» » Основная аппаратура участка декомпозиции
03.12.2015

Декомпозер. На участке декомпозиции могут устанавливаться декомпозеры различного типа.
Декомпозеры предназначены для операции разложения алюминатного раствора в присутствии затравки с выделением в твердую фазу гидроксида алюминия дисперсного состава с получением жидкой фазы определенного химического состава.
Для ускорения процесса применяется естественное и искусственное (принудительное) охлаждение пульпы в декомпозерах.
Основная аппаратура участка декомпозиции

Корпусом декомпозера с воздушным перемешиванием служит цилиндрический стальной резервуар с коническим днищем, плоской крышкой и вытяжной трубой (см. рис. 8.9). Для перемешивания пульпы в декомпозере устанавливается центральный аэролифт (воздушный подъемник), расположенный на одной оси с декомпозером таким образом, что верхний срез его находится на расстоянии 400-500 мм от крышки декомпозера, а нижний — на расстоянии 550-600 мм от нижнего люка в резервуаре. Внутри аэролифта размещается центральная воздушная трубка диаметром 57x3,5 мм, верхний конец которой соединен с коллектором сжатого воздуха, а нижний не доходит на 400-500 мм до нижнего среза аэролифта. Сбоку от центрального аэролифта установлена боковая (барботажная) трубка диаметром 57x3,5 мм, нижний обрез которой не доходит до нижнего люка на 1,3 м. Боковая воздушная трубка необходима для перемешивания гидратной пульпы в случае забивки или выхода из строя центральной трубки. Перемешивание пульпы в декомпозере производится при помощи сжатого воздуха, давление которого должно быть не менее 4,9 атм. Перекачивание пульпы из декомпозера в декомпозер производится также с помощью сжатого воздуха по транспортному трубопроводу.
В декомпозере расположен транспортный аэролифт, который представляет собой вертикально опущенную трубу диаметром 300-500 мм, внутри которого опущена труба диаметром 57x3,5 мм для подачи сжатого воздуха. Верхний обрез аэролифта, в отличие от центрального, выходит на крышку декомпозера и при помощи фланцевого соединения соединен с транспортным трубопроводом. Длина транспортного аэролифта равна 29 м. Внизу воздушная трубка на 1 м короче аэролифта.
Количество воздуха, подаваемого на аэролифт, регулируется в автоматическом режиме в зависимости от уровня пульпы в декомпозере при помощи РУПШа (регулятор уровня пульпы шнековый). Регулировка осуществляется при помощи шарового поплавка, который поворачивается на штоке. При помощи шнекового устройства поворот штока передается на пневмореле, которое открывает и закрывает командный воздух на воздушный клапан (при помощи которого производится регулировка воздуха на транспортный аэролифт).
При снижении уровня пульпы количество воздуха снижается, а при увеличении — увеличивается. При выходе из строя РУПШа есть возможность перейти на ручную регулировку воздуха при помощи вентилей бойпаса.
Индивидуальная разгрузка декомпозера производится через разгрузочный клапан. На корпусе декомпозера имеется два разгрузочных клапана — верхний и нижний. Последние декомпозеры батарей разгружаются самотеком по линии разгрузки.
Декомпозер имеет два люка для производства ревизии и ремонта, которые находятся на конусе декомпозера. При выводе декомпозера на ремонт его отсоединяют (выводят) от батарей установкой заглушек.
Декомпозер имеет воздушное и водяное охлаждение. Водяное охлаждение осуществляется за счет подачи холодной воды в «водяные рубашки», выполненные на циркуляционном и транспортном аэролифтах в виде труб диаметром 426—630 мм, расположенных соосно снаружи соответствующих аэролифтов. Охлаждению подвергаются первые пять декомпозеров в каждой батарее.
Регулирование подачи воды осуществляется при помощи задвижек или угловых клапанов на трубопроводах подвода воды. На отводном трубопроводе врезаются штуцера для установки термометра и щелочемера. Отводные трубопроводы собираются в коллектор, и с него теплая вода поступает на охлаждение в градирню. В ряде случаев для визуального контроля качества отходящей воды отводные трубопроводы сбрасывают воду в воронки, врезанные в коллектор.
Воздушное охлаждение осуществляется естественным путем, как через стенки декомпозера, так и с помощью вытяжной трубы, врезанной в крышку декомпозера. На предприятиях также устанавливаются декомпозеры с механическим перемешиванием (см. рис. 8.10, 8.11).
Основная аппаратура участка декомпозиции

