патрубок насоса соединен с орошающим устройством, размещенным над испарительным трубным пучком.In the leach installation according to
На фиг.4 представлена конструкция теплообменника с двойным трубным пучком для оснащения второго варианта установки выщелачивания, приведенного на фиг.6. На фиг.5 показано поперечное сечение по Б-Б на фиг.4. На фиг.7 представлен фрагмент установки выщелачивания по второму варианту - испарительный трубный пучок теплообменника в отдельном корпусе с устройством, предназначенным для ускоренного пуска установки в работу.Figure 4 presents the design of the heat exchanger with a double tube bundle to equip the second variant of the leaching installation, shown in Fig.6. Figure 5 shows a cross section along BB in figure 4. Fig. 7 shows a fragment of the leaching installation according to the second embodiment — an evaporative tube bundle of a heat exchanger in a separate housing with a device designed for accelerated start-up of the installation.
Второй вариант установки выщелачивания оснащен теплообменником с двойным трубным пучком, в котором конденсационный 7 и испарительный 6 пучки размещены в отдельных корпусах, соответственно, 13 и 12 (фиг.4 и 5). Корпус 12 испарительного пучка соединен паропроводом 14 с верхней частью корпуса 13 конденсационного пучка, а нижняя часть корпуса 13 сообщена конденсатопроводом 15 с оросительной перфорированной полкой 8 испарительного пучка. Для обеспечения стабильности работы аппарата на конденсатопроводе 15 предусмотрен гидрозатвор 16. В нижней части корпуса 13 с конденсационным пучком размещены трубы 10 для вывода неконденсирующихся газов (НГ), а в верхней части этого корпуса установлен паровой патрубок 11, обеспечивающий оперативный пуск аппарата в работу.The second variant of the leaching installation is equipped with a double tube bundle heat exchanger, in which
Отличительным признаком заявляемых установок выщелачивания и теплообменников с двойным трубным пучком являются устройства для оперативного пуска их в работу. Один из вариантов пуска обеспечивается наличием в корпусе теплообменника патрубка 11 для подвода пара. При пуске после подачи на установку потока исходной пульпы в конденсационные камеры теплообменников через патрубки 11 подают пар из внешнего источника (пар подают также в высокотемпературный нагреватель 5). Этот пар конденсируется на поверхности трубок и нагревает исходную пульпу. Образующийся конденсат стекает вниз на перфорированные полки и далее на поверхность трубок испарительных пучков, где начинает испаряться за счет тепла потока нагретой выщелоченной пульпы. Пар поступает в конденсационные пучки, вытесняя из аппарата воздух, первоначально содержащийся в корпусах теплообменников, через трубы 10 наружу. После разогрева установки и вытеснения газов из аппаратов наступает эксплуатационный режим работы теплообменников и подача пара через патрубки 11 прекращается. Закрываются также вентили, сообщающие внутренние пространства теплообменников с атмосферой через трубы 10.A distinctive feature of the inventive leaching plants and heat exchangers with a double tube bundle are devices for their quick start-up. One of the starting options is provided by the presence in the body of the
На фиг.7 показано оборудование для второго варианта пуска в работу каждого из теплообменников и всей установки выщелачивания в целом: герметичная емкость 17, сообщенная трубопроводом 18, оснащенным вентилем 19, с нижней частью корпуса аппарата под испарительным пучком, насос 20, подсоединенный всасывающим патрубком к емкости 17, трубопровод 21, соединяющий нагнетательный патрубок насоса с оросительным устройством 8 испарительного пучка 6.Figure 7 shows the equipment for the second version of putting into operation each of the heat exchangers and the entire leaching installation as a whole: a sealed
При пуске в работу на установку подают поток обрабатываемой пульпы, в высокотемпературный нагреватель из котельной направляют греющий пар, который нагревает поток пульпы. Затем открывают вентиль 19 на трубопроводе 18 к емкости 17, постоянно заполненной конденсатом, включив насос 20, по трубопроводу 21 подают конденсат на орошающее устройство 8. Вытекая из отверстий оросителя конденсат попадает на поверхность теплообменных трубок испарителя и, стекая по этим трубам, нагреваемым потоком пульпы из нагревателя 5, кипит. Выделяющийся пар проходит в конденсационный пучок и конденсируется. Этот конденсат также попадает на поверхность испарительных трубок и испаряется. Происходит постепенный прогрев всех теплообменников и выход установки на эксплуатационный режим. После вывода установки на эксплуатационный режим насос 20 останавливают и вентиль 19 закрывают.At start-up, the flow of the treated pulp is fed to the installation, and heating steam is sent from the boiler room to the high-temperature heater, which heats the pulp stream. Then the
Таким образом, заявляемые технические решения позволяют устранить все основные недостатки, характерные для известных установок выщелачивания и используемых в них теплопередающих регенеративных устройств, и улучшить не только оборудование, но и систему управления установкой.Thus, the claimed technical solutions can eliminate all the main disadvantages characteristic of the known leaching plants and the heat transfer regenerative devices used in them, and improve not only the equipment, but also the control system of the installation.
