АЭРАЦИОННАЯ СИСТЕМА С ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИМ ДИСПЕРГАТОРОМ

Полезная модель может быть использована в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности, в частности, в технологиях переработки руд, продуктов обогащения и отходов горно-обогатительных и металлургических предприятий, в том числе концентратов, промышленных продуктов, хвостов, шламов, шлаков и др.
3
3
Заявляемая аэрационная система предназначена для проведения технологических процессов окисления в чанах объемом от 10 м до 2000 м посредством подачи газа-окислителя (воздуха, кислорода, озона и т.д.)
В известных схемах диспергаторы, в том числе керамические, (цилиндрические, пальчиковые, плоские и т.д.) устанавливаются на размещенных на дне емкостей коллекторах. Подача окислительного газа осуществляется через трубу сверху емкости до коллектора. Емкость заполняется суспензией (пульпой) для проведения технологического процесса. Через определенное время работы диспергаторам требуются профилактика или их замена. Например, на поверхности керамических диспергаторов при образовании мельчайших пузырьков кислорода или иного газа-окислителя происходят химические реакции, оставляя продукты реакций: кальций, карбид, гипс, окислы железа и т.д., нарушая работу системы. Для решения этой проблемы необходимо проводить регенерацию керамики, для чего необходимо освободить от пульпы чан, размыть постель, вскрыть люки и демонтировать диспергаторы для проведения регенерации. Вся эта работа порой занимает несколько смен, при обязательной остановке технологического процесса, (см., например, патент РФ №2098503 (публ. 10.12.1997) АППАРАТ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПУЛЬП.
Однако, традиционная технология не позволяет производить замену диспергатора, например, для регенерации его рабочего керамического элемента без остановки технологического процесса окисления, что сказывает на технологичности диспергационной системы, в частности ее ремонтопригодности и эксплуатационных качеств.
Известна система аэрации, предлагаемая канадской компанией ERIEZ FLOTATION DIVISION, ранее известной как Canadian Process Technologies Inc, которая предлагает решение задачи по замене диспергатора без слива пульпы и остановки технологического процесса. Данная система, раскрытая в информационных материалах компании, которые приложены к заявке, рассматривается заявителем в качестве прототипа.
Известная система аэрации включает, установленный на опорную скобу газовый коллектор, который окружает чан или колонну по замкнутому кругу для того, чтобы места подвода газа-окислителя (воздух, кислород, озон) были близки к точкам ввода диспергаторов в реакционную емкость (чан или колонну), соединенный шлангом с газовым входом диспергатора через запорный клапан и быстроразъемную муфту, при этом диспергирующий элемент вводится в реакционную емкость через шлюзовой порт установки, состоящий из последовательно соединенных переходника, врезанного в стенку чана, что обеспечивает возможность ввода диспергатора, шарового крана-задвижки и герметизирующего уплотнения - (см. приложенные информационные материалы). Порт установки известной системы, обеспечивающий вывод диспергатора без остановки технологического процесса, работает следующим образом. При необходимости демонтажа диспергатора перекрывается запорный клапан на выходе газового коллектора, отсоединяется муфта быстроразъемного соединения, после чего ослабляется гайка герметизирующего уплотнения, и корпус диспергатора вытаскивается из реакционной емкости в такой степени, что может быть перекрыт шаровой кран задвижки, после чего диспергатор может быть извлечен полностью и подвергнут необходимым профилактическим работам или замене. Порядок сборки системы производится в обратной последовательности.
Недостатком известного решения является то, что шлюзовой порт установки может эффективно работать только с диспергатором, имеющим круглый корпус постоянного диаметра, который отвечает размеру внутреннего диаметра шлюзового порта. Что применимо, например, для конструкций воздушных диспергаторов, при условии, что каждому диспергатору должен соответствовать подобранный по размерам шлюзовой порт, но ограничивает возможности использования этой системы с керамическими диспергаторами.
Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое решение, является расширение функциональных возможностей и повышение технологичности и надежности работы аэрационной системы.
Заявленный технический результат достигается тем, что в аэрационной системе, включающей газовый коллектор, соединенный шлангом с газовым входом диспергатора через запорный клапан и быстроразъемную муфту, диспергирующий элемент которого вводится в чан через шлюзовой порт установки, состоящий из последовательно соединенных переходника, врезанного в стенку чана, шарового крана-задвижки и герметизирующего элемента уплотнения корпуса диспергатора, в качестве корпуса диспергатора используется цилиндрическая шлюзовая камера, внешний диаметр которой отвечает размерам внутреннего диаметра шлюзового порта, с возможностью телескопического перемещения в ней керамического элемента, закрепленного на полом герметизированном штоке, соединенном с газовым каналом, на котором за керамическим элементом установлен герметизирующий поршень, при этом система дополнена фильтром тонкой очистки газа, установленного на выходе газового коллектора.
3
3
Заявленное решение поясняется приложенными графическими материалами, где на фиг. 1 показана схема установки диспергатора. на чан с суспензией. Аэрационная система представляет собой гибкий комплекс для подачи газа-окислителя в суспензию (пульпу). Система может устанавливаться на чаны, объемом от 10 м до 2000 м, поэтому количество телескопических диспергаторов, устанавливаемых на чанах, рассчитывается технологами и может варьироваться от нескольких штук до нескольких десятков на чан. Аэрационная система состоит из следующих узлов. Блок учета и регулировки подаваемого газа-окислителя, включающий
- отсечной шаровой кран - 1, который в открытом положении обеспечивает подачу газа-окислителя в коллектор. В закрытом положении система ТДС не работает;
3
- расходомер - 2, который фиксирует расход газа-окислителя. Расходомер с дисплеем в режиме реального времени передает на коммутатор и фиксирует по суткам расход газа в виде графика м/час в чан, на котором установлена система ТДС.
