Оборудование электрометаллургического производства 1 страница
Рис. 70. Одноярусный сгуститель с центральным приводом
У сгустителей с гребковыми устройствами, закрепленными на центральной конструкции, клетка крепится к зубчатому колесу, которое посредством шарикового или гидростатического подшипника опирается на колонку. На колонне расположен привод – один или несколько электродвигателей, редукторы, промежуточные валы с шестернями.
Гребковые устройства изготовляют в виде крестовин. Гребки 3 установлены под углом, позволяющим перемещать осадок к центру. Каждый гребок перемещает материал на расстояние, достаточное для захвата его следующим, установленным ближе к центру.
Сгуститель с периферическим приводом отличается от сгустителя с центральным приводом тем, что ферма с гребковым механизмом опирается одним концом на кольцевую опору колонны, установленной в центре сгустителя, а другим – на тележку, движущуюся по монорельсу, который уложен по окружности сгустителя.
Характеристика одноярусных сгустителей приведена ниже.
| С центральным приводом | С периферическим приводом | |
| Размеры чана, м: | ||
| диаметр | 2,5 – 50 | 15 – 100 |
| высота | 1,5 – 5 | 3 – 7 |
| Площадь чана, м2 | 5 – 1950 | 175 – 7850 |
| Частота вращения гребковой рамы, мин-1 | 0,5 – 0,02 | 0,12 – 0,02 |
С целью экономии производственных площадей созданы и эксплуатируются многоярусные сгустители.
Многоярусные сгустители действуют в двух режимах: с параллельной и с последовательной работой ярусов. В первом случае каждый ярус питается пульпой, и с каждого яруса получают одинаковые сливы. Во втором случае сгущенная пульпа первого яруса поступает во второй ярус, где сгущается до меньшего отношения Ж:Т, а затем поступает в следующий ярус и т.д. По второй схеме осуществляют также методическую промывку шлама от первого к последнему ярусу.
Техническую характеристику отдельных типоразмеров одноярусных и многоярусных сгустителей можно найти в справочной литературе.
Характеристика многоярусных сгустителей приведена ниже.
Размеры чана, м:
диаметр........................……………… 2,2 – 20
высота........................………………… 5,4 – 12,7
Число ярусов. ....................………………..... 2; 3; 5
Поверхность осаждения, м2 ...........………... 11,4 – 1570,0
Частота вращения гребковой рамы, мин-1..... 0,7 – 0,1
2.1.2. ФИЛЬТРЫ
Процесс фильтрации осуществляют разделением на пористой фильтрующей поверхности пульпы и суспензий на фильтрат (жидкую фазу) и кек (твердую фазу). В качестве фильтрующей поверхности используют натуральные или синтетические ткани, минеральное волокно, пористую керамику.
Фильтрующие материалы должны соответствовать следующим требованиям: быть химически стойкими, иметь достаточную механическую прочность, задерживать твердые частицы пульпы определенного (наименьшего) размера.
В промышленности используют фильтры периодического и непрерывного действия.
2.1.2.1. ФИЛЬТР-ПРЕССЫ
Фильтр-прессы – это аппараты периодического действия. Наиболее распространены рамные и листовые фильтры.
Рабочими деталями рамного фильтр-пресса (рис. 71) служат попеременно собранные в пакет плиты 3 и полые рамы 2. Плиты и рамы укладывают на балки 5. Балки закреплены на стойке 8 и упорной плите 1. Между плитой и рамой укладывают фильтрующую ткань. Рабочее пространство (фильтровальная камера) образуется между рамой и двумя смежными плитами. Собранные камеры зажимают между упорной плитой и неподвижной плитой 4 винтом 6 вручную или гидравлическим зажимом 7. Пульпу подают в фильтр-пресс под давлением 0,2 – 0,3 МПа через канал 9, который сообщается с рамами питающими отверстиями. Фильтрат продавливается через фильтровальную ткань и по желобкам плит стекает к проточкам 10, а затем в сборник фильтрата. Осадок снимают вручную при разборке фильтра.