Гидросепаратор. Гидросепаратор представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем (рис. 8.12).
Пульпа питания гидросепаратора поступает по трубопроводу в успокоительный стакан, находящийся под крышкой в центре гидросепаратора, и представляет собой трубу большого диаметра, заглубленную ниже уровня слива. Сверху по периметру гидросепаратора расположен сливной желоб, днище которого сделано под уклоном к сливному трубопроводу. Для обслуживания желоба в крышке гидросепаратора предусмотрены люки. В конус гидросепаратора врезан разгрузочный клапан, с него идет трубопровод разгрузки на мешалку. На конце трубопровода имеется задвижка для регулирования отношения ж:т в разгрузке гидросепаратора. Для промывки конусов и трубопроводов гидросепараторов предусмотрены линии с запорной арматурой и дренажом.
Основная аппаратура участка декомпозиции

Сгуститель. Сгуститель предназначен для осаждения гидроксида алюминия. Представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем, разделенный двумя диафрагмами. Каждая диафрагма заканчивается переточным стаканом. На конусе сгустителя укреплена ферма для подвески гребкового механизма, состоящего из подвесного вала (вертикального) и привода, установленного в центре сгустителя. К валу с помощью ступиц крепятся три яруса с гребками, которые расположены под углом, что обеспечивает перемещение гидроксида к центру сгустителя при вращении гребкового устройства. Днище сгустителя заканчивается конусом, который имеет два патрубка для разгрузки (рабочий и резервный), от которых отходят трубопроводы с запорной арматурой.
При параллельно-последовательной схеме (см. рис. 8.13) питание из распределительной коробки 1 подают параллельно в среднюю и нижнюю камеры. Слив из этих камер направляют в сливные коробки, которые служат для выделения воздуха из суспензии. Из сливных коробок суспензию направляют в питающий стакан, расположенный в центре сгустителя. Осветленный раствор отбирают из верхней камеры в четырех симметрично расположенных точках по периферии.
Основная аппаратура участка декомпозиции

