RU2586134C1 - Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions - Google Patents
Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586134C1 RU2586134C1 RU2015112809/05A RU2015112809A RU2586134C1 RU 2586134 C1 RU2586134 C1 RU 2586134C1 RU 2015112809/05 A RU2015112809/05 A RU 2015112809/05A RU 2015112809 A RU2015112809 A RU 2015112809A RU 2586134 C1 RU2586134 C1 RU 2586134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- pipe
- evaporator
- solution
- installation
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 title claims abstract description 9
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 7
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 108010085603 SFLLRNPND Proteins 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D7/00—Sublimation
- B01D7/02—Crystallisation directly from the vapour phase
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
- B01D9/0022—Evaporation of components of the mixture to be separated by reducing pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D2009/0086—Processes or apparatus therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для интенсификации различных тепло-массообменных процессов, где требуется охлаждение перерабатываемых растворов или суспензий, например при получении гидроксида алюминия из насыщенных алюминатных растворов. Оно может использоваться также в других областях промышленности, где требуется регулирование температурного режима осуществляемых процессов.The invention relates to equipment for hydrometallurgical production, is intended for the intensification of various heat and mass transfer processes where cooling of the processed solutions or suspensions is required, for example, upon receipt of aluminum hydroxide from saturated aluminate solutions. It can also be used in other areas of industry where temperature control of ongoing processes is required.
Известен аппарат для охлаждения растворов или суспензий - так называемый спиральный теплообменник (Ю.И. Дытнерский. "Процессы и аппараты химической технологии", т. 1., М., "Химия", 1995 г., стр. 343÷345). В этом аппарате поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами определенной длины, свернутыми по спирали. Внутренние концы спиралей присоединены к вертикальной перегородке. Таким образом, между листами образованы каналы прямоугольного сечения, по которым движутся теплоносители. С торцов каналы закрыты крышками. У наружных концов спиралей и у центра крышки приварены патрубки для ввода в аппарат раствора (или суспензии) и теплоносителя. К недостаткам этих аппаратов следует в первую очередь отнести сложность в изготовлении, большую металлоемкость и невозможность работать при давлении ниже атмосферного, поскольку герметизация спиралей вызывает трудности.A known apparatus for cooling solutions or suspensions is the so-called spiral heat exchanger (Yu.I. Dytnersky. "Processes and Apparatuses of Chemical Technology", vol. 1., M., "Chemistry", 1995, pp. 343 ÷ 345). In this apparatus, the heat exchange surface is formed by two metal sheets of a certain length, twisted in a spiral. The inner ends of the spirals are attached to a vertical partition. Thus, channels of a rectangular section are formed between the sheets along which coolants move. From the ends of the channels are closed by covers. At the outer ends of the spirals and at the center of the lid, nozzles are welded for introducing a solution (or suspension) and a coolant into the apparatus. The disadvantages of these devices include, first of all, the difficulty in manufacturing, the high metal consumption and the inability to work at a pressure below atmospheric, since sealing the spirals causes difficulties.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному решению является аппарат (установка) для кристаллизации алюминатных растворов (а.с. №719652, B01D 9/02, опубл. 05.03.1980).The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed solution is an apparatus (installation) for the crystallization of aluminate solutions (AS No. 719652,
Установка состоит из корпуса, на крышке которого размещен вакуум-испаритель, трубы, установленной внутри корпуса и предназначенной для транспортировки раствора из конической части в вакуум-испаритель, барометрической трубы, концентрично установленной по отношению к транспортной и эрлифтной трубам. Нижний конец эрлифтной трубы выполнен коническим и герметично соединен с транспортной трубой. В эрлифтную трубу подается воздух. К недостаткам этой установки следует отнести сложность в эксплуатации и нестабильность ее работы, поскольку, при кристаллизации твердой фазы из алюминатных растворов, т.