Рис. 71. Рамный фильтр-пресс
Производительность фильтр-пресса зависит от величины фильтрующей поверхности, физических свойств пульпы, характеристик фильтровальной ткани, продолжительности циклов фильтрования. Обычно производительность определяют по данным практики или ориентировочно по технической характеристике оборудования.
Характеристика рамных фильтр-прессов приведена ниже.
Фильтрующая поверхность, м2 ... 30 – 83
Размер рам, мм..................……..... 820 х 820; 820 х 520; 1000 х 1120
Число рам.........................……….. 22 – 42
Число плит........................……….. 21 – 41
Техническую характеристику отдельных типоразмеров фильтр-прессов можно найти в справочной литературе.
Рис. 72. Автоматический фильтр-пресс: 1 – натяжное устройство; 2 – коллектор для подачи пульпы; 3 – коллектор для отвода фильтрата; 4 – плита верхняя упорная; 5 – стяжки; 6 – фильтрующие плиты; 7 – ножи для съема осадка; 8 – ролики; 9 – нажимная плита; 10 – зажим электромеханический; 11 – нижняя опорная плита; 12 – камера регенерации; 13 – фильтровальная ткань; 14 – привод для перетяжки ткани; 15 – течка
Промышленность выпускает также автоматические фильтр-прессы (ФПАКМ). Такой фильтр-пресс показан на рис. 72. Пульпа поступает в коллектор под давлением 1,5 МПа с содержанием твердой фазы от 10 до 500 г/л распределяется по камерам фильтрования, образованным с одной стороны эластичной диафрагмой, а с другой – фильтровальной тканью, уложенной на перфорированном листе. После набора кека в камеры последовательно могут быть поданы промывной раствор и сжатый воздух. Фильтрат, промывной раствор и воздух отводятся в коллектор. Для уменьшения влажности осадка в пространство над диафрагмой подают под давлением воздух. После сжатия осадка плиты раздвигаются, перемещаясь вдоль стяжек. Осадок разгружается в образовавшиеся щели между плитами. Одновременно происходит перемещение фильтровальной ткани в рабочей зоне, т.е. замена отработанного участка на ткань, прошедшую через камеру регенерации. Смена операций сжатия плит, фильтрации, промывки осадка, его продувки, раздвигания плит, разгрузки осадка с перемещением фильтровальной ткани и ее регенерации осуществляется автоматически, что обусловливает значительно большую производительность автоматического фильтра по сравнению с фильтр-прессом. Автоматические фильтр-прессы характеризуются следующими данными: фильтрующая поверхность 2,5 – 25 м; ширина ткани 700 – 1200 мм; число фильтровальных плит 6; 12; 16.
Техническая характеристика отдельных типоразмеров приведена в справочной литературе.
2.1.2.2. ЛИСТОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
Листовые фильтры применяют для контрольной фильтрации алюминатного раствора. В настоящее время используют фильтры горизонтальные типа Келли и вертикальные ЛВ-130 и ЛВАЖ-125. Устройство и работу листового фильтра можно рассмотреть на примере фильтра ЛВ-130. Основным рабочим элементом фильтра (рис. 73) служит металлическая рама, обтянутая металлической сеткой. Фильтрующую поверхность создают нанесением на сетку целлюлозно-бумажной массы. Внутри рамы в прорези вставлен металлический лист, который служит дополнительным каркасом и направляющей для протекания фильтрата. Внутренняя полость рамы через штуцер соединена с коллектором для отвода фильтрата. Рамы размещены на некотором расстоянии друг от друга и находятся в герметизированном резервуаре, который заполнен суспензией.
Для фильтрования суспензии в корпус фильтра подают воздух под давлением 0,8 – 1,0 МПа. После набора осадка корпус промывают и осуществляют его смыв и разгрузку.
Фильтры ЛВАЖ-125 и ЛВАЖ-225 отличаются от ЛВ-130 способом удаления осадка (гидросмыв), облегченной конструкцией рам и пневматической системой управления клапанами.