Вакуум-охладительная установка (ВоУ). Вакуум-охладительная установка состоит из циркуляционных вакуум-испарителей, трех шестиходовых теплообменников, баромконденсатора, ловушек, гидрозатворов, мешалок, баков, насосов, а также пластинчатых теплообменников.
Циркуляционный самоиспаритель служит для охлаждения алюминатного раствора за счет создания в нем разряжения, в результате чего происходит вскипание алюминатного раствора. Самоиспаритель представляет собой цилиндрический сосуд со сферической крышкой и коническим днищем диаметром 3400 мм. В верхней крышке имеется штуцер для соединения с паровым трубопроводом. Днище соединено с циркуляционным калачом. Этот калач вторым концом тангенциально входит в конус охладителя. Такое соединение обеспечивает вращательное движение раствора в корпусе охладителя. В калач, на расстоянии 7900 мм ниже входа раствора в корпус, врезано колено трубы для подачи алюминатного раствора. Отбор алюминатного раствора производится на уровне входа в корпус, где имеется штуцер. Кроме того, аппарат снабжен люком для чистки.
Для подогрева маточного раствора паром первой и второй ступени самоиспарения установлены трубчатые шестиходовые теплообменники с поверхностью теплообмена 1145 м2. Количество трубок — 1592 шт.
Для подогрева маточного раствора паром третьей ступени само-испарения установлены трубчатые, шестиходовые теплообменники с поверхностью теплообмена 456 м2.
В трубное пространство теплообменника подается маточный раствор, а в межтрубное — пар с самоиспарителя.
Ловушка служит для улавливания капель алюминатного раствора и предотвращения попадания алюминатного раствора в баромводу в случае переполнения вакуум-испарителя. Она представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем, с подводящими и отводящими трубопроводами и люком для чистки.
Баромконденсатор служит для конденсации пара при помощи холодной баромводы. Нагретая вода и конденсат через гидрозатвор направляются в оборотный цикл для охлаждения. Неконденсирующие газы, воздух из баромконденсатора отсасываются вакуум-насосом. Баромконденсатор представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем диаметром 1600 мм.
Внутри конденсатора приварены полки в количестве 6 штук, также он имеет штуцера для подвода пара диаметром 600 мм, для отвода баромводы и конденсата — диаметром 400 мм, для подвода баромводы — 300 мм, для присоединения с ловушкой — 200 мм. Конденсатор работает при разряжении 600-660 мм рт.ст.
Гидрозатвор предназначен для отвода баромводы и конденсата из баромконденсатора, представляет собой цилиндрический бачок диаметром 2000 мм, высотой 1500 мм, а гидрозатвор для отвода конденсата из теплообменника — диаметром 1200 мм, высотой 1000 мм.
Пластинчатые теплообменники (ПТО). На участке декомпозиции установлены пластинчатые разборные теплообменники, предназначенные для охлаждения алюминатного раствора с 95 до 61 °С, идущего на выделение гидроксида алюминия с подачей тепла для нагрева маточного раствора с 47-53 до 75-85 °С.
Теплообменник пластинчатый представляет собой разборный аппарат, состоящий из тонких штампованных металлических пластин с гофрированной поверхностью, набранных на раму консольного типа, двухпарную (см. рис. 8.14).
Основная аппаратура участка декомпозиции

Общая площадь теплообменника 400 м2, площадь поверхности теплообменника одной пластины 1,3 м2, количество пластин — 310 штук, количество ходов — 2.
Полость между соседними пластинами является каналом для прохода растворов. Группа пластин, образующих систему каналов, в которых рабочая сфера движется только в одном направлении, составляет пакет. Один или несколько пакетов, сжатых между неподвижной и нажимной плитами, называется секцией. По углам пластины имеются отверстия, образующие в собранной секции распределительные коллекторы для растворов (теплоносителей). Уплотнение пластин между собой осуществляется по уплотнительному пазу резиновой прокладкой. По щелевидным каналам из соответствующих коллекторов по одну сторону каждой пластины движется алюминатный раствор, по другую — маточный раствор. Растворы движутся противотоком.
Дисковые вакуум-фильтры. Дисковые вакуум-фильтры служат для фильтрации гидроксида алюминия, полученного в результате разложения алюминатного раствора и затравочной пульпы. Устройство фильтра приведено на рис. 8.15.
Основная аппаратура участка декомпозиции

