» » Теплообменное оборудование для выщелачивания сырой пульпы
03.12.2015

Процесс переработки глиноземсодержащих руд связан с большим потреблением пара средних и низких параметров. Поэтому для экономии пара решающее значение имеет регенерация тепла.
В схемах, применяемых для регенерации тепла, используют теплообменники, соединенные последовательно и параллельно.
По способу передачи тепла теплообменные аппараты делят на поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах рабочие среды обмениваются теплом через стенки из теплопроводного материала, а в смесительных аппаратах тепло передается при смешении рабочих сред.
Смесительные теплообменники по конструкции проще поверхностных: тепло в них используется полнее. Но они пригодны лишь в тех случаях, когда по технологии допустимо смешение рабочих сред.
Поверхностные теплообменные аппараты, в свою очередь, делят на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплообмен между различными теплоносителями происходит через разделительные стенки. При этом тепловой поток в каждой точке стенки сохраняет одно и то же направление. В регенеративных теплообменниках теплоносители поочередно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. При этом направление теплового потока в каждой точке стенки периодически меняется.
В глиноземном производстве распространение получили рекуперативные поверхностные теплообменники непрерывного действия (см. рис. 4.24).
Кожухотрубный теплообменник состоит из корпуса, крышек, подводящих и отводящих патрубков, пучков труб, трубных решеток. Концы труб крепят в трубных решетках развальцовкой, сваркой и пайкой. В зависимости от величины температурных удлинений трубок и корпуса применяют теплообменники жесткой, полужесткой и нежесткой конструкции.
В глиноземном производстве для подогрева сырой пульпы применяются подогреватели (теплообменники): трубчатые, кожухотрубные, с неподвижными трубными решетками, двухходовые, четырехходовые.
Греющий пар из сепараторов подается в межтрубное пространство подогревателя и конденсируется. Выделяющееся при конденсации тепло через стенки трубок передается пульпе, таким образом происходит нагрев пульпы.
Характеристики теплообменного оборудования представлены в табл. 4.8, 4.9.
Теплообменное оборудование для выщелачивания сырой пульпы

В практике глиноземного производства накоплен большой опыт автоклавного выщелачивания бемитовых и диаспоровых бокситов при температурах 200—245 °С. Важным фактором, определяющим аппаратурное оформление автоклавных установок, является наличие в руде соединений кремния, железа, титана, кальция, фосфора и др., которые при взаимодействии с алюминатными растворами образуют малотеплопроводные соединения сложного химического состава. Эти соединения оседают на теплообменных поверхностях при нагреве сырой пульпы, существенно ухудшая процесс теплопередачи. В некоторых случаях накипь образуется настолько интенсивно, что нагрев сырой пульпы через поверхность становится практически невозможен. По этой причине на большинстве действующих глиноземных заводов температура нагрева сырой пульпы через поверхность в схемах автоклавного выщелачивания боксита ограничена до 150 °С.
Исследованиями ВАМИ установлено, что при пониженных температурах нагрева сырой пульпы химический состав накипи соответствует гидроалюмосиликату натрия; повышение температуры приводит к преобладанию в накипи соединений титана, кальция и железа. Эта накипь очень плотная и имеет исключительно высокую адгезию к металлу, что вызывает определенные технические трудности при ее удалении.
Теплообменное оборудование для выщелачивания сырой пульпы

С ростом температуры нагрева сырой пульпы значительно интенсифицируются процессы инкрустирования теплообменных поверхностей. Так, при нагреве сырой пульпы на основе диаспорового боксита СУБР до 140—145 °С толщина накипи за 20 сут составила 90 мкм, а при 165—170 °С за то же время — 1000 мкм. Для снижения интенсивности накипеобразования можно осуществить промежуточную выдержку пульпы в специальных емкостях при температуре наиболее интенсивного накипеобразования. При переработке диаспоровых бокситов рекомендуется выдержка при 100, 150, 180 и 240 °С. Наибольший эффект наблюдается при скорости пульпы в теплообменнике 22,5 м/с и предварительной выдержке пересыщенного раствора 15—20 мин.