Фильтры служат для контрольной фильтрации алюминатных растворов. В качестве фильтрующей поверхности может быть использована целлюлоза, нанесенная на металлическую сетку.
Рис. 73. Листовой вакуум-фильтр: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – байонетный затвор; 4 – механизм гидросмыва; 5 – фильтровальные рамы; 6 – коллекторы для отвода фильтра; 7 – ножевой механизм выгрузки осадка
Листовые фильтры характеризуются поверхностью фильтрации 50 – 130 м2; вместимостью 5,2 – 15,6 м3; числом рам 10 – 42.
2.1.2.3. БАРАБАННЫЕ ФИЛЬТРЫ
Барабанные фильтры – это вакуум-фильтры непрерывного действия с внешней или внутренней фильтрующей поверхностью. Такие фильтры эффективно используют для отделения кристаллической или аморфной твердой фазы.
Устройство барабанного вакуум-фильтра с внешней фильтрующей поверхностью показано на рис. 74. Основной рабочий орган фильтра представляет собой вращающийся перфорированный барабан, обтянутый фильтровальной тканью. Между перфорированным листом и поверхностью барабана продольными и радиальными ребрами образован ряд внутренних полостей – ячеек. Продольный ряд ячеек образует секцию, ячейки которой при помощи трубок соединены с коллекторными трубками. Таким образом, количество коллекторных трубок равно числу секций. Коллекторные трубки соединены с концевыми ячейковыми цапфами барабана. К концам цапф примыкают неподвижные распределительные головки. К торцам цапфы и головки крепятся сменные шайбы. Подвижная шайба имеет окна, число которых соответствует числу секторов фильтра. Неподвижная шайба снабжена окнами соответственно полостям головки. Изолированные друг от друга полости головки подсоединяют к вакуум-проводу (две полости), к трубе для отвода фильтрата (одна полость), к линии сжатого воздуха (две полости).
Рис. 74. Барабанный вакуум-фильтр: 1 – перфорированный барабан; 2 – труба для промывной воды; 3 – дренажная труба; 4 – коллекторная труба; 5 – цапфа; 6 – золотниковые шайбы; 7 – распределительная головка; 8 – мешалка; 9 – корыто; 10 – боковые стенки барабана; 11 – внутренний цилиндр; 12 – ячейка; 13 – нож для съема осадка
Таким образом, при вращении барабана, погруженного в пульпу примерно на 1/3 высоты, его секторы последовательно подключаются к указанным полостям, что определяет зону работы фильтра.
В зоне фильтрования под действием вакуума происходит наращивание кека и отделение фильтрата. В следующей зоне под действием вакуума при выходе осадка из ванны происходит его подсушка вследствие вытеснения из пор кека жидкости воздухом. В зоне отдувки под действием избыточного давления кек отделяется от фильтровальной ткани. Очистки ткани в зоне регенерации осуществляют сжатым воздухом. При необходимости промывки осадка его орошают сверху промывным раствором. В этом случае после зоны фильтрования следует зона промывки. Осадок снимают ножом со стороны входа фильтрующей поверхности в пульпу. Для предотвращения расслаивания пульпы в ванне фильтр снабжен мешалкой.
Толщина осадка на фильтре должна быть не менее 5мм, разрежение 60 – 70 кПа. Производительность вакуум-фильтра зависит от площади фильтрующей поверхности, величины погруженной в пульпу поверхности, частоты вращения барабана, физических характеристик пульпы, состояния фильтровальной ткани, величины вакуума и других факторов.
Характеристика барабанных вакуум-фильтров приведена ниже.
Площадь фильтрующей поверхности, м2 .......5 – 100
Размеры барабана, мм:
диаметр .......................…………….... 1800 – 4200
длина.............................……………… 960 – 7600
Частота вращения, мин-1 ................……….. 0,1 – 2
Техническая характеристика отдельных типоразмеров приведена в справочной литературе.
