专利名称：三水铝土矿矿浆管道化溶出装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金化工领域，具体涉及一种90— 100万吨三水矿管道化溶出系统，适用于氧化铝生产过程中矿浆的溶出工序。
背景技术：
目前国内采用三水铝土矿生产氧化铝的企业大都采用矿浆管道化预热、压煮器停留反应的工艺方案，产能较低(如每组溶出进料量500-600m3/h，最大年产能50万吨)、能耗较高(蒸汽消耗大于1.3t/t.Al203)。该工艺方案的系统装置流程示意图如图1所示，该装置包括离心泵、套管系统、压煮器系统、闪蒸槽系统、稀释槽和冷凝水系统；所述离心泵连接套管系统，套管系统依次连接压煮器系统、闪蒸槽系统和稀释槽系统，闪蒸槽系统的蒸汽出口经套管系统与冷凝水系统连接；所述套管系统主要由一级预热套管、二级预热套管、三级预热套管和新蒸汽加热套管依次串联而成；所述压煮器系统由5台串联的压煮器组成；所述闪蒸槽系统由3台串联的闪蒸槽组成，所述冷凝水系统由多台冷凝水罐组成。具体流程为原矿浆经离心泵PdlOl被送入依次串联的预热套管Ral01、Ral02和Ral03，分别与3台串联的闪蒸槽Ntl01、Ntl02和Ntl03产生的二次蒸汽进行换热后被加热到110°C左右，再进入新蒸汽加热套管Ral04，被锅炉送来的0. 6Mpa新蒸汽加热到140 — 150°C，随后料浆进入依次串联的五台压煮器I al05、I al06、I al07、I al08和I al09，在此停留40 — 60分钟左右完成溶出反应。接着140 - 150°C的溶出料浆被送入依次串联的3台闪蒸槽Ntl03、Ntl02 和NtlOl降温至115°C后进入稀释槽TtlOl，在稀释槽TtlOl内与一次洗液混合稀释成为稀释料浆，再经泵Pcl07送往沉降系统。三台闪蒸槽Ntl01、Ntl02和Ntl03产生的二次蒸汽分别作为三台预热套管RalOl、Ral02和Ral03的热源，把原矿浆逐渐加热到110°C左右的预热温度，产生的冷凝水分别经冷凝水罐Npl01、Npl02和Npl03送往沉降工序洗赤泥。 新蒸汽加热套管Ral04所用热源是来自锅炉的0. 6Mpa新蒸汽，换热后产生的140 — 158°C 冷凝水经冷凝水罐Npl04送往锅炉回收利用，在被污染的情况下可被送往沉降洗赤泥。现有技术存在的缺陷(1)采用离心泵向溶出工序供料，流量不稳定，离心泵故障率较高；(2)采用压煮器，投资成本较高；(3)压煮器存在料浆返混现象，影响溶出率；(4) 氧化铝年产量偏低，最大年产能为50万吨左右；(5)新蒸汽消耗高，大于1.3t/t.Al203。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，该装置占地面积小、投资成本低、产能高，运转率达到95%以上。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，其包括隔膜泵、套管系统、闪蒸槽系统、稀释槽和冷凝水系统；所述隔膜泵连接套管系统，套管系统依次连接闪蒸槽系统和稀释槽系统，闪蒸槽系统的蒸汽输出管经套管系统与冷凝水系统连接(即闪蒸槽系统的蒸汽输出管接套管系统、换热后的冷凝水进入冷凝水系统)；所述套管系统为两小组并联套管，每小组并联套管主要由一级预热套管、二级预热套管、新蒸汽加热套管和管道反应停留管依次串联而成。具体的，所述溶出装置还包括脱硅系统和并联的原矿浆预热套管，该原矿浆预热套管经脱硅系统与隔膜泵相连；所述两小组并联套管共用一套闪蒸槽系统，所述闪蒸槽系统包括三台依次串联的闪蒸槽，首台闪蒸槽与管道反应停留管连接，末台闪蒸槽与稀释槽连接，所述末台闪蒸槽的蒸汽输出管经原矿浆预热套管与冷凝水系统连接。所述一级和二级预热套管同为4程4套管，其中内管规格φ 168X6 mm、L=81m， 级长320m，外管Φ530Χ10 mm、L=80m ；所述新蒸汽加热套管为16程4套管，其中内管规格Φ 168 X 6 mm、L=81m，级长1280m，外管Φ 530 X 10 mm, L=80m ；所述管道反应停留管规格 Φ 530 X 10 mm, L=80m，级长 1120m ;L 代表长度。本实用新型溶出装置的的关键点(1)采用隔膜泵向溶出供料，稳定流量、保证系统较高运转率。(2)机组进料量1200 - 1300m3/h，氧化铝年产能达到90 — 100万吨。