一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置制造方法
【专利摘要】一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，涉及一种在氧化铝高温溶出过程中通入高压氧气消除矿石中有机物和硫对氧化铝生产的不利影响的装置。其特征在于其装置的结构包括：高压氧气缓冲罐，管式混合反应器，一端与高压氧气缓冲罐出气口联接、另一端穿入管式混合反应器进料口端管壁的氧气输送管。本实用新型的装置利用料浆在管内高速流动产生的强剪切作用力使进入浆液的氧气快速分散为大量微细气泡，扩大了气液两相传质界面面积，强化了氧气的混合分散效果，不仅增大湿法氧化的反应速度，而且提高了氧气利用率，氧气利用率可达到97%以上。
【专利说明】一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置
【技术领域】
[0001] 一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，涉及一种在氧化铝高温溶出过程中 通入高压氧气消除矿石中有机物和硫对氧化铝生产的不利影响的装置。
【背景技术】
[0002] 在拜耳法氧化铝生产中，由于某些铝土矿中的有机物或硫含量偏高，对氧化铝生 产生了不利影响：如产出率降低、产品氧化铝中铁含量超标和设备腐蚀等。在氧化铝高温溶 出过程中通入高压氧气可以有效消除矿石中有机物和硫对氧化铝生产的不利影响。由于氧 化铝生产工艺的特点和湿法氧化的要求，拜耳法浆液湿法氧化需要在高温、高压、高碱浓度 和通入氧气的条件下进行，通氧装置是湿法氧化工艺和技术的关键所在，在很大程度上决 定了湿法氧化技术的安全性、可靠性和经济性。
[0003] 专利CN102616821A中涉及一种在氧化铝高压反应釜内通入压缩空气的通气系 统，该通气系统的技术核心在于在拜耳法溶出反应釜下部安装一个环形的气体分布器，气 体分布器上开有多个1~5_的排气小孔。用压缩空气作为氧化剂具有原料廉价的优点，但 同时也存在空气流量大、不凝性气体排放量大，热损失大的缺点；用氧气作为氧化剂，其氧 化效果和经济性等要好于压缩空气。用氧气作氧化剂的关键在于确保通氧系统的安全性、 可靠性，强化气液混合和传质过程，提高氧气利用率。专利CN201220628618. 9中涉及一种 在高温拜耳法溶出浆液中通入氧气的装置，该装置主要是利用文丘里气液混合器和喷嘴等 装置以改善氧气在高温拜耳法溶出浆液中的分散效果，该套装置的氧气分散效果较好，但 是该套装置制作时对设备的材质和加工精度要求较高，因而对其推广应用产生了一定影 响。专利CN201320406817. X中涉及到了一种在氧化铝生产过程中的低压氧化脱硫装置，该 装置主要是利用文丘里气液混合器、特殊的稀释槽内部结构以改善氧气在拜耳法稀释浆液 中的分散效果。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种氧气分散效果 好，安全可靠，效率高，设计制作简单，设备材质和加工精度要求低，利于推广应用的控制氧 化铝高温溶出有机物和硫的装置。
[0005] 上述目的是通过下述技术方案实现的。
[0006] 一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于其装置的结构包括：
[0007] 高压氧气缓冲罐，该缓冲罐为一密闭的罐体，在缓冲罐上设有高压氧气进气管、疏 水阀、高压气体排气口；
[0008] 管式混合反应器，该管式混合反应器为密闭的圆筒形管道，一端设有进料口，另一 端设有排料口；
[0009] 氧气输送管，该输送管一端与高压氧气缓冲罐排气口联接，另一端穿入管式混合 反应器进料口端的管壁。
[0010] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所述的氧 化输送管，进入管式混合反应器，其端头设有氧气喷嘴；所述喷嘴轴线与管式混合反应器中 心轴线上重合。
[0011] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所述的管 式混合反应器为若干个，其管式混合反应器或安装在高温拜耳法料浆进入反应釜进料管 上，或安装在第一级自蒸发器之前的管道上，或安装在串联的反应釜的联接管上。
[0012] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所述的管 式混合反应器为1?4个。
[0013] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，与传统的高温拜耳法 溶出工艺装备的适配性较好，可以在氧化铝溶出过程从若干个工艺点加入氧气，使氧气和 拜耳法溶出浆液进入管式氧气混合反应器内，利用料浆在管道内高速流动产生的强剪切作 用力使进入浆液的氧气快速分散为大量微细气泡，扩大了气液两相传质界面面积，强化了 氧气的传质效果，提高了氧气利用率，氧气利用率可达到97%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的结构示意图：