2.1.2.4. ДИСКОВЫЕ ВАКУУМ-ФИЛЬТРЫ
Дисковые вакуум-фильтры (рис. 75) служат для фильтрации концентрированных пульп, когда не требуется промывки осадка. Фильтрация осуществляется боковой поверхностью дисков, которые состоят из секторов с рифленой поверхностью покрытых фильтровальной тканью. Внутреннее пространство сектора соединено посредством дренажной трубки с продольным каналом полого вала. С торца к валу с одной или двух сторон прижаты распределительные головки, устроенные так же, как и у барабанного фильтра. Принцип работы дискового вакуум-фильтра аналогичен принципу работы барабанного фильтра.
Характеристика дисковых фильтров приведена ниже.
Фильтрующая поверхность,м2 ..... 9 – 250
Диаметр диска, м ......................…. 1,8 – 3,75
Число дисков ...........................…. 6 – 14
Частота вращения дисков, мин-1 . 0,1 – 0,9
Рис. 75. Дисковый вакуум-фильтр: 1 – вал; 2 – подшипник; 3 – перемешивающее устройство маятникового типа; 4 – диск; 5 – накладка для затяжки дисков; 6 – штуцер; 7 – распределительная головка; 8 – ванна (корыто)
Техническая характеристика отдельных типоразмеров дисковых вакуум-фильтров приведена в справочной литературе.
2.1.3. ЦЕНТРИФУГИ
Центрифуги используют для фильтрации пульп или осветления растворов, а также для отделения соды и поташа от маточного раствора. Центрифугирование – это наиболее интенсивный способ разделения суспензий или пульп.
Рабочим органом центрифуги является ротор (вращающийся барабан), на который вращение от электродвигателя передается посредством вала. Центрифуга является аппаратом периодического действия. Цикл работы состоит из загрузки пульпы, центрифугирования (в этот период происходит отделение жидкой фазы – фугата от твердого), разгрузки продуктов центрифугирования. В настоящее время используют автоматические фильтрующие горизонтальные центрифуги со съемом осадка ножом (рис. 76). Ротор в кожухе установлен на валу, закрепленном в станине. Внутри сварного ротора установлено дренажное сито. Между ситом и перфорированной поверхностью ротора проложена фильтровальная ткань. Ротор имеет две скорости вращения. Кожух центрифуги закрыт крышкой с установленными на ней механизмом съема осадка, регулятором уровня слоя осадка, загрузочной и промывной трубой, люками для осмотра и ремонта механизма. Автоматический режим работы обеспечивается станцией управления по заданной программе.
Рис. 76. Автоматическая горизонтальная центрифуга: 1 – ротор; 2 – кожух; 3 – механизм подъема ножа; 4 – вал; 5 – труба для слива фугата; 6 – течка для разгрузки твердой фазы
Ниже приведена техническая характеристика автоматической центрифуги.
Внутренний диаметр ротора, мм ... 630
Длина ротора, мм............................. 300
Вместимость ротора, л ................... 35
Максимальная загрузка, кг ............ 40
Частота вращения ротора, мин -1... 1850 – 932
Максимальный фактор разделения ... 1200
Мощность электродвигателя, кВт ...... 20,4 – 13,8
Масса центрифуги, кг.......................... 1179
Кроме автоматической центрифуги, в промышленности используют трехколонные вертикальные центрифуги с ручной разгрузкой и подвесные вертикальные саморазгружающиеся центрифуги с гравитационной разгрузкой. Диаметр их ротора от 600 до 1200мм, фактор разделения от 610 до 1200.
2.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ
Выщелачиванием называется процесс извлечения одного или нескольких составляющих твердого материала растворением его в жидком растворителе. Одновременно с выщелачиванием осуществляют также ряд других операций, связанных с переработкой полученных пульп и растворов.
Конструкция аппаратуры, применяемой при выщелачивании, определяется особенностями процесса – периодичностью или непрерывностью, температурным режимом и свойствами растворителей.
Периодический процесс выщелачивания характеризуется значительными затратами ручного труда, поэтому на современных предприятиях в большинстве случаев применяют непрерывные процессы.
