SU766625A1 - Колонный аппарат - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области ., Процессов и аппаратов, которые приме н ютс  в химической технологии и гидрометаллургии , и может использоватьс  дл  загрузки пульп, преимуществен-5 но полидисперсных, в колонные аппараты (например,в процессах выщелачивани , сгущени , промывки осадков и т.п.).

Известны загрузочные устройства 1C пульпы в колонный аппарат в виде одного штуцера fll.

Наиболее близким по своей техничёсЧой сущности к изобретению  вл етс  загрузочное устройство пульпы в cry- t5 ститель, выполненное в виде ссосно установленных концентрических перегородок , верхние кромки которых подН )-;гы над зеркалом сгустител ,а нижние кромки наружной и средней перегородок20 наход тс  на одном уровне, под центг альной перегородкой установлена успокоительна  решетка 2}.

Недостаток известного загрузочного устройства состоит в том, что при 5 использовании его в колонном аппарате , где скорость восход щего потока жидкой фазы значительно выше, чем в сгустителе, и составл ет 0,5-4,5 м/ч, не всегда можно достигнуть высокой; ЗО

ггтепени осветлени  жидкой фазы вследствие выноса наиболее мелких взвесей. В известном загрузочном устройстве не представл етс  возможным также осуществить раздельный вывод маточного раствора исходной пульпы и взаимодействующей с ней жидкой фазы, что . вл етс  чрезвычайно важной задачей, котора iчасто возникает, например, при проведении процесса,отмывки растворимых веществ от осадков (маточный раствор исходной пульпы поступает на дальнейшую переработку, а промывной раствор напр вл етс  на one-,, рацию выщелачивани ).i Поддержание заданного уровн  сгущенного продукта под известным загрузочным устройством представл ет собой сложную задачу , так как граница раздела твердой и жидкой фаз во многих случа х не  вл етс  резкой и дл  ее определени  используютс  сложные дорогие приборы , например, с радиоактивными датчиками .

Целью изобретени   вл етс  создание загрузочного устройства пульпы, которое обеспечивает повышение качества осветлени  жидкой фазы и дает возможность осуществить раздельный вывод части маточного раствора исходной пульпы и взаимодействующей с ней жидкости, а также использовать его дл  регулировани  подачи материала в технологический аппарат при помощи простейших средств автоматизации .

Указанна  цель достигаетс  тем, -ЧТО нижние кромки концентрических стаканов расположены на разных уровн х , при этом нижн   кромка среднего стакана подн та относительно нижней кромки наружного стакана на высоту не менее четверти рассто ни  от нижней кромки наружного стакана до уровн  переливной кромки, трубопровод дл  вывода маточного раствора врезан в стенку наружного стакана выше уровн  переливной кромки, а успокоительна  решетка установлена в среднем стакане, при этом нижн   кромка внутреннего стакана расположена над сеткой .

В предлагаемом загрузочном устройстве , состо щем из трех соосно установленных концентрических стаканов, нижн   кромка наружного стакана погружена в технологический аппарат до уровн  сгущенной твердой фазы, а нижн   кромка среднего стакана подн та относительно нижней кромки наружного стакана, что приводит к образованию в этом пространстве затвора из наиболее быстро оседающих крупных фракций Твердой фазы, преп тствующего непосредственному выходу мелкой взвеси из загрузочного устройства в кольцевое пространство между наружным стаканом и стенками отстойной зоны аппарата . Наличие этого затвора создает услови  дл  подъема уровн  маточного раствора с некоторым количество взвесей в пространстве между средним и наружным стаканами над зеркалом аппарата , в результате чего Маточный . раствор выводитс  через трубопровод, врезанный в стенку наружного стакана Заданный уровень сло  твердой фазы а аппарате удерживаетс  автоматически , если в загрузочном устройстве существует упом нутый выше затвор , поэтому задача регулировани  уровней сгущенной твердой фазы в аппарате сведена к поддержанию затворного сло  в загрузочном устройстве. Наличие затвора в

загрузочном устройстве определ етс  по уровню пульпы в среднем стакане: если затвор перекрывает выход пульпы из среднего стакана, то уровень в нем поднимаетс , а если уровень сгущенного продукта в затворе снижаетс  и открывает проход из полости среднего стакана в полость между стенка .ми среднего и наружного стаканов, то уровень пульпы в среднем стакане снижаетс . Следовательно, дл  регулировани  уровн  или. производительности аппарата возможно применить простейшие датчики, например электролитические , пьезометрические, поплавковые и т.д.