е. при образовании в результате разложения растворов суспензии, твердая фаза, содержащаяся в последней, осаждается и постепенно накапливается в конической части так называемой эрлифтной трубы, что приводит к постепенной и неизбежной забивке барометрической трубы. Увеличение расхода воздуха до максимальных значений, что предопределяет существенное повышение энергетических затрат, не позволит предотвратить снижение показателей работы установки из-за повышения гидравлического сопротивления на входе в эрлифтную трубу потока суспензии. В итоге установка будет полностью остановлена.The installation consists of a casing, on the cover of which a vacuum evaporator is placed, a pipe installed inside the casing and intended for transporting the solution from the conical part to a vacuum evaporator, a barometric pipe concentrically installed with respect to the transport and airlift pipes. The lower end of the airlift pipe is made conical and hermetically connected to the transport pipe. Air is supplied to the airlift pipe. The disadvantages of this installation include the difficulty in operation and the instability of its operation, since, during crystallization of the solid phase from aluminate solutions, i.e. when a suspension is formed as a result of decomposition of solutions, the solid phase contained in the latter precipitates and gradually accumulates in the conical part of the so-called airlift pipe, which leads to a gradual and inevitable clogging of the barometric pipe. The increase in air flow to maximum values, which determines a significant increase in energy costs, will not prevent a decrease in the performance of the installation due to increased hydraulic resistance at the entrance to the airlift pipe of the suspension flow. As a result, the installation will be completely stopped.
В основу изобретения поставлена задача снижения энергетических затрат.The basis of the invention is the task of reducing energy costs.
При этом техническим результатом является увеличение коэффициента использования установки, стабилизация ее работы и повышение работоспособности.At the same time, the technical result is an increase in the utilization rate of the installation, stabilization of its operation and increased efficiency.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в установке для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий, содержащей аппарат для кристаллизации с патрубком в верхней его части, испаритель, соединенный с вакуумной системой, обеспечивающей в испарителе давление ниже атмосферного, патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии, согласно заявляемому изобретению патрубки для подвода и вывода раствора или суспензии расположены соответственно в верхней и нижней частях испарителя, при этом патрубок для вывода из испарителя раствора или суспензии соединен с гидрозатвором, состоящим из двух параллельно расположенных вертикальных труб, соединенных между собой перетоком, а в нижней части трубы гидрозатвора, соединенной с верхним патрубком для приема раствора или суспензии в аппарат для кристаллизации, размещен патрубок для подачи воздуха, снабженный запорной арматурой, при этом отношение высоты (h0) трубы гидрозатвора с патрубком для подачи воздуха к высоте (Н) параллельно расположенной трубы, соединенной с патрубком испарителя для вывода раствора или суспензии, h0/H≤1,0.The achievement of the technical result is ensured by the fact that in the installation for crystallization of aluminum hydroxide from aluminate solutions or suspensions containing an apparatus for crystallization with a nozzle in its upper part, an evaporator connected to a vacuum system providing below-atmospheric pressure in the evaporator, nozzles for supplying and withdrawing a solution or suspensions, according to the claimed invention, nozzles for supplying and withdrawing a solution or suspension are located respectively in the upper and lower parts of the evaporator, while a nozzle for withdrawing a solution or suspension from the evaporator is connected to a water trap consisting of two parallel vertical pipes connected by an overflow, and in the lower part of the water trap connected to the upper pipe for receiving the solution or suspension into the crystallization apparatus, a pipe for feeding air, equipped with stop valves, wherein the ratio of the height (h 0) of the tube with water seal pipe for supplying air to the height (H) of parallel arranged tubes connected to the nozzle evaporate A solution for output or suspensions, h 0 / H≤1,0.
Установку дополняет частный случай ее выполнения.The installation is complemented by a special case of its implementation.
Переток гидрозатвора может содержать люк для удаления твердой фазы раствора или суспензии, которая может осаждаться в нем при остановке установки.The overflow gate may contain a hatch to remove the solid phase of the solution or suspension, which may be deposited therein when the unit is stopped.
Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1.The invention is illustrated by the drawing in FIG. one.
