一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置制造方法及圖紙

一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，涉及一種用于拜耳法高壓溶出液濕法氧化脫除雜質的裝置。其裝置的結構包括：氧化反應罐，與氧氣供氣分管、氧化鋁高溫溶出反應釜的出料口、氧化反應罐進料管聯接的文丘里氣液混合器，與氧氣供氣分管聯接的供氣總管和中心控制器。本實用新型專利技術的裝置使氧氣和拜耳溶出漿液進入反應釜時經歷兩次高速流動混合過程，料漿高速流動產生的強剪切作用力使進入漿液的氧氣快速分散為大量微細氣泡，從而擴大了氣液兩相傳質界面面積，強化了氧氣的傳質效果，不僅增大濕法氧化的反應速度，而且提高了氧氣利用率，氧氣利用率可達到96%以上。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，涉及一種用于拜耳法高壓溶出液濕法氧化脫除雜質的裝置。
技術介紹
濕法氧化是一種能夠脫除溶液中有機物的有效方法，目前被廣泛用于污水處理等行業。在我國拜耳法氧化鋁生產中，由于某些鋁土礦中的有機物或硫含量偏高，對氧化鋁生產生了不利影響:如產出率降低、產品氧化鋁中鐵含量超標和設備腐蝕等。在氧化鋁高溫溶出過程中通入高壓氧氣可以有效消除礦石中有機物和硫對氧化鋁生產的不利影響。由于氧化鋁生產工藝的特點和濕法氧化的要求，拜耳法漿液濕法氧化需要在高溫、高壓、高堿濃度和通入氧氣的條件下進行，氧氣通入系統是濕法氧化工藝和技術的關鍵所在，在很大程度上決定了濕法氧化技術的安全性、可靠性和經濟性。國外已經有用于拜耳法漿液濕法氧化的工業化裝置，但由于國外采用的是純管道溶出技術，氧氣通入系統設計相對比較簡單，而我國多采用“管道預熱一停留罐溶出”或“管道預熱一高壓釜溶出”技術，由于工藝和裝備上的差異，高壓濕法氧化的氧氣通入系統需要重新設計。專利CN102616821A中涉及一種在氧化鋁高壓反應釜內通入壓縮空氣的通氣系統，該通氣系統的技術核心在于在拜耳法溶出反應釜下部安裝一個環形的氣體分布器，氣體分布器上開有多個廣5_的排氣小孔。用壓縮空氣作為氧化劑具有原料廉價的優點，但同時也存在空氣流量大、不凝性氣排放量大，熱損失大的缺點；而根據國外的工業應用經驗，用氧氣作為氧化劑，其經濟性要好于壓縮空氣。用氧氣作氧化劑的關鍵在于確保通氧系統的安全性、可靠性，強化氣液混合和傳質過程，提高氧氣利用率。
技術實現思路
本技術的目的就是為了提供一種能用氧氣作氧化劑的、氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，該裝置的優點是安全、可靠，氧氣利用率高。上述目的是通過下述方案實現的。—種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于其裝置的結構包括:氧化反應罐，該反應罐為一密閉的罐體，在反應罐上方設有進料管、減壓閥、氣體取樣管，在取樣管上依次設有環形冷凝管、減壓閥、取樣氣室和氣體濃度傳感器；在反應罐下部設有排料管；氣液混合器，該混合器為文丘里氣液混合器，所述的混合器的進氣端與氧氣供氣分管聯接，在供氣分管上設有止回閥、流量計和電磁流量調節閥；所述的混合器的進液端與氧化鋁高溫溶出反應釜的出料口聯接；所述的混合器的出料端與氧化反應罐進料管聯接；供氣總管上設有截止閥，該截止閥一端與供氣總管聯接，一端與該氧氣供氣分管聯接；中心控制器，該中心控制器為工控微機控制系統，該中心控制器的信號接收端分別與供氣分管上的流量計和氧化反應罐取樣管上的氣體濃度傳感器聯接；調節信號輸出端分別與供氣部管上的閥止閥和供氣分管上電磁流量調節閥聯接。本技術的一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于在位于氧化反應罐內的進料管端頭上設有高壓噴嘴，在高壓噴嘴正對下方設有半球形金屬塊。本技術的一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于所述的文丘里氣液混合器和高壓噴嘴用耐磨硬質合金制作，設計壓力為6 12MPa ;文丘里氣液混合器管喉處的設計流速為1.8 4.5m/s，料漿與氧氣的混合流經過高壓噴嘴時的設計流速為2.0 5.0m/s ο本技術的一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，將氧氣和拜耳溶出漿液進入氧化反應罐時經歷兩次高速流動混合過程，料漿高速流動產生的強剪切作用力使進入漿液的氧氣快速分散為大量微細氣泡，從而擴大了氣液兩相傳質界面面積，強化了氧氣的傳質效果，不僅增大濕法氧化的反應速度，而且提高了氧氣利用率，氧氣利用率可達到96%以上。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。