На фиг. 1 изображен колонный аппарат , общий ВИЯ , на фиг. 2 - график /вли ни  величины соотношени  диаметров аппарата, наружного и среднего концентрических стаканов на содержание , взвесей в сливе в процессе промыв ки шлака ванади  при рассто нии меж-ду нижними кромками наружного и среднего стаканов, равном 0,3 части высоты , определ емой рассто нием от переливной кромки аппарата до нижней кромки наружного стакана (а - отношение .диаметра среднего стакана к диа|метру аппарата равно 0,1; б - то же 0,3, в - то же - 0,15 г - то же - 0,2. Лц - диаметр наружного концентрического стакана, (оп диаметр аппарата ) J на фиг. 3 - то же в процессе промывки речного песка (обозначени кривых и услови  проведени  опытов . аналогичны показанным на фиг. 2); на фиг. 4 - график вли ни  рассто ни  между нижними кромками наружного и среднего стаканов на содержание взвесей в сливе при соотношении диаметров аппарата, наружного и среднего стаканов, равном 1:0,4:0,2 (д - проМывка ванади , е - промывка речного песка, Н - рассто ние между нижними кромками наружного и среднего стаканов , HO - рассто ние между нижней кромкой наружного стакана и плоскостью , в которой находитс  переливна  кромка аппарата).

Загрузочное устройство состоит из тЪех цилиндрических соосно установленных стаканов 1-3: внутреннего, среднего и наружного. В стенку наруж ного стакана врезан трубопровод 4 дл  вывода маточного раствора. В сред нем стакане имеетс  аварийный переливной трубопровод 5.. В верхней полости среднего стакана установлены сигнализаторы 8 уровн , которые используютс  дл  управлени  выгрузкой твердой фазы из технологического аппарата. Под внутренним стаканом расположена успокоительна  решетка 7. Средний стакан дл  удобства подбора оптимальной высоты затворного сло  выполнен подвижным В; осевом направлении и закреплён фиксатором 8.

Загрузочное устройство работает следующим образом.

Исходна тверда  фаза с пульпой поступает через внутренний стакан 1 на успокоительную решетку 7 и заполн ет рабочую зону аппарата. Навстречу твердому материалу движетс  жидка  фаза, котора  выводитс  из колонного аппарата через кольцевой зазор между стенками наружного стакана и отстойной зоны технологического аппарата . .По мере поступлени  пульпы в аппарат наиболее крупные фракции заполн ют пространство в нижней части наружного стакана, а затем и среднего . Если уровень материала поднимаетс  выше отметки у,например до отметки у. , то уровень пульпы в про странстве А среднего стакана быстро поднимаетс  выше и достигнет отметки у, В этом случае срабатывает верхний сигнализатор, который подает команду на открывание клапана выгрузки отработанной твердой фазы из техноло гического аппарата. Когда уровень твердого материала понижаетс  до отметки УС-/ пульпа из пространства А поступает в пространство Б, вследствие чего уровень пульпы в полости среднего стакана снижаетс  до отметки У2. Из пространства Б пульпа, содержаща  определенное количество взв сей, по трубопроводу 4 выводитс  из технологического аппарата. При сниже нии уровн  пульпы до отметки у контакт сигнализатора нижнего уровн  ра мыкаетс , подава  команду на прекращение выгрузки из аппарата или на уменьшение ее интенсивности по сравнению с величиной непрерывной пода«ш материала в загрузочное устройст во. При этом уровень твердой фазы в загрузочном устройстве будет повышат с  и как только твердый материал нач нет накапливатьс  в полости среднего стакана уровень пульпы в нем резко возрастет, снова сработает сигнализа тор верхнего уровн , и процесс регулировани  повторитс . Следовательно, дл  управлени  работой технологическ го аппарата примерно позиционное регу лирование, которое осуществл етс  наиболее простьоми средствами автоматики . Затвор, который удерживаетс  в нижней части наружногостакана, преп тствует проникновению мелкодисперсных взвесей из пространства Б в пространство В (отстойную зону аппарата ) . Под действием напора (за. счёт разности уровней в прстранствах Б и в) часть маточного раствора фильтруетс , проход  через затворный слой между отметками Уе и у , мелкие фракции при этом задерживаютс  и транспортируютс  движущимс  слоем твердой фазы к разгрузочному штуцеру технологического аппарата. Маточный раствор поднимающийс  выше отметки УЗ/ переливаетс  через переливную кромку 9 аппарата и выводитс  из него по трубопроводу 10. Пример. Загрузочное устрййство подобного типа было испытано в промышленных услови х в аппарате диаметром 1,5 ми высотой 8 м на операции промывки шлака ванади  водой. Тверда  фаза пульпы . имела следующий гранулометрический состав; мм 0 ,16 -0,,1 -0,0,06 -0,06 % 1f,1 гЛ 0,6 36,5 W,7. При использовании известного загрузочного устройства, включающего ::истему трех стаканов, кромки которых опущены до одного и того же уровн , содержание взвесей в промывном оастворе колебалось в среднем от 2 до 5 г/л , что приводило к значительным потер м ценной твердой фазы. Дл  снижени  потерь твердого потребовалось бы значительное уменьшение производительности аппарата. При зтом возникли значительные трудности с регулированием уровн  твердогго материала в аппарате, так как пришлось разрабатывать нестандартный датчик измерител  уровн . После того, как нижн   кромка среднего стакана была подн та относительНО нижней кромки наружного стакана на высоту 0,5 м, а нижн   кромка наружного стакана была установлена на отметке заданного уровн  твердой фазы в колонне, содержание взвесей при тех же расходах пульпы и промывной воды уменьшилось до 0,1 г/л, т.е. в 20-50 раз. При этом наиболее крупные песковые фракции создавали надежный затвор, улав- ливающий мелкие взвеси. При наличии песка в стакане разность уровней пульиы в среднем и наружном стаканах достигала 400 мм, что позволило установить в полость среднего стакана простые электрические бигнализаторы уровн , сигналы которых использовались дл  управлени  клапаном выгрузки твердой фазы из аппарата. Испытани  показали , что дл  р да полидисперсных пульп оптимальна  высота подъема ниж Ней кромки среднего стакана относительно нижней кромки наружного стакана составл ет 0,4-0,7 м (см.,таблицу) и колеблетс  в зависимости от плотности твердой фазы, плотности пульпы и гранулометрического состава твердого, Соотношение диаметров корпуса аппарата , наружного и среднего стаканов загрузочного устройства в испытанном аппарате составл ло 1: О , 4 i QJv 3, На фиг. 2 и 3 видно, что при даннг М; , .соотношении диаметров достигаютс , оптимальные результаты осветлени . Оптимальное рассто ние между рижними кромками наружного и среднего . стаканов,при котором получаетс  ми-, нимальное содержание взвесей в верхнем сливе, определено путем перемещени  среднего стакана относительно наружного . Результаты экспериметна Представлены на фиг. 4. На фиг. 4 показано, что минимальное содержание взвесей в сливе достигаетс  при вполне определенном рассто нии между кромками стаканов, которое составл ет не менее четверти , части высоты, определ емой рассто нием от.нижней кромки наружного стака- . на до плоскости, в которой расположена переливна  кромка аппарата. Очевидно , что при рассто ни х, меньших указанных, ухудшаетс  задерживающа  способность сло . Подобные результаты были полученны и при испытании промы ленного аппарата диаметром м. В таблице дано вли ние высоты под ема нижней кромки среднего .стакана, над уровнем нижней кромки наружного стакана загрузочного устройства на содержание взвесей в верхнем сливе. Использование подобных загрузочных устройств дл  ввода полидисперсных пульп в колонные аппараты позвол ет существенно уменьшить содержание взвесей а жидкой фазе, например на операции промывки твердой фазы„ отмывки pacTBOpHNBJX веществ от осадка , в процессах сорбции, вьицелачива ни . В р де случаев раздельный вывод маточного раствора исходной пульпы и взаимодействующей с ней жидкостью позволит упростить аппаратурное офор мление технологических процессов. Автоматизаци  технологических аппаратов , оснащенных предлагаемыми загрузочными устройствами, достигаетс  при помощи простых, дешевых приборов.

