RU1774963C - Device for obtaining zinc oxide - Google Patents

Abstract

Сущность: устройство содержит камеру, в которой размещают испарительные элементы , выполненные в виде плит из карбо рунда и установленные вертикально с зазором к поду. На каждых двух испарительных плитах устанавливают желоба, в которые от коллектора через воронки подают жидкий цинк. Через патрубки, размещенные в камере между соединенными желобом испарительными плитами, подают воздух на окисление. Образующиес  пары цинка отвод т через патрубок отвода. Предпочтительно воздух, подаваемый на окисление , фильтровать. Данное изобретение обеспечивает снижение энергозатрат за счет автотермичности процесса 1 з п ф-лы, 2 ил.Essence: the device comprises a chamber in which evaporative elements are placed, made in the form of plates from carbo-runda and mounted vertically with a gap to the bottom. Gutters are installed on every two evaporation plates, into which liquid zinc is fed from the collector through funnels. Through the nozzles located in the chamber between the evaporation plates connected by the trench, air is supplied for oxidation. The resulting zinc vapors are discharged through a branch pipe. Preferably, the air supplied to the oxidation is filtered. This invention provides a reduction in energy consumption due to the autothermal process 1 s p f-s, 2 silt.

Description

слcl

сwith

Изобретение относитс  к техническим системам производства оксида цинка без примесей продуктов сгорани  природного газа.The invention relates to technical systems for the production of zinc oxide without impurities of natural gas combustion products.

Известны муфельные печи дл  получени  цинковых белил /1 / Обогреваемые снаружи муфели испар ют наход щийс  внутри цинк. Пары цинка, вылетающие из муфел , попадают в окислительный колодец, где образуютс  молекулы оксида цинка. Они отсасываютс  через осадительную камеру и белиловод специальным вентил тором (эксгаустером ) и подаютс  на фильтрующую рукавную установку. Теплова  энерги  экзотермической реакции окислени  цинка кислородом воздуха в муфельных печах не используетс Muffle furnaces for producing zinc oxide are known / 1 / Externally heated muffles evaporate the inside zinc. Zinc vapor escaping from the muffles enters the oxidation well where zinc oxide molecules are formed. They are sucked out through the settling chamber and the bleach line with a special fan (exhauster) and fed to the filtering bag unit. The thermal energy of the exothermic oxidation reaction of zinc by atmospheric oxygen is not used in muffle furnaces

Указанный недостаток частично устранен в Установке дл  получени  окиси цинка (авт.ев 1104723 опублик 24 12 82.) заThis drawback was partially eliminated in the Plant for the production of zinc oxide (ed. 1104723 published 24 12 82.) for

счет передачи тепла от нагретой суспензии белил на выходе из установки поступающему в зону реакции воздуху.due to heat transfer from the heated suspension, white at the outlet of the unit to the air entering the reaction zone.

Существенным недостатком описанной технической системы  вл етс  необходимость сжигани  природного газа дл  получени  тепла не менее 480 ккал на каждый испар емый килограмм жидкого цинка в св зи с тем, что передача тепла реакции окислени  на испарение цинка в ней невозможна .A significant drawback of the described technical system is the need to burn natural gas to produce heat of at least 480 kcal for each evaporated kilogram of liquid zinc due to the fact that heat transfer of the oxidation reaction to the evaporation of zinc is impossible.

Целью изобретени   вл етс  использование тепла реакции окислени  паров цинка с исключением затрат г риродного газа на тепло дл  подогрева до кипени  и испарение цинка.The aim of the invention is to use the heat of the oxidation reaction of zinc vapors with the exception of the cost of the hydrogen gas for heat for heating to boiling and evaporation of zinc.

Суть изобретени  заключаетс  в создании устройства, конструктивно обеспечивающего передачу тепла, образующегос  при экзотермическом окислении пэров цинкаThe essence of the invention lies in the creation of a device that structurally ensures the transfer of heat generated during the exothermic oxidation of zinc peers

х| x |

$$

оabout

ICOICO

::

соwith

кислородом воздуха, на нагрев новых потоков цинка и воздуха, вступающих & реакцию .atmospheric oxygen to heat new zinc and air streams entering & reaction.

Главной отличительной особенностью предлагаемой установки  вл етс  конструкци  реакционной камеры, служащей одновременно и дл  испарени  цинка. Совмещение в одной зоне экзотермического процесса образовани  оксида цинка и теплопоглощающего процесса нагрева цинка до кипени  и испарени  цинка позвол ет с минимальными потер ми передавать тепло от источника к потребителю. Ни в прототипе , ни в других аналогичных устройствах это не осуществлено.The main distinguishing feature of the proposed installation is the design of the reaction chamber, which serves simultaneously for the evaporation of zinc. The combination in one zone of the exothermic process of the formation of zinc oxide and the heat-absorbing process of heating zinc to boiling and evaporation of zinc allows heat to be transferred from the source to the consumer with minimal losses. Neither in the prototype, nor in other similar devices, this is done.

