Elektrolyytin jäähdytystornien suuttimen mitoitus

Abstract

Boliden Kokkola Oy:n elektrolyysiosastolla käytetään elektrolyyttiliuoksen jäähdyttämiseen lautashajottimilla varustettuja jäähdytystorneja. Elektrolyyttiliuoksen jäähdytystornit toimivat siten, jäähdytettävä liuos ohjataan suuttimien avulla lautashajotinten pintaan, jossa liuosvirtaus hajoaa pieniksi pisaroiksi. Pisaroita vastaan puhalletaan ilmaa tornin alaosasta, jolloin pisarat jäähtyvät. Työn tarkoituksena oli selvittää optimaalinen suutinkoko elektrolyyttiliuoksen jäähdytystorneille. Suutinkoon lisäksi selvitettiin lautasen etäisyyden vaikutusta suihkun muotoon sekä pisarakoko.

Suutinkoon selvittämiseen käytettiin mittauslaitteistoa, joka vastasi yhden suuttimen toimintaa jäähdytystornissa. Pisarakoon mittauksen suoritti ulkopuolinen yritys Pixact Oy, joka on erikoistunut teknisiin kuvauksiin teollisuudelle ja yrityksille.

Mittauslaitteistolla tehtyjen kokeiden perusteella havaittiin, että saadut tulokset eivät vastanneet virtauksen osalta jäähdytystornien normaaleissa ajo-olosuhteissa olevia virtauksia. Tämä johtui jäähdytystorneilla tapahtuvasta vuodosta, jota aiheutui elektrolyyttiliuoksen sisältämän kiintoaineksen kivettymisestä rännin pohjaan, suuttimien kiinnitystavasta sekä osittain myös rännien huonosta kunnosta. Vuodon määrää selvitettiin torneilla tehdyissä kokeissa, ja niistä selvisi, että vuodon määrä on merkittävä ja se vaatii toimenpiteitä optimaalisten ajo-olosuhteiden saamiseksi.

Suutinkoon mitoituksesta saadut tulokset osoittivat, että optimaalinen suutinkoko elektrolyytin jäähdytystorneille on halkaisijaltaan 34 mm. Lautasen etäisyys vaikuttaa tulosten mukaan pisarakokoon ja suihkun muotoon.

At the electrolytic department of Boliden Kokkola Oy is using disciform diffusers to disperse electrolyte solution to drops in cooling towers. The disciform diffusers disperse the solution in the upper part of the cooling tower, and a cooling air fan blows air towards the drops from the bottom part of the tower. The aim of this thesis was dimension to optimal size of the nozzle of disciform diffusers. In addition was detecting impacts of the distance of disciform to dropsize and form of the shower.

Admeasurement was prepared of distinct system, what was an analogue to one disciform diffuser of the cooling tower. Measurements of dropsize was arranged by the external endeavour, Pixact Oy.

By the experiments with measurement system I was notice that the system could not make same volumeflow as normal flow is in cooling tower. Difference was result of spill in the cooling towers. Spilling stem from residue of the electrolyte solution, way of the attacment of disciform diffusers and also particly from the unfitted lines in the cooling towers. The amount of the spilling flow was inquired and it showed that amount of spilling was very huge and it requires some arrangements to the towers.

The results of the dimendioning of nozzles displays that operative size, from diameter 34 mm, was the optimal size of nozzles. Also results include that distance of disciform affects to the droplet size and form of the shower.