Установка состоит из испарителя 1, включающего патрубок 2 для подвода на охлаждение раствора или суспензии, патрубок 3 для вывода на дальнейшую переработку охлажденного раствора или суспензии, трубопровода 4, предназначенного для отбора из испарителя сокового пара, устройства 5 для конденсации сокового пара, образующегося в испарителе, вакуумного насоса 6 для откачки из последнего неконденсирующихся газов, аппарата 7, предназначенного для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов, гидрозатвора, состоящего из двух параллельно расположенных вертикальных труб 8 и 9, соединенных между собой перетоком 10. Труба 8 гидрозатвора соединена с патрубком 3 испарителя 1. Труба 9 гидрозатвора снабжена патрубком 11 для подачи воздуха и в верхней части соединена с патрубком 12, который расположен в верхней части аппарата для кристаллизации 7. Для регулирования расхода воздуха в трубу гидрозатвора 9, в зависимости от давления в испарителе 1, на патрубке 11 установлена запорная арматура 13.The installation consists of an evaporator 1, including a
В перетоке 10, в случае, если установка предназначена для работы в режиме охлаждения суспензий, предусмотрен люк 14, назначение которого очистка перетока от твердой фазы суспензии при остановке агрегата на ремонт либо профилактику.In the
Вода, поступающая в устройство 5 для конденсации сокового пара, смешивается с конденсатом и удаляется в систему водооборота через «барометрический ящик» 15.Water entering the device 5 for condensation of juice steam is mixed with condensate and is removed into the water circulation system through a “barometric box” 15.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Раствор (суспензия), подлежащая охлаждению, поступает в испаритель 1 через патрубок 2. Вследствие того, что в испарителе 1 за счет подключения его к вакуумной системе поддерживается давление ниже атмосферного, раствор (суспензия) "вскипает". При этом температура жидкости понижается и соответствует равновесной при данном давлении. Образующийся так называемый соковый пар по трубопроводу 4 поступает в устройство 5, орошаемое водой и предназначенное для конденсации сокового пара. Неконденсирующиеся газы откачиваются из устройства 5 вакуумным насосом 6. Вода из устройства 5, смешанная с конденсатом, поступает в так называемый «барометрический ящик» 15, откуда откачивается в систему водооборота. В трубу 9 гидрозатвора, соединенную с аппаратом для кристаллизации 7 верхним патрубком для приема раствора или суспензии 12, а с трубой 8, соединенной в верхней части с испарителем 1 и в нижней с трубой 9 перетоком 10, через патрубок 11 подается воздух. Таким образом, плотность газожидкостной смеси, образующейся в трубе гидрозатвора 9, значительно ниже, чем плотность "чистого" раствора (суспензии) в трубе 8, что предопределяет возможность транспортировки раствора (суспензии) из испарителя 1, в котором давление ниже атмосферного, в аппарат для кристаллизации 7 за счет разницы статических давлений в трубах гидрозатвора 8 и 9. Это, в свою очередь, позволяет располагать испаритель 1, работающий при пониженном давлении, на незначительном расстоянии от крышки аппарата для кристаллизации 7, т.е., помимо всего прочего, снижать затраты на сооружение установки за счет уменьшения высоты размещения испарителя от крышки аппарата для кристаллизации 7.The solution (suspension) to be cooled enters the evaporator 1 through the
При этом отношение высоты (h0) трубы 9 к высоте (Н) трубы гидрозатвора 8: h0/H≤1,0.In this case, the ratio of the height (h 0 ) of the
Указанное геометрическое соотношение элементов гидрозатвора необходимо для еще большей минимизации энергетических затрат на осуществление процесса охлаждения раствора (суспензии) в испарителе, работающем при давлении ниже атмосферного, и дальнейшую транспортировку охлажденного раствора (суспензии) в аппарат для кристаллизации 7. Если это соотношение будет больше единицы, то испаритель 1 переполнится поступающим в него раствором (суспензией) и для откачки его в аппарат для кристаллизации 7 потребуется существенно увеличить расход воздуха в трубу 9 гидрозатвора, т.