Для осуществления процесса выщелачивания материалов при температуре, не превышающей 110 0С, используют агитаторы различных конструкций, трубчатые выщелачиватели, диффузоры, перколяторы.
При необходимости ведения процесса при температурах свыше 110 0С (в ряде случаев для ускорения процесса), применяют автоклавы различных конструкций.
2.2.1. ПЕРЕМЕШИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Несмотря на разнообразие технологических, целей, для которых применяют перемешивание, его назначение сводится к улучшению тепло- и массообмена, получению равномерных смесей нескольких жидкостей, жидкости и твердого тела, жидкости и газа. Основная задача перемешивания – равномерное распределение вещества или температуры в перемешиваемом объеме. Иногда перемешивание служит для эмульгирования одной жидкости в другой или диспергирования твердой фазы, а иногда для создания высоких скоростей среды около теплообменных поверхностей с целью интенсификации теплообмена.
Рис. 77. Перемешивающие устройства основных типов: а – лопастное; б – рамное; в – якорное; г – листовое; д – турбина открытого типа; е – турбина закрытого типа; ж - пропеллерное
Существуют три способа перемешивания: механическое, пневматическое и циркуляционное. На рис. 77 показаны основные типы устройств основных типов, используемых при механическом перемешивании.
В зависимости от частоты вращения перемешивающие устройства условно делят на тихоходные (лопастные, рамные, якорные и листовые) и быстроходные (турбинные и пропеллерные). Быстроходные имеют частоту вращения более 8 – 10 с-1.
Лопастные устройства относят к группе тихоходных. Их недостаток – малая интенсивность перемешивания и отсутствие значительных вертикальных потоков, вследствие чего их не рекомендуют применять для перемешивания тяжелых осадков и работы с расслаивающимися системами. Устройства просты по конструкции, обеспечивают удовлетворительное перемешивание при работе с вязкими пульпами. Для улучшения осевого перемешивания используют устройства с наклонными лопастями.
Рабочие параметры – отношение диаметра d лопастей к диаметру D аппарата 0,55 – 0,7; окружная скорость конца лопастей 1,5 – 5,0 м/с; вязкость перемешиваемой среды до 3 Паּс.
Рамные устройства рассматривают как разновидность лопастных, состоящих из двух горизонтальных лопастей, соединенных несколькими горизонтальными планками. Они обеспечивают удовлетворительное перемешивание пульп с большой вязкостью (до 10 Паּс) в агитаторах большой вместимости (до 100 м3). Отношение d/D = 0,65 – 0,8; окружная скорость 0,5 – 5 м/с.
Якорные устройства повторяют очертания аппарата, зазор между стенками и лопастями минимальный (d/D = 0,85 – 0,98). Лопасти таких мешалок создают интенсивное перемешивание непосредственно около стенок и очищаютих от налипшего осадка. Для особо вязких пульп (~ 10 Паּс) применяют устройства с дополнительными вертикальными планками.
Общие недостатки всех тихоходных устройств – громоздкость, значительные пусковые перегрузки, необходимость применения редукторов с большим передаточным отношением.
Листовые устройства применяют сравнительно редко, в основном для маловязких жидкостей (до 0,05 Паּс). Для улучшения перемешивания в лопастях делают отверстия.
Турбинные устройства – это быстроходные машины, работающие по принципу центробежного насоса. В отличие от описанных выше, сообщающих пульпе в основном круговое движение, турбинные устройства сообщают радиальное движение. По конструкции турбины делают открытыми и закрытыми. Закрытые турбины по оформлению мало отличаются от колеса центробежного насоса и подразделяются на устройства одно- и двухстороннего всасывания. Открытая турбина представляет собой диск с радиально расположенными лопатками, конструкция ее проще и поэтому применяется чаще.