В реакционной камере выдел ющеес  тепло реакции поглощаетс  стекающей по стенкам пленкой жидкого и кип щего цинка .In the reaction chamber, the reaction heat released is absorbed by a film of liquid and boiling zinc flowing down the walls.

Хороша  теплопроводность материала с высоким содержанием карбида кремни  позвол ет с большой эффективностью передавать тепло как на стекающий жидкий цинк, так и на воздух, подогреваемый с другой стороны плиты.The good thermal conductivity of a material with a high content of silicon carbide makes it possible to transfer heat with great efficiency both to the flowing liquid zinc and to the air heated on the other side of the plate.

Если в воздухе содержатс  твердые микрочастицы (пыль), то они как центры агрегатировани  способствуют быстрому росту части оксида цинка, которые могут осаждатьс  в реакционной камере. Исключению осаждени  частиц оксида цинка в реакционной камере способствует подача в нее только фильтрованного воздуха. За секундное пребывание в реакционной камере частицы оксида не успевает сагрегатиро- ватьс  до размеров осаждающихс  частиц. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.If solid microparticles (dust) are contained in the air, then they, as aggregation centers, contribute to the rapid growth of part of the zinc oxide that can be deposited in the reaction chamber. The elimination of the precipitation of zinc oxide particles in the reaction chamber is facilitated by the supply of only filtered air to it. For a second stay in the reaction chamber, the oxide particles do not have time to aggregate to the size of the deposited particles. Figure 1 shows the proposed device; in Fig.2 - section aa in Fig.1.

Оно состоит из корпуса 1, в котором сверху выполнены коллекторы 2 дл  подачи жидкого цинка через воронки 3 в желоба 4, лежащие на торцах теплопередающих плит 5. В боковой стенке 6 корпуса в верхней части имеетс  труба 7 дл  подачи отфильтрованного воздуха в пространство между плитами 5, где установлена раздел юща  перегородка 8. На ней закреплены горизонтальные поперечные пластины 9, образующие лабиринтный канал дл  воздуха. Под плитами 5 имеетс  зазор дл  прохождени  воздуха в реакционную зону 10. Сверху реакционна  камера ограничена полуцилиндром из керамической трубы 11. Со стороны боковой стенки 6 трубы 11 наглухо вставлены в соответствующие гнезда. С противоположной стороны трубы 11 открыты в осадительную камеру 12, переход щую в белиловод 13. Стенки полуцилиндров труб 11 над желобами 4 имеют свободные зазоры дл  протекани  жидкого цинка из желобов на поверхности плит 5. На трубах 11 лежат теплоизолирующие облегченные плиты 14. В нижней части боковой стенки выполнены закладываемые, гнезда 15 дл It consists of a housing 1, in which collectors 2 are made on top for supplying liquid zinc through funnels 3 to the grooves 4 lying on the ends of the heat transfer plates 5. In the side wall 6 of the housing in the upper part there is a pipe 7 for supplying filtered air to the space between the plates 5 where a dividing wall 8 is installed. Horizontal transverse plates 9 are mounted thereon, forming a labyrinth channel for air. Under the plates 5 there is a gap for the passage of air into the reaction zone 10. On top of the reaction chamber is bounded by a half cylinder of ceramic pipe 11. From the side of the side wall 6 of the pipe 11, they are firmly inserted into the corresponding sockets. On the opposite side, the pipes 11 are open into the precipitation chamber 12, which passes into the whitewater 13. The walls of the half-cylinders of the pipes 11 above the grooves 4 have free gaps for liquid zinc to flow from the grooves on the surface of the plates 5. On the pipes 11 are insulated lightweight plates 14. At the bottom the side wall is made mortgaged, nests 15 dl

газовых горелок на период розжига устройства . Осадительна  камера 12 образована с боков центральными стенками 16 корпуса, сверху и снизу ограничиваетс  верхней и нижней стенками корпуса.gas burners for the period of ignition of the device. A deposition chamber 12 is laterally formed by the central walls 16 of the housing, and is bounded above and below by the upper and lower walls of the housing.

0 При подготовке устройства к работе его разогревают до температуры 950°С. С газовыми горелками через гнезда 15. Начинаетс  процесс устойчивого автотермического окислени  паров цинка, и подачу газа посте5 пенно прекращают. На период разогрева устройства продукты сгорани  направл ют на отдельную фильтрующую установку.0 When preparing the device for operation, it is heated to a temperature of 950 ° C. With gas burners through nests 15. The process of stable autothermal oxidation of zinc vapors begins, and the gas supply is gradually stopped. During the warm-up period of the device, the combustion products are sent to a separate filtering unit.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом. Одним из известных спо0 собов производ т плавление цинка и подачу его в коллектора 2, откуда самотеком цинк через желоба 4 стекает на внутренние (по отношению к реакционной зоне 10) поверхности плит 5. Через трубу 7 в пространствоThe operation of the device is as follows. One of the known methods is the melting of zinc and its supply to collector 2, from which zinc flows by gravity through the chutes 4 onto the internal (with respect to reaction zone 10) surfaces of plates 5. Through pipe 7 into space

5 между плитами 5 засасываетс  фильтрованный воздух. Проход  по лабиринту с большой скоростью, воздух охлаждает плиту 5 и нагреваетс  сам, Через щель между низом плиты 5 и подом корпуса 1 воздух устремл 0 етс  в реакционную зону 10. За 0,0001 с молекулы паров цинка вступают в реакцию окислени  с кислородом воздуха, выдел   тепловую энергию 1270 ккал/кг вступившего в реакцию цинка. За счет этого тепла5, filtered air is drawn in between the plates 5. Passing through the maze at high speed, the air cools the plate 5 and heats itself. Through the gap between the bottom of the plate 5 and the bottom of the housing 1, the air flows 0 into the reaction zone 10. In 0.0001 s, the molecules of zinc vapor react with the oxygen of the air, the release of thermal energy of 1270 kcal / kg of reacted zinc. Due to this heat

5 температура в реакционной зоне поддерживаетс  на уровне 1000°С. Стека  по плитам с двух сторон в эту зону поступает жидкий цинк, температура кипени  которого 906°С, Он воспринимает избыточное тепло, испа0 р  сь и дава  новые порции паров цинка дл  реакции. Образующийс  оксид цинка с остатками воздуха отсасываетс  через отрезки труб 11, осадительную камеру 12, белиловод 13 эксгаустером на фильтрующую5, the temperature in the reaction zone is maintained at 1000 ° C. Liquid zinc, boiling point of 906 ° C, enters the zone from two sides into the zone. It absorbs excess heat, evaporates and gives new portions of zinc vapor for the reaction. The resulting zinc oxide with air residues is sucked out through pipe sections 11, a precipitation chamber 12, a white water line 13 with an exhauster to the filter

5 установку с объемной скоростью по отношению к реакционной зоне 1 объем в секунду. Объединение реакционных камер в полисистему сокращает теплопотери в окружающее пространство. Вход в осадительную5 installation with a space velocity in relation to the reaction zone 1 volume per second. Combining reaction chambers into a polysystem reduces heat loss to the surrounding space. Entrance to sedimentary

0 камеру противотоком двух воздушных потоков , содержащих белила, способствует созданию оптимальных условий дл  предварительного осаждени  образующихс  крупных частии белил.The backflow chamber of two white streams containing air helps to create optimal conditions for pre-precipitation of the large portions of white formed.

55

Использование тепловой энергии реакции окислени  вместо энергии сжигани  природного газа снижает потребность в нем примерно на 80% на каждый килограмм полученного оксида цинка.Using the thermal energy of the oxidation reaction instead of the natural gas combustion energy reduces the need for it by about 80% for every kilogram of zinc oxide produced.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Устройство дл  получени  оксида цинка, содержащее камеру, размещенные в ней с зазором между собой испарительные элементы, выполненные их карборунда, приспособление дл  подачи жидкого цинка на испарительные элементы, приспособление дл  подачи воздуха на окисление и патрубок дл  отвода паров оксида цинка, отличающеес  тем, что, с целью снижени  энергозатрат путем обеспечени  автотер- мичности процесса, испарительные поверхности выполнены в виде плит и размещеныSUMMARY OF THE INVENTION 1. A device for producing zinc oxide, comprising a chamber, vaporization elements arranged therein, made of carborundum, a device for supplying liquid zinc to the evaporation elements, an oxidation air supply device and a pipe for removing zinc oxide vapors; characterized in that, in order to reduce energy consumption by ensuring the autothermal process, the evaporation surfaces are made in the form of plates and placed АAND Фиг. 1FIG. 1 00 вертикально с зазором к поду, приспособление дл  подачи жидкого цинка выполнено е виде желобов, установленных на каждых двух испарительных плитах, и коллектора с воронками дл  подачи жидкого цинка в каждый желоб, приспособление дл  подачи воздуха на окисление выполнено в виде патрубков, размещенных в камере в зазоре между испарительными плитами, соединенными желобом.vertically with a gap to the hearth, the device for supplying liquid zinc is made in the form of gutters installed on each two evaporation plates, and a collector with funnels for supplying liquid zinc to each gutter, the device for supplying oxidation air is made in the form of nozzles placed in the chamber in the gap between the evaporation plates connected by the gutter. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что приспособление дл  подачи воздуха на окисление снабжено фильтром.2. Device pop. 1, characterized in that the device for supplying air for oxidation is equipped with a filter. А-АAa ЖУЬкии цинкZHUKII Zinc 6- ЛҐ6- LҐ 2 2 Фиг. 2FIG. 2 ЖУЬкии цинкZHUKII Zinc 7 ЛҐ7 LҐ 2 32 3