(3)采用原矿浆预热套管，使原矿浆与末台闪蒸槽的二次蒸汽换热，达到废热回收利用目的。(4) 用管道反应停留管代替压煮器，节约投资，并避免浆料返混现象，提高溶出率。(5)多台闪蒸槽阶梯布置，位差lm，可以有效避免二次蒸汽带料。本实用新型方案的特点(1)脱硅矿浆经两小组并联套管加热和溶出后，合流进入共用的一套闪蒸槽系统；这样布置紧凑，占地面积小，产能大。(2)两小组并联套管可以同时在线运行，需要清理检修时在线隔离切换。(3)由于三水铝土矿溶出温度低、结疤轻、磨损小，机组运行周期可以延长到4个月以上，甚至6个月，因此完全可以实现在线隔离和系统共用。运转率可以保障95%以上。该方案充分考虑到三水铝土矿的溶出性能，在管道反应停留管内的溶出温度为 145°C左右、反应停留20min左右，采用全管道停留溶出。机组运转4个月后，分2次在线隔出溶出套管系统，采用高压水洗或酸洗清理新蒸汽套管；机组运转8个月后，分2次在线隔出溶出套管系统，采用高压水洗或酸洗清理全部套管；生产时根据实际情况而定。和现有技术相比，本实用新型所述三水铝土矿矿浆管道化溶出装置的优点(1)用隔膜泵代替离心泵向溶出系统供料，保障机组稳定运行。(2)用管道反应停留管代替压煮器，以降低投资成本、避免料浆返混现象。(3)套管系统采用4套管(即一根外管内套4根内管，内管走料浆、内管与外管之间走蒸汽)，达到加热面积最大化、管道最短化。(4)套管系统采用两小组并联套管，合流后进入共用的1套闪蒸槽系统，这样节约投资，可以使单组溶出系统产能更高，氧化铝年产能达到90—100万吨。(5)采用全管道化溶出，降低能耗，0. 6Mpa低压蒸汽单耗约0. 97t/t. A1203。
图1为现有技术所用溶出系统的结构示意图；图2为本实用新型所述溶出装置的结构示意图；图3为本实用新型所述溶出装置的平面布置图；图4为本实用新型所述溶出装置的立面图1 ；[0024]图5为本实用新型所述溶出装置的立面图2。
具体实施方式
以下通过实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型的保护范围不限于此。实施例1—种三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，如图2 — 5所示，其包括隔膜泵、套管系统、 闪蒸槽系统、稀释槽和冷凝水系统；所述隔膜泵连接套管系统，套管系统依次连接闪蒸槽系统和稀释槽系统，闪蒸槽系统的蒸汽输出管接预热套管系统、换热后的冷凝水进入冷凝水系统。所述冷凝水系统由冷凝水罐Npl04和3台串联的冷凝水罐Npl01、Npl02及Npl03组成。所述套管系统为两小组并联套管，一组套管主要由一级预热套管Ral02A、二级预热套管Ral03A、新蒸汽加热套管Ral04A和管道反应停留管Ral05A依次串联而成；另一组套管则由一级预热套管Ral02B、二级预热套管RaKXBB、新蒸汽加热套管Ral04B和管道反应停留管Ral05B依次串联而成。隔膜泵PdlOlA与一级预热套管Ral02A相连，隔膜泵PdlOlB与一级预热套管Ral02B相连。上述溶出装置还包括配套的脱硅系统TdlOl (其由串联的4 - 8台脱硅槽组成)和并联的两级原矿浆预热套管RalOlA和RalOlB，该原矿浆预热套管RalOlA和RalOlB将原矿浆预热到91°C后进入脱硅系统，脱硅系统分别与隔膜泵PdlOlA、PdlOlB相连，将脱硅矿浆送入溶出系统。所述两小组并联套管共用一套闪蒸槽系统，所述闪蒸槽系统由三台依次串联的闪蒸槽Ntl03、Ntl02和NtlOl组成，首台闪蒸槽Ntl03与管道反应停留管Ral05A和 Ral05B连接，末台闪蒸槽NtlOl与稀释槽TtlOl连接，所述末台闪蒸槽NtlOl的蒸汽输出管接原矿浆预热套管RalOlA和RalOlB，换热后的冷凝水进入冷凝水罐NplOl。本实用新型溶出装置具体配置如下，其溶出主要设备配置表见表1 ①每组溶出设计进料量1200 m3/h,最大进料量1300m3/h，机组设计运转率95%，氧化铝年产能90 - 100万吨。②溶出管道系统总长3040m，最大工作压力2.621 Mpa，隔膜泵设计压力 3. 