Турбинные устройства обеспечивают весьма интенсивное перемешивание. Их можно применять при широком диапазоне вязкостей и плотностей перемешиваемых жидкостей, для подъема тяжелых суспензий, получения эмульсий, при химических процессах и др. Не рекомендуется использовать турбинные устройства для аппаратов большой вместимости. В аппаратах с турбинами обязательно установка отражательных перегородок (вертикальных планок, которые устанавливают радиально около стенок аппарата); если они отсутствуют, то образуется глубокая воронка, иногда достигающая дна аппарата, и перемешивание ухудшается. Обычно устанавливают четыре перегородки в виде радиально расположенных вертикальных планок шириной не более 0,1 D.
Рабочие параметры: d/D = 0,25 – 0,33; окружная скорость вращения 2,5 – 12 м/с, вязкость пульпы до 40 Паּс.
Пропеллерные устройства создают в аппарате значительные осевые потоки жидкости. Расстояние между двумя соседними витками винтовой линии на среднем диаметре называют шагом винта. Чем больше угол подъема лопасти, тем значительнее осевые потоки, но одновременно возрастает расход мощности на перемешивание. Пропеллерные устройства применяют для химических процессов растворения, эмульгирования, взмучивания и во многих других случаях. Для упорядочения потоков жидкости в аппарате и увеличения насосного действия пропеллера его целесообразно устанавливать внутри диффузора (направляющей трубы). Применяют пропеллеры различных видов. В некоторых случаяхих конструируют по типу воздушных пропеллеров с узкими лопастями, в других – по типу судовых гребных винтов с лопастями овальной формы. Пропеллеры некоторых конструкций имеют лопасти с прямыми кромками. Чтобы сохранить одинаковый шаг винта по всей длине лопасти, раньше лопасти изготовляли изогнутыми, т.е. уменьшали их угол наклона по мере увеличения диаметра. В настоящее время лопасти в некоторых случаях делают с прямыми, что существенно облегчает их изготовление. Пропеллерные устройства не применяют в аппаратах с плоским дном, так как в углах образуются застойные зоны.
Рабочие параметры пропеллерных устройств практически такие же, как у турбин, но окружная скорость вращения может достигать 16 м/с.
Устройства специальных типов. Наряду с перечисленными устройствами массового применения имеются различные специфические конструкции, например, всасывающие (импеллерные) и цепные перемешивающие устройства.
Импеллерные устройства обеспечивают хороший контакт газа с жидкостью при одновременном интенсивном перемешивании (рис. 78). Вал помещен внутри трубы, по которой подается воздух под небольшим избыточным давлением (в некоторых конструкциях воздух всасывается при вращении импеллера). На валу предусмотрен ряд лопастей, а на конце трубы установлен статор с лопастями. Наличие двух рядов лопастей (подвижного и неподвижного) обеспечивает хорошее перемешивание жидкости и газа. Для перемешивания особо вязких жидкостей применяют планетарные устройства. Лопасти их совершают сложное движение – вращение вокруг собственной оси и вращение вала вокруг оси аппарата. Взаимодействие двух движений приводит к тому, что лопасти описывают сложную траекторию. Недостатком планетарных устройств является многоступенчатый привод.
Цепное перемешивающее устройство (рис. 79) представляет собой центральный вал с траверсой, к которой на цепях подвешены волокуши из стальных блюмов или рельсов тяжелого профиля, и предназначено для хранения пульп с низким содержанием твердых веществ. Частота вращения вала в аппаратах малого объема составляет 7 – 10 мин-1, а в аппаратах большой вместимости 3 – 4мин-1.
При выборе типа перемешивающего устройства необходимо учитывать не только его форму, но и создаваемыеим потоки. Например, лопастное устройство с прямыми лопастями при большой частоте вращения создает значительные радиальные потоки, т.е. работает как турбинное. Лопастное устройство с наклонными лопастями при большой частоте вращения и значительном угле наклона лопастей приближается по своему режиму работы к пропеллерным.
