Обжиг молибденового концентрата на заводе (стр. 13 из 25)

Технический результат – повышение эффективности очистки газов.

Патент № 2 040 953

Скруббер Вентури

Реферат:

Использование: тепломассообменные аппараты в химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности, предназначенные для мокрой очистки газов от твердых, жидких и газообразных примесей, а также охлаждения и конденсации паров, проведения химических реакций в системе газ–жидкость–твердое. Сущность изобретения: скруббер Вентури включает конфузор с конической вставкой в виде многовитковой спирали из гофрированного листового материала с расположением гофров поперек направлению движения потока, горловину, диффузор и форсунку орошения, при этом спираль образована спаренным листовым материалом, причем листы соединены между собой вершинами гофров, а канал, образованный между витками, выполнен из конфузорного и диффузорного участков, верхняя кромка спаренных листов снабжена заборным отверстием для жидкости, а вершины гофров, образующих горловины каналов, снабжены эжекционными отверстиями.

Технический результат – повышение качества очистки газа, за счет интенсификации движения газа через вставку конфузора с последовательным расширением и сжатием, что облегчает отрыв пленочной жидкости, стекающей вниз по поверхности листов, и ее распыление в потоке газа.

Патент № 2 010 590

Скруббер

Формула изобретения:

Скруббер, содержащий корпус, частично заполненный жидкостью, вертикальную трубу Вентури, подающий тангенциальный патрубок, эжекторную оросительную вставку, установленную в конфузоре трубы Вентури, каплеуловитель в виде обратного усеченного конуса, расположенный соосно на диффузоре трубы Вентури и снабженный в верхней части отводящим патрубком, завихритель, бак абсорбента с крышкой, соединенный с оросительной вставкой, и выполненный с переливной трубой, отличающийся тем, что бак абсорбента установлен над конфузором трубы Вентури, оросительная вставка выполнена в виде нисходящей спиральной ленты, изогнутой по поверхности конуса, прикрепленной по основанию конуса к нижней части наружной стенки бака абсорбента, и снабжена штоком, жестко прикрепленным к витку ленты в вершине конуса и соединенным на резьбе с крышкой бака абсорбента, усеченный конус каплеуловителя размещен в корпусе, меньшим основанием на уровне и с зазором к нижней части трубы Вентури, с образованием кармана и выполнен с углом раскрытия 7-8

, при этом завихритель размещен в кольцевом зазоре между трубой Вентури и внутренней стенкой каплеуловителя, отводящий патрубок каплеуловителя подведен тангенциально, а переливная труба бака абсорбента сообщена с полостью кармана.

Технический результат – изменение расхода абсорбента осуществляется одновременно с изменением объема очищаемого газа, при этом подача абсорбента происходит за счет разряжения, создаваемого эжекцией абсорбента из дополнительного бака, а процесс каплеулавливания интенсифицирован благодаря расширению конусной части каплеуловителя в верхней части, что позволяет достичь поставленную цель – повышение очистки путем улучшения эксплуатационных характеристик.

Вывод

Патентный поиск был проведен по теме: «Скруббер для очистки газов» по России с 1986 по 2008 гг. В результате поиска было найдено 9 изобретений. Все найденные технические решения направлены на повышение эффективности и качества очистки газов.

Проанализировав вышеуказанные изобретения, было решено использовать «Скруббер Вентури» (патент № 2 040 953).

Преимуществом предложенного изобретения является повышение качества очистки газа, за счет интенсификации движения газа через вставку конфузора с последовательным расширением и сжатием, что облегчает отрыв пленочной жидкости, стекающей вниз по поверхности листов, и ее распыление в потоке газа.

ГЛАВА 4. Автоматизация

Решающим фактором, обеспечивающим высокие технико-экономические показатели процесса обжига молибденитового концентрата в печи КС, является соблюдение оптимальных условий его прохождения.

