171023. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fluidizált por hőcserélőben történő folyamatos keringetésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 171023 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Bejelentés napja: 1974. VIII. 05. (PE-927) Franciaországi elsőbbsége: 1973. VIII. 06. (73 28 617) Közzététel napja: 1977. V. 28. Megjelent: 1978. V. 31. Nemzetközi osztályozás: F28D 13/00 í # Köwßr * \^ iiiiamm^^ Feltalálók: Cerles Georges mérnök, Bitsch Robert mérnök, Gardanne, Franciaország Tulajdonos: Aluminium Pechiney, Lyon, Franciaország Berendezés fluidizált por hőcserélőben történő folyamatos keringetésére 1 A találmány tárgya berendezés fluidizált por hőcserélőben történő folyamatos keringetésére, ahol a port függőleges csövekben fluidizáljuk, és lefelé mozgatjuk, ugyanakkor további függőleges csövekben a port felfelé mozgatjuk, miközben hőhordozó gázt vízszintes irányban vezetünk. Amint az elmondottakból kitűnik, a találmány szerinti megoldás a hőátadási folyamatban résztvevő, közegek közvetlen érintkezése nélküli hőcserére vonatkozik. A vegyiparban számos helyen alkalmaznak kalcinálást, amelynek során a kezelendő anyag különböző gázokkal közvetlenül érintkezik. A kalcinálás elnevezés, ami tulajdonképpen égetést vagy pörkölést jelent, bizonyos fokig pontatlan, minthogy sok esetben pirolízis, azaz hőbomlás lép fel, más szóval a hőmérséklet hatására kémiai változás áll elő. Ilyen pirolízis lép fel például a cementgyártás során, amikor mészkövet dekarbonizálnak, vagy timföldgyártásnál, ahol tímföldhidrátot dehidratálnak. A pirolízis során létrejövő termékek többnyire gázhalmazállapotúak. A mészkő dekarbonizálásánál, például széndioxid keletkezik, a tímföldhidrát dehidratálásánál pedig túlhevített gőz. A kezelt porokban a gázképződés gyakran igen hevesen zajlik le, és a por lebegését, azaz fluidizálását eredményezi. Ezt a jelenséget autofluidizálásnak nevezzük. A kalcinálást rendszerint forgókemencében végzik, ami tulajdonképpen a vízszinteshez kis szögben hajló tengely körül forgó cső. A feldolgozásra kerülő por a 10 15 20 25 30 cső alsó részében mozog lefelé, míg a cső fölső részében forró gázok áramlanak a mozgó porral szemben. Az ellenáramlás során a por és a gázok intenzíven érintkeznek. Az ilyen típusú kemencékben az autofluidizáció a kezelt por bizonyos mértékű lebegését eredményezi, ami fokozza a gázok és a por között lejátszódó hőcserélődési folyamat intenzitását. Sajnos azonban az autofluidizáció a hőcserét akadályozó hatásokkal is jár. A természetes lefelé mozgást gátolják az autofluidizáció hatására fellépő megcsúszások és lavinaképződések, a nagy sebességgel áramló gázok pedig jelentős mennyiségű lebegő port szállítanak visszafelé. Ezt a jelenséget ugyancsak elősegítik a hőcsere intenzitásának növelésére elhelyezett terelők. Mindezