ОАО РУСАЛ ВАМИ, г. Санкт-Петербург:
И. В. Доманский, ст. науч. сотр.
И. В. Давыдов, директор инженерного департамента, e-mail: Ioan.Davydov@rusal.com
В. П. Боровинский, вед. науч. сотр.
М. Н. Малофеев, науч. сотр.
А. А. Морозов, инженер
В современных аппаратурно-технологических схемах производства глинозема по способу Байера процесс выщелачивания трудновскрываемых диаспоровых и диаспор-бемитовых бокситов осуществляется в многокорпусных автоклавных батареях при температуре 230–270 оС. Минимизация энергетических затрат в этом энергоемком процессе достигается за счет изменения давления путем ступенчатого дросселирования нагретой пульпы и использования образующегося вследствие испарения при понижающемся давлении «сокового» пара для нагрева исходной пульпы, поступающей в батарею. Простейшие дроссельные устройства — устанавливаемые на концах переточных труб, которые соединяют каждый автоклав батареи с соответствующим сепаратором пара, либо диафрагмы, либо сопла с отверстиями определенного диаметра. Разработка методики точного расчета различных дроссельных устройств, применяемых в настоящее время в промышленности, позволяет предотвратить вскипание пульпы непосредственно в переточных трубопроводах и исключить загрязнение сокового пара каплями пульпы. Для расчета диаметра отверстия необходимо знать коэффициент расхода при истечении паро-жидкостной смеси, гидродинамические закономерности течения которой существенно отличаются от течения чистых жидкостей. На первом этапе представленного исследования решалась задача об истечении газожидкостной системы (вода – воздух) из трубы, перекрытой диафрагмой с отверстием. Экспериментально показано, что опытные значения коэффициента расхода находятся между рассчитанными по методикам, одна из которых допускает полное смешивание фаз, а вторая — полное разделение фаз в зоне истечения смеси. В работе предложена модель неполного разделения фаз, в соответствии с которой лишь часть k жидкой фазы смешивается с газом. Предложено уравнение для расчета k, приведено сопоставление опытных и расчетных данных.
1. Лайнер А. И., Еремин Н. И., Лайнер Ю. А., Певзнер И. З. Производство глинозема. — М. : Металлургия, 1978. С. 100–103.
2. Еремин Н. И., Наумчик А. Н., Казаков В. Г. Процессы и аппараты глиноземного производства. — М. : Металлургия, 1980. — 150 с.
3. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. — М. : Металлургия, 1970. С. 194–196.
4. Самарянова Л. Б., Лайнер А. И. Технологические расчеты в производстве глинозема. — М. : Металлургия, 1988. С. 127–138.
5. Коган В. Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. — Л. : Химия, 1977. — 584 с.
6. Соколов В. Н., Доманский И. В. Газожидкостные реакторы. — Л. : Машиностроение, 1976. — 213 с.
7. Островский Г. М. Прикладная механика неоднородных сред. — СПб. : Наука, 2000. — 359 с.
8. Угинчус А. А. Гидравлика и гидравлические машины. — Харьков : изд. Харьковского университета, 1970. — 196 с.
9. Киселев П. Г. Гидравлика. Основы механики жидкостей. — М. : Энергия, 1980. — 174 с.
10. Уоллис Г. Одномерное двухфазное течение. — М. : Мир, 1972. — 440 с.