[0015] 图2为管式氧气混合反应器的进气管与氧气混合反应器的联接示意图。
【具体实施方式】
[0016] 一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其装置的结构包括：
[0017] 高压氧气缓冲罐1，该缓冲罐为一密闭的罐体，在缓冲罐上设有高压氧气进气管 2、疏水阀3、高压气体排气口；
[0018] 管式混合反应器4,该管式混合反应器为密闭的圆筒形管道，一端设有进料口，另 一端设有排料口；
[0019] 氧气输送管5,该输送管一端与高压氧气缓冲罐排气口联接，另一端穿入管式混合 反应器进料口端的管壁。
[0020] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，所述的氧化输送管， 进入管式混合反应器，其端头设有氧气喷嘴6 ;所述喷嘴轴线与管式混合反应器中心轴线 上重合。
[0021] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所述的管 式混合反应器为若干个，其管式混合反应器或安装在高温拜耳法料浆进入反应釜进料管7 上，或安装在第一级自蒸发器之前的管道8上，或安装在串联的反应釜9的联接管上。
[0022] 本实用新型的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，所述的管式混合反应 器为1?4个。
[0023] 操作时，拜耳法高温溶出浆液和来自高压氧气缓冲罐、依次流经氧气输出管上的 稳压阀10、电磁流量调节阀11、流量计12、氧气止回阀13和喷嘴6的氧气进入管式氧气混 合反应器内混合接触。在管式氧气混合反应器管内物料高速流动产生的剪切作用下，氧气 被快速分散成为大量微细气泡，从而扩大了气液两相传质界面面积，强化了氧气的传质效 果，从而改善了氧气在高温拜耳法溶出浆液中的分散和反应效果。
[0024] 其高压氧气缓冲罐为一密闭的罐体，在缓冲罐上设有压力表、高压氧气进气管、 氧气输出管和疏水阀；缓冲罐的设计压力为3. 0?lOMPa。高温拜耳法溶出浆液的流速为 1. 0?3. 5m/s，氧气离开喷嘴的流速为8?45m/s。
[0025] 本实用新型适用于在拜耳法溶出过程通入氧气氧化脱除溶出浆液中的S2_及有机 物。当拜耳法浆液中苛性碱浓度N k为100?300g/L，固含为60?250g/L，溶液中总有机碳 含量为〇· 3?0· 75g/L，S2-为0· 32?2. 50g/L，氧气纯度彡98%，氧气通入量0· 30?2. 45g/ L，反应温度200?280°C，时间0. 5?60min时，溶液中总有机碳的脱除率可以达到35? 70%，溶液中96%以上的f可被直接氧化成S0/V没有S20广等中间产物，氧气的利用率超 过 97%。
【权利要求】
1. 一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于其装置的结构包括： 高压氧气缓冲罐，该缓冲罐为一密闭的罐体，在缓冲罐上设有高压氧气进气管、疏水 阀、高压气体排气口； 管式混合反应器，该管式混合反应器为密闭的圆筒形管道，一端设有进料口，另一端设 有排料口； 氧气输送管，该输送管一端与高压氧气缓冲罐排气口联接，另一端穿入管式混合反应 器进料口端的管壁。
2. 根据权利要求1所述的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所 述的氧气输送管，进入管式混合反应器，其端头设有氧气喷嘴；所述喷嘴轴线与管式混合反 应器中心轴线上重合。
3. 根据权利要求1所述的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所 述的管式混合反应器为若干个，其管式混合反应器或安装在高温拜耳法料浆进入反应釜进 料管上，或安装在第一级自蒸发器之前的管道上，或安装在串联的反应釜的联接管上。
4. 根据权利要求1所述的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所 述的管式混合反应器为1?4个。
5. 根据权利要求1所述的一种控制氧化铝高温溶出有机物和硫的装置，其特征在于所 述的管式混合反应器内，高温拜耳法溶出浆液的流速为1. 0?3. 5m/s，氧气离开喷嘴的流 速为8?45m/s。
【文档编号】C01F7/02GK203998986SQ201420347397
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】尹中林, 武国宝, 齐利娟 申请人:中国铝业股份有限公司