0-5. OMpa0③套管系统包含两小组并联套管，每小组套管包含原矿浆预热套管RalOlA/B、 一级预热套管Ral02A/B、二级预热套管Ral03A/B、新蒸汽加热套管Ral04A/B (分别含2根冷凝水换热套管)、管道反应停留管Ral05A/B ；全部采用4套管。④两小组并联套管共用3台闪蒸槽Ntl01、Ntl02及Ntl03、l台稀释槽Ttl01、3台稀释后槽及其它配套设备；所有套管内管采用Φ168Χ6 mm无缝钢管，外管采用Φ530Χ10 mm螺旋焊管，管道反应停留管采用Φ 530 X 10 mm无缝钢管。⑤溶出套管系统厂房分6层，第一、二层安装管道反应停留管Ral05A/B，第三、四层安装新蒸汽加热套管Ral04A/B，第五、六层安装二次汽预热套管Ral02A/B、Ral03A/B以及原矿浆预热套管RalOlA/B。⑥闪蒸槽呈阶梯布置，每台之间位差1000mm，以避免闪蒸槽带料；闪蒸槽布置在溶出套管的进汽端，可以缩短套管进汽管道长度，降低热损耗。⑦冷凝水罐布置在套管系统的侧面，并尽可能靠近套管出水端。[0037]⑧稀释后槽呈阶梯布置，位差1000mm，采用直通溜槽连接。本发明所述溶出装置的工作流程如下步骤一来自原料磨的原矿浆进入并联的原矿浆预热套管RalOlA和RalOlB，与来自末台闪蒸槽NtlOl的蒸汽换热后被预热到91°C，预热后的原矿浆送入脱硅系统TdlOl反应停留4h以上成为脱硅矿浆。步骤二 脱硅矿浆通过并联的隔膜泵PdlOlA和PdlOlB分为两路，被送入溶出装置的两小组并联套管。用隔膜泵PdlOlA输出的脱硅矿浆依次经过一级预热套管Ral02A、二级预热套管Ral03A、新蒸汽加热套管Ral04A和管道反应停留管Ral05A ；用隔膜泵PdlOlB 输出的脱硅矿浆依次经过一级预热套管Ral02B、二级预热套管RalOIBB、新蒸汽加热套管Ral04B和管道反应停留管Ral05B ；加热到145°C的料浆在管道反应停留管Ral05A和 Ral05B内停留20分钟以上完成溶出反应。
表1,溶出主要设备配置表
权利要求1.一种三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，其特征在于，该溶出装置包括隔膜泵、套管系统、闪蒸槽系统、稀释槽和冷凝水系统；所述隔膜泵连接套管系统，套管系统依次连接闪蒸槽系统和稀释槽，闪蒸槽系统的蒸汽输出管经套管系统与冷凝水系统连接；所述套管系统为两小组并联套管，每小组套管主要由一级预热套管、二级预热套管、新蒸汽加热套管和管道反应停留管依次串联而成。
2.如权利要求1所述三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，其特征在于，所述溶出装置还包括脱硅系统和并联的原矿浆预热套管，该原矿浆预热套管经脱硅系统与隔膜泵相连；所述两小组并联套管共用一套闪蒸槽系统，所述闪蒸槽系统包括三台依次串联的闪蒸槽，首台闪蒸槽与管道反应停留管连接，末台闪蒸槽与稀释槽连接，所述末台闪蒸槽的蒸汽输出管经原矿浆预热套管与冷凝水系统连接。
3.如权利要求1或2所述三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，其特征在于，所述一级和二级预热套管同为4程4套管，其中内管规格Φ 168X6 mm、L=81m、级长320m，外管规格 Φ530Χ10 mm、L=80m;所述新蒸汽加热套管为16程4套管，其中内管规格Φ 168X6 mm、 L=81m，级长1280m，外管Φ530X 10 mm, L=80m ；所述管道反应停留管规格Φ530Χ 10 mm, L=80m，级长1120m ；L代表长度。
专利摘要本实用新型涉及一种三水铝土矿矿浆管道化溶出装置，其包括隔膜泵、套管系统、闪蒸槽系统、稀释槽和冷凝水系统；所述隔膜泵连接套管系统，套管系统依次连接闪蒸槽系统和稀释槽，闪蒸槽系统的蒸汽输出管经套管系统与冷凝水系统连接；所述套管系统为两小组并联套管，每小组并联套管主要由一级预热套管、二级预热套管、新蒸汽加热套管和管道反应停留管依次串联而成。该溶出装置占地面积小、投资成本低、产能高，运转率达到95%以上，氧化铝年产达到90—100万吨。
文档编号C01F7/02GK202175568SQ20112027151
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者冯雨田 申请人:三门峡巨新冶金技术有限公司