Перемешивающие устройства обычно устанавливают по оси аппарата, однако практика показывает, что небольшой эксцентриситет при установке существенно не влияет на качество перемешивания. В сосудах большой вместимости устанавливают несколько валов, располагаяихравномерно по площади аппарата. Если требуется не столь интенсивное перемешивание, а лишь незначительная циркуляция жидкости в большом объеме, возможна установка перемешивающих устройств сбоку от аппарата. Если высота аппарата велика по сравнению с его диаметром, то на одном валу устанавливают несколько устройств (два, три, а иногда и четыре). Перемешивающие устройства изготовляют из различных металлических и неметаллических материалов с достаточной механической прочностью. Наиболее распространены стальные сварные конструкции. Устройства сложной конфигурации отливают из чугуна. Реже для их изготовления применяют цветные металлы и пластмассы.
| Рис. 78. Перемешивающее устройство импеллерного типа: 1 – труба; 2 – надимпеллерный диск; 3 - импеллер | Рис. 79. Цепная мешалка: 1 –корпус; 2 – труба сифона; 3 – редуктор; 4 – электродвигатель; 5 – волокуша; 6 – вал; 7 – цепи; 8 – корпус подшипника |
В простейших конструкциях лопасти приваривают непосредственно к валу. Однако, как правило, рабочие элементы крепят на валу с помощью разъемных соединений.
Пневматическое перемещение является малоинтенсивным процессом и применяется в тех случаях, когда по каким-либо причинам невозможно механическое или требуется обеспечить контактирование жидкой среды с газовой фазой.
Перемешивание сжатыми газами осуществляют в аппаратах, снабженных специальными устройствами – барботером или центральной аэролифтной трубой. Барботер представляет собой расположенные по дну аппарата трубы с отверстиями, через которые осуществляется барботаж газа (рис. 80, а). При аэролифтном перемешивании газ попадает в центральную трубу (рис. 80, б). Пузырьки газа увлекают за собой находящуюся в трубе пульпу, которая затем опускается вниз в кольцевом промежутке между стенками аппарата и трубой, обеспечивая перемешивание.
Рис. 80. Схемы устройства для пневматического перемешивания: а – виды барботеров; б – аппарат с центральной аэролифтной трубой; 1 – центральная секционированная труба; 2 – корпус аппарата
В аппаратах с переменным уровнем пульпы целесообразно устанавливать секционные аэролифты, у которых труба разделена на секции. При изменении уровня пульпы соответственно изменяется уровень подъема газопульповой смеси. Подобная система позволяет оптимизировать расход электроэнергии, который при пневматическом перемешивании весьма значителен.
Аэролифтное перемешивание широко применяют в резервуарах больших диаметров (коррекционные и сборные бассейны, декомпозеры и др.). Для более равномерного перемешивания устанавливают на равном расстоянии три – четыре периферийных аэролифта. Кроме перемешивающих аэролифтов, аппараты большой вместимости снабжены транспортными аэролифтами для перекачивания пульпы.
Расход воздуха при перемешивании достаточно плотных пульп составляет 0,9 – 1,2 м3/мин на 100 м3 объема. В зависимости от высоты резервуара давление воздуха колеблется в пределах 0,12 – 0,4 МПа.
Пневмомеханическое перемешивание применяют для перемешивания пульп с высоким содержанием песковых фракций и в случае, когда необходимо достаточно интенсивное перемешивание при небольшом расходе газового реагента.
Конструкции механических устройств для такого перемешивания могут быть различными. Например, цепные устройства с центральным аэролифтом при частоте вращения 2,5 – 3,7 мин-1, требуют давление воздуха 0,06 – 0,22 МПа; пропеллерные (или импеллерные) с периферийным аэролифтом работают при частоте вращения 130 – 200 мин-1 с расходом газовой фазы 0,5 – 1,5 мз/мин. Можно подвести газовую фазу для барботажа также под турбинные, лопастные и другие перемешивающие устройства.
2.2.2. СХЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ РЕАКТОРОВ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ МАТЕРИАЛОВ
Современные мощные предприятия оснащают непрерывно действующими нитками реакторов, что позволяет увеличить производительность оборудования и осуществить автоматическое регулирование процесса. Существует несколько различных схем непрерывно действующих установок.