е. повысить энергетические затраты.The specified geometric ratio of the elements of the hydraulic lock is necessary to even more minimize energy costs for the process of cooling the solution (suspension) in an evaporator operating at a pressure below atmospheric, and further transporting the cooled solution (suspension) to the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112809/05A RU2586134C1 (en) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112809/05A RU2586134C1 (en) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2586134C1 true RU2586134C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015112809/05A RU2586134C1 (en) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2586134C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3963424A (en) * | 1973-05-14 | 1976-06-15 | Whiting Corporation | Cooling aqueous alkali metal hydroxide liquors by vacuum evaporation with subsequent solids precipitate removal |
| SU719652A1 (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-05 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Apparatus for crystallizing aluminate solutions |
| US5049233A (en) * | 1990-07-06 | 1991-09-17 | The Graver Company | Recovery of sodium hydroxide and aluminum hydroxide from etching waste |
| UA8488A1 (en) * | 1986-07-28 | 1996-09-30 | Український Науково-Дослідний Та Конструкторський Інститут Машинобудування | method and device of crystallization from solutions |
-
2015
- 2015-04-07 RU RU2015112809/05A patent/RU2586134C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3963424A (en) * | 1973-05-14 | 1976-06-15 | Whiting Corporation | Cooling aqueous alkali metal hydroxide liquors by vacuum evaporation with subsequent solids precipitate removal |
| SU719652A1 (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-05 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Apparatus for crystallizing aluminate solutions |
| UA8488A1 (en) * | 1986-07-28 | 1996-09-30 | Український Науково-Дослідний Та Конструкторський Інститут Машинобудування | method and device of crystallization from solutions |
| US5049233A (en) * | 1990-07-06 | 1991-09-17 | The Graver Company | Recovery of sodium hydroxide and aluminum hydroxide from etching waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4686009A (en) | Distillation system | |
| CN101579579B (en) | Multilevel defoaming method of evaporator | |
| US10258899B2 (en) | Mobile mechanical vapor recompression evaporator | |
| US8617359B2 (en) | Method for distilling a starting material and installation for carrying out said method | |
| JP2008229424A (en) | Vacuum distillation apparatus | |
| NO120411B (en) | ||
| US1390677A (en) | Evaporating apparatus | |
| RU2586134C1 (en) | Installation for crystallisation of aluminium hydroxide from aluminate solutions or suspensions | |
| CN104129804B (en) | A kind of integral type evaporation and crystallization system and technique | |
| CN110171900A (en) | A kind of high temperature brine waste concentration and crystallization device and application | |
| CN106629937B (en) | Wastewater treatment process and system | |
| KR20140088803A (en) | Apparatus for manufacturing distilled water | |
| CN115738577A (en) | For NH 3 Purified multi-effect automatic power purification device and use method thereof | |
| US4349068A (en) | Method for improved heat transfer | |
| US3306710A (en) | Apparatus for crystallizing salts and salt solutions | |
| CN103553164B (en) | Horizontal-vertical tube falling film multi-effect evaporation high-salt wastewater treatment system | |
| CN110732155A (en) | Process and device for continuous evaporation and crystallization of calcium propionate with controllable particle size | |
| Genthner et al. | The effects and limitations issued by non-condensible gases in sea water distillers | |
| CN210001614U (en) | high-salt industrial wastewater external circulation evaporation separation complete equipment | |
| CN108413799A (en) | System for reducing steam external discharge capacity of boiler thermodynamic system | |
| CN110772816B (en) | Material evaporator with liquid level balance function | |
| TWI665000B (en) | Purification apparatus, and purification method for purifying carbon dioxide or nitrous oxide | |
| RU2594449C1 (en) | Vertical shell and tube heat exchanger with condensation of vapours in annular space | |
| CN204079501U (en) | A kind of integral type evaporation and crystallization system | |
| CN115364501B (en) | A water ring pump system for mixed nitrotoluene stripping process |