Преимущества предлагаемых технических решений по сравнению с известными заключаются:The advantages of the proposed technical solutions in comparison with the well-known are:
- в уменьшении габаритов и стоимости оборудования;- in reducing the size and cost of equipment;
- в повышении тепловой эффективности установки выщелачивания;- to increase the thermal efficiency of the leaching plant;
- в предотвращении потерь перерабатываемой пульпы;- in preventing losses of processed pulp;
- в упрощении технологических коммуникаций и системы управления процессом.- in the simplification of technological communications and process control systems.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129412/15A RU2342322C2 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129412/15A RU2342322C2 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006129412A RU2006129412A (en) | 2008-02-20 |
| RU2342322C2 true RU2342322C2 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=39266907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006129412/15A RU2342322C2 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2342322C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106186012A (en) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 广西田东锦鑫化工有限公司 | A kind of digestion series, dissolving-out method and repair method reducing raw material waste |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107965965A (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-27 | 东方希望晋中铝业有限公司 | A kind of seed precipitation tank restrains cooling system |
-
2006
- 2006-08-14 RU RU2006129412/15A patent/RU2342322C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106186012A (en) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 广西田东锦鑫化工有限公司 | A kind of digestion series, dissolving-out method and repair method reducing raw material waste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006129412A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104495966B (en) | The seawater desalination system that a kind of bubbling humidification is coupled with heat pump cycle and processing method | |
| US20090077969A1 (en) | Heat Transfer Methods for Ocean Thermal Energy Conversion and Desalination | |
| US20110266132A1 (en) | Air flow-circulation seawater desalination apparatus | |
| KR100783686B1 (en) | Process and plant for multi-stage flash desalination of water | |
| US20070007120A1 (en) | Desalinator | |
| KR20190067207A (en) | Sub-atmospheric heat and cold system | |
| JP2012530891A (en) | Apparatus for recovering heat from waste water, thermal system including said apparatus, and method | |
| ES2844941T3 (en) | Seawater desalination apparatus for desalinating seawater | |
| RU2342322C2 (en) | Method of leaching for bauxite pulp, facility (versions) and heat-exchanger for its inmplementation | |
| JP2015206484A (en) | Vacuum type water heater | |
| JP3986983B2 (en) | Concentrator | |
| US10550008B2 (en) | Low energy fluid purification system | |
| DK143269B (en) | SEA DISPOSAL DEVICE | |
| KR101534255B1 (en) | Apparatus for manufacturing distilled water | |
| JP4644631B2 (en) | Absorption heat pump | |
| CN105271458A (en) | Multi-effect vacuum boiling type sea water desalinization apparatus | |
| CN109292860A (en) | Falling film evaporation couples absorption refrigeration high-salt sewage processing equipment and high-salt sewage processing method | |
| RU59560U1 (en) | BOXITE PULP LEACHING PLANT AND HEAT EXCHANGER FOR ITS EQUIPMENT | |
| CN203922782U (en) | Multiple-effect vacuum boiling type sea water desalinating plant | |
| CN109453611B (en) | Condensate recycling system for high-temperature flue gas | |
| JP5105796B2 (en) | Multi-stage flash water generator | |
| JPS5835353Y2 (en) | water generator | |
| RU2426575C2 (en) | Heating method of scale forming solutions and device for its implementation | |
| CN104261500B (en) | A kind of stirling heat pump multi-stage distilled seawater desalination device | |
| CN113173612B (en) | Waste water concentration system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081003 |