(Штак ванади , операци  промывки водой, нагрузка 50 т/м сутки

Claims (2)

1. Песок речной с содержанием класса +0,16 -18% 2. нагрузка 35 т/м сутки Формула изобретени  1. Колонный аппарат, содержащий успокоительную решетку, трубопровод дл  вывода .маточного раствора и устройство дл  загрузки пульпы, выполненное в виде COQCHO установленных концентрических наружного, среднего и внутреннего стаканов,.смонтированных в месте расположени  переливной кромки аппарата, отличаю щее с   тем, что, с целью повышени  каче тва осветлени  жидкой фазы и рбес печени  раздельного вывода части маточного ра;створа исходной пульпы и взаимодействующей с ней жидкости, а также упрощени  регулировани  технологического процесса, нижние кромки концентрических стаканов расположейы на разных уровн х, при этом ниж-. н   кромка среднего стакана подн та относител|.но нижней кромки наружного стакана на высоту не менее четверти рассто ни  от нижней кромки на ружного стакана до уровн  переливной кромки, трубопровод дл  вывода ма0 ,5 0,2 0,1 0,097 0,095

   0,6 0,21 0,13 0,125 0,120 точного раствора врезан в стенку наружного стакана выше уровн  перелив ной кромки, а успокоительна  решетка установлена в среднем стакане, при ЭТОМ нижн   кромка внутреннего стака- на расположена над сеткой. 2.Колонный аппарат по п. 1, от - личающийс  тем, что соотноше-.. вне диаметров колонного аппарата, на ружного и среднего концентрических стаканов составл ют соответственно 1:0,4:0,2. 3.Колонный аппарат по п. 1, о тличающийс  тем, что средний концентрический стакан установлен с возможностью перемещени  в осевом , продольном направлении относительно наружного стакана. Источники информации, прин тые во. внимание при экспертизе . 1. За вка Великобритании 1303067 кл. В 03 В 3/34, 1975.
2. 2. Авторское свидетельство СССР №. 227226, кл. В 03 В 5/62, 1967.

   tf.5

   P,«