Как показывает практика, управление технологическим процессом в печи КС без применения средств автоматизации затруднено и приводит к частым его нарушениям, к неполному использованию энергетических возможностей печи по производительности и качеству конечных продуктов обжига. Полное использование всех возможностей процесса обжига, ведение его в наивыгоднейших режимах, обеспечивающих наибольший эффект как по производительности, так и по качеству готовой продукции и экономичности, возможной лишь при комплексной автоматизации.

Обеспечение надежного объективного контроля над ходом процесса обжига является основным и необходимым условием для создания системы автоматического управления этим процессом, обеспечивающей высокие качественные показатели. Система автоматического контроля должна охватывать параметры, по которым можно объективно оценить ход процесса обжига и своевременно принять верное решение по устранению возникающих нарушений режима. В первую очередь необходимо контролировать параметры, влияние которых на процесс наиболее значимо.

Рассмотрение параметров процесса обжига молибденитового концентрата в печи КС и их оценка позволяет сделать выводы относительно необходимости их автоматического контроля.

В задачу изучения печи КС как объекта автоматического регулирования входит нахождение основных технологических параметров, определяющих ход процесса, возможность и необходимость их автоматического контроля.

4.1. Описание технологического процесса с установкой очистки газа как объект регулирования

Обжиг молибденитового концентрата производят с целью перевода сульфида молибдена в оксид молибдена - легкорастворимое в аммиачной воде соединение. При температуре выше 500°С молибденит интенсивно окисляется кислородом воздуха с образованием трехокиси молибдена по суммарной экзотермической реакции:

MoS₂ + 3,5О₂ = МoО₃ + 2SО₂ + Q_ккал

Реакция протекает с выделением тепла, что обеспечивает возможность проведения процесса за счет теплоты реакции. При окислении частицы Мо покрываются пленкой триоксида молибдена, через которую кислород свободно проникает при температуре 550-600°С, при такой температуре пленка пористая и не препятствует протеканию процесса окисления.

Кинетика и химизм окисления молибденита

При температурах выше 500°С минерал молибденит интенсивно взаимодействует с кислородом с образованием триоксида молибдена по суммарной реакции

MoS₂ + 3.5О₂

МоО₃ + 2SО₂; Н°298 = -956,0 кДж/моль.

Скорость и закономерности окисления MoS₂ при различных температурах зависят от структуры оболочек твердых продуктов реакции. При 550-600°С оболочка триоксида молибдена пористая и не оказывает существенного диффузионного сопротивления. Окисление протекает во времени с постоянной скоростью (при 600°С линейная скорость окисления, К = 0,0085 мм/мин). Процесс проходит в кинетической области, энергия активации реакции окисления Е = 180 кДж/моль. При 500°С оксидная оболочка более плотная; по мере ее утолщения происходит переход от кинетического режима к промежуточному, а затем к чисто диффузионному. При 400°С оксидная оболочка плотная и механически отделяет поверхность минерала от газовой фазы.

Первоначальным актом взаимодействия кислорода с дисульфидом молибдена является химическая адсорбция молекул кислорода на активных участках поверхности минерала. Высокая концентрация активных центров характерна для полупроводников, к которым относится молибденит (энергия, необходимая для нарушения валентной связи и перехода электрона в зону проводимости, у MoS₂ равна 0,7 эВ). Примеси и дефекты в кристаллической решетке увеличивают число активных центров.

Изучая кинетику окисления в кипящем слое частиц чистого молибденита и гранул молибденитового концентрата крупностью 0,5-2,6 мм, имевших пористость 55%, навеску вводили в кипящий слой инертного материала – кварцевого песка, что обеспечивало изотермические условия снятия кинетических кривых по количеству выделившегося сернистого газа. Кинетические кривые для гранул различной крупности при одинаковых температурах совершенно идентичны. Из этого следует, что окисление идет одновременно во всем объеме гранулы, т.е. одновременно окисляются все частицы молибденита, находящиеся в пористой грануле. Поэтому кинетические кривые негранулированного и гранулированного концентратов совпадают.