На горизонтально расположенном двенадцатиканальном вращающемся валу 1 фильтра установлены диски 2, частично погруженные в корыто 3 с фильтруемой суспензией. Каждый диск, в свою очередь, состоит из двенадцати изолированных друг от друга секторов 6 с перфорированными стенками, обтянутыми фильтровальной тканью. Внутренние полости секторов соединены с каналами вала, к торцам которых прижата рабочей поверхностью распределительная головка 5. Распределительная головка имеет ряд камер, расположенных по окружности и разделенных перегородками. Камеры связаны коммуникациями с вакуум-насосом и воздухоотдувкой. Для поддержания твердой фазы суспензии во взвешенном состоянии в корыте под дисками находится рамная мешалка 7, качание которой передается приводом. Для вращения вала с дисками имеется другой привод, который позволяет плавно изменять число оборотов вала. В корыте имеется переливной желоб, который служит для поддержания постоянного уровня суспензии. Фильтр снабжен клапаном отдувки для отделения осадка от секторов.
При вращении вала все сектора диска последовательно сообщаются с камерами распределительной головки. В зоне фильтрования фильтрат поступает через ткань в полость секторов, а затем через каналы вала и камеру головки, сообщающиеся с вакуумом, отводится из фильтра в мешалку. Твердая фаза задерживается на поверхности ткани, образуя слой осадка; в зоне сушки жидкость отсасывается из осадка и отводится из фильтра через определенный штуцер. В зоне отдувки в сектора подается сжатый воздух. Для съема осадка служат ножи 4. Снятый с дисков осадок подается в бункер и поступает на репульпацию. Суспензия в ванну подается непрерывно из декомпозеров. Аварийный слив осуществляется через спускной клапан 8. Для исключения вытекания гидратной пульпы из корыта в местах выхода мешалки расположено сальниковое уплотнение, и для его более качественной работы используется гидроуплотнение. С торцов вала крепятся распределительные головки с золотниковыми устройствами. Сектора сделаны из сетчатого металла и обтянуты фильтровальной тканью, которая шьется в виде клиновых рукавов капроновыми нитками. Рукав крепится к сектору со стороны патрубка металлической проволокой, а с широкой стороны — капроновыми нитями.
Удельный выход (съем) при декомпозиции. Удельный выход (съем) при декомпозиции g измеряется количеством гидроксида алюминия (кг), выделяемого с каждого кубического метра алюминатного раствора в течение суток [кг/ (м3*сут)] .
Обозначим содержание Аl2O3 в исходном алюминатном растворе через (Аl2O3)ал, кг/м3, продолжительность декомпозиции через τ, ч, и степень разложения алюминатного раствора по маточному раствору через ηм,%.
Тогда удельный съем оксида алюминия, кг/ (м3*сут):
Основная аппаратура участка декомпозиции

В декомпозеры алюминатный раствор поступает в смеси с затравкой гидроксида алюминия, поэтому иногда определяют удельный съем Аl2О3 на 1 м3 пульпы питания (g') декомпозеров. В этом случае в формулу (8.3) необходимо ввести коэффициент к, учитывающий долю алюминатного раствора в пульпе питания декомпозеров:
Основная аппаратура участка декомпозиции

где w — влажность затравочного гидроксида алюминия, %; з.о. — затравочное отношение — отношение количества Аl2O3 в затравке к ее количеству в алюминатном растворе при декомпозиции:
Основная аппаратура участка декомпозиции

где Q — количество Аl2O3 в затравочном гидроксиде, поступающем на V м3 алюминатного раствора, кг; (Аl2O3)ал — концентрация Аl2O3 в алюминатном растворе, г/л; (Аl2O3)затр, (Аl2O3)ап.р-р — содержание Аl2O3 в затравке и алюминатном растворе соответственно, мас.%.
Аппаратурно-технологическая схема декомпозиции. На рис. 8.16 представлена аппаратурно-технологическая схема декомпозиции. Алюминатный раствор с температурой 60-75 °С поступает на декомпозицию, смешивается с затравочным гидроксидом и распределяется по ниткам в головные декомпозеры системы декомпозиции. Разложение алюминатного раствора производится в батареях декомпозеров (нитках), в состав которых входят декомпозеры различных конструкций.
Основная аппаратура участка декомпозиции

Транспортировка пульпы из декомпозера в декомпозер в нитках осуществляется с помощью сифонов и перетоков, в декомпозерах с воздушным перемешиванием — с помощью транспортных аэролифтов. Для увеличения скорости потока гидроксидной пульпы могут использоваться насосы.
Из последнего ряда декомпозеров пульпа подается на сгущение для отделения кристаллов гидроксида алюминия от маточного раствора. Аппараты для сгущения гидратной пульпы те же, но отличаются от сгустителей и промывателей красного шлама тем, что угол наклона днища конуса составляет 18—20 градусов.
После промывки и фильтрации гидроксид направляют на кальцинацию.