- редукционный клапан - 3, который поддерживает требуемое давление и расход газа-окислителя.
- датчик давления - 17, который показывает давление газа-окислителя в режиме реального времени. Команда подается на коммутатор и фиксируется по суткам в графическом виде в координатах время-давление.
Блок распределения и тонкой очистки газа, включающий
- воздушный коллектор - 8, установленный на опорную скобу 10, приваренную к корпусу реакционной емкости - 13.
- отсечной кран (запорный клапан) подачи газа-окислителя в телескопический диспергатор - 7, который монтируется на коллекторе против каждого диспергатора.
- фильтр тонкой очистки газа - 5, который устанавливается за отсечным краном на каждый диспергатор для фильтрации частиц 10÷15 мкм.
- сбросной кран - 6, который устанавливается на фильтре для удаления с фильтра грязи и конденсата.
- манометр - 18, который регистрирует фактическое давление, подаваемое в телескопический диспергатор.
- соединительный шланг - 12 от фильтра тонкой очистки к диспергатору, который закреплен на штуцерах хомутами - 4.
- быстроразъемное соединение (БРС) - 15 для удобства монтажа и демонтажа диспергатора ТД.
- обратный клапан - 14, установленный перед входом газа-окислителя в диспергатор и предназначенный для предотвращения попадания фильтрата в газовую систему (в аварийных ситуациях пульпы).
- кран - 9, предусмотренный для сброса конденсата на коллекторе.
Шлюзовой порт установки, включающий
- переходник - 20, который приваривается к корпусу чана и обеспечивает установку диспергатора на чан;
- шаровой кран - 26, предназначенный отсекать или соединять с чаном цилиндрическую шлюзовую камеру;
- герметизирующего элемента уплотнения камеры - 25; Телескопический диспергатор (ТД)
Телескопический диспергатор - 11, устанавливается на чанах - 13 на высоте 1000 мм от днища. Площадка обслуживания - 16 располагается ниже на 1200 мм от горизонтальной оси диспергаторов. Коллектор - 8 монтируется таким образом, чтобы его ось располагалась на 500 мм выше оси диспергаторов.
На фиг. 2 показана схема Телескопического диспергатора 11, состоящего из:
н
к
2
3
- керамического диспергирующего элемента - 19, который выполнен из многоканальной керамики, наружный диаметр которой составляет ⌀=41 мм. Диаметр одного канала ⌀=6 мм, всего каналов 19 шт. Длина элемента 600 мм. Керамический диспергирующий элемент изготовлен из оксида алюминия ALO. Подложка имеет размер пор 4…10 микрон, мембрана имеет размер пор 800÷1000 нанометров.
Опытным путем было установлено, что размер пор 800÷1000 нм наиболее оптимальный для подачи газа-окислителя.
- цилиндрической шлюзовой камеры - 21;
- полого штока - 22, который предназначен для подачи газа в диспергирующий элемент 19;
- герметизирующего поршня - 23, предназначенного препятствовать прямому попаданию пульпы в камеру - 21, размер которого соответствует внутреннему диаметру камеры;
- упора - 24, предназначенного для перемещения диспергатора в камеру,
- при этом диспергирующий элемент-19, поршень - 23, и упор - 24 крепятся на штоке 22;
- узла герметизации штока - 28, предназначенного для герметизации штока - 22 и камеры - 21;
- пробки - 29, предназначенной для сброса фильтрата или пульпы при демонтаже диспергирующего элемента -19.
Работа системы с телескопическим диспергатором, в частности работа порта установки, осуществляется следующим образом, что поясняется на фиг. 3
Рабочее положение ТД показано на фиг. 3-I. При проведении работ по регенерации керамики необходимо провести демонтаж диспергатора. Для чего закрывают отсечной кран 7 подачи кислорода на коллекторе, тем самым блокируя диспергатор - 11, сбрасывают давление кислорода на фильтре - 5 с помощью крана - 6, отсоединяют БРС - 15 вместе со шлангом - 12, устанавливая съемник на корпус ТД, фиксируют упор - 24 и, толкая его, телескопически перемещают диспергирующий элемент 19 вместе со штоком 22 в шлюзовую камеру 21 в позицию, показанную на фиг. 3-II. Переустановив съемник выводят шлюзовую камеру 21 вместе с диспергатором 19 и штоком 22 в зону элемента 25, как показано на фиг. 3-III. После чего перекрывают шаровый кран - 26, тем самым отсекают чан с пульпой от шлюзовой камеры - 21, после чего ее извлекают совместно с диспергирующим элементом - 19, штоком - 22, упором - 24, узлом герметизации штока - 28 и демонтируют диспергирующий элемент - 19. Проводят комплексную регенерацию керамики диспергирующего элемента на стенде, применяя комбинацию ультразвуковой и кислотной очистки. Порядок сборки и установки диспергирующего элемента с помощью телескопического устройства производится в обратной последовательности.
При этом герметизированная цилиндрическая камера, выполняющая как роль корпуса диспергатора, так и роль шлюзовой камеры, может быть использована для керамических элементов разных размеров без изменения размеров шлюзового порта.