具體實施方式一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其裝置的結構包括:氧化反應罐1，該反應罐為一密閉的罐體，在反應罐上方設有進料管2、減壓閥3、氣體取樣管4，在取樣管上依次設有環形冷凝管5、減壓閥6、取樣氣室7和氣體濃度傳感器8 ;在氧化反應罐下部設有排料管9 ；氣液混合器10，該混合器為文丘里氣液混合器，所述的混合器的進氣端與氧氣供氣分管11聯接，在供氣分管上設有止回閥12、流量計13和電磁流量調節閥14 ;所述的混合器的進液端與氧化鋁高溫溶出反應釜15的出料口聯接；所述的混合器的出料端與氧化反應罐進料管聯接；供氣總管16，該供氣總管上設有截止閥17，該截止閥一端與供氣總管聯接，一端與該氧氣供氣分管聯接；中心控制器18，該中心控制器為工控微機控制系統，該中心控制器的信號接收端分別與供氣分管上的流量計和氧化反應罐取樣管上的氣體濃度傳感器聯接；調節信號輸出端分別與供氣總管上的閥止閥和供氣分管上電磁流量調節閥聯接。本技術的一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，在位于氧化反應罐內的進料管端頭上設有高壓噴嘴19，在高壓噴嘴正對下方設有半球形金屬體20。操作時，來自氧化鋁高溫溶出反應釜溶出漿液和來自供氣總管、由供氣總管上的閥止閥、供氣分管的氧氣進入文丘里氣液混合器混合，再通過氧化反應罐進料管進入氧化反應罐，由進料管上的高壓噴嘴高速噴出，噴出料液與在高壓噴嘴正對下方設有半球形金屬體發生碰撞，進行二次混合，使氧氣與溶出液充分混合反應；反應后的料液由氧化反應罐下部設有的排料管排出。反應釜上方安裝排氣閥，可以定期排出蓄積在反應釜內部上方的不凝性氣體。為確保濕法氧化操作的安全性，本技術的裝置對氧化反應上方的不凝性氣體中的氧氣濃度進行在線監控。氧化反應罐內部上方的不凝性氣體從氧化反應罐排出后依次經過圓環形冷凝管和減壓閥進入到氣體取樣室內，氣體取樣室上安裝有高敏氧氣濃度傳感器。氧氣流量計和高敏氧氣濃度傳感器的流量和濃度信號被在線傳輸到中心控制器，中心控制器可以記錄和處理氧氣流量和濃度信號，并且可以向電磁流量調節閥和截止閥發出指令，使其執行相應動作:操作人員可以根據工藝參數的變化在中心控制平臺上輸入指令調節氧氣流量；當氧氣濃度超過某一極限或接受不到氧氣濃度信號時，中央控制器發出應急指令，關閉氧氣總管截止閥，確保安全操作。根據上述的氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于，文丘里氣液混合器和高壓噴嘴用耐磨硬質合金制作，設計壓力為6 12MPa ;文丘里氣液混合器管喉處的設計流速為1.8 4.5m/s，料漿與氧氣的混合流經過高壓噴嘴時的設計流速為2.0 5.0m/s ο氧氣流量信號被在線傳輸到中心控制器，操作人員可以根據工藝參數的變化在中心控制器上輸入指令調節氧氣流量；反應釜上方的不凝性氣體依次經過環形冷凝管、減壓閥降溫和減壓后進入氣體取樣室，壓力降低到80 200kPa，溫度降低到10 90°C。根據上述的氧化鋁高壓濕法氧化通氧系統，氣體取樣室上安裝在線高敏氧氣濃度傳感器將氧氣濃度隨時傳輸到中央控制器；當氧氣濃度超過某一極限或接收不到氧氣濃度信號時，中心控制器發出應急指令，關閉氧氣總管截止閥，確保安全操作。本技術適用于在拜耳溶出過程通入氧氣氧化脫除溶出漿液中的S2-及有機物。當拜耳法漿液中苛性 堿濃度Nk為100 300g/L，固含為60 250g/L，溶液中總有機碳含量為0.3 0.75g/L，氧氣純度彡96%，氧氣通入量0.30 1.45g/L，反應溫度200 280°C，時間0.5 6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于其裝置的結構包括：氧化反應罐，該反應罐為一密閉的罐體，在反應罐上方設有進料管、減壓閥、氣體取樣管，在取樣管上依次設有環形冷凝管、減壓閥、取樣氣室和氣體濃度傳感器；在反應罐下部設有排料管；氣液混合器，該混合器為文丘里氣液混合器，所述的混合器的進氣端與氧氣供氣分管聯接，在供氣分管上設有止回閥、流量計和電磁流量調節閥；所述的混合器的進液端與氧化鋁高溫溶出反應釜的出料口聯接；所述的混合器的出料端與氧化反應罐進料管聯接；供氣總管上設有截止閥，該截止閥一端與供氣總管聯接，一端與該氧氣供氣分管聯接；中心控制器，該中心控制器為工控微機控制系統，該中心控制器的信號接收端分別與供氣分管上的流量計和氧化反應罐取樣管上的氣體濃度傳感器聯接；調節信號輸出端分別與供氣部管上的閥止閥和供氣分管上電磁流量調節閥聯接。

【技術特征摘要】
1.種氧化脫除氧化鋁高溫溶出液中有機物及硫的裝置，其特征在于其裝置的結構包括: 氧化反應罐，該反應罐為一密閉的罐體，在反應罐上方設有進料管、減壓閥、氣體取樣管，在取樣管上依次設有環形冷凝管、減壓閥、取樣氣室和氣體濃度傳感器；在反應罐下部設有排料管； 氣液混合器，該混合器為文丘里氣液混合器，所述的混合器的進氣端與氧氣供氣分管聯接，在供氣分管上設有止回閥、流量計和電磁流量調節閥；所述的混合器的進液端與氧化鋁高溫溶出反應釜的出料口聯接；所述的混合器的出料端與氧化反應罐進料管聯接； 供氣總管上設有截止閥，該截止閥一端與供氣總管聯接，一端與該氧氣供氣分管聯接; 中心控制器，該中心控制器為工控微機控制系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹中林，武國寶，劉戰偉，路培乾，
申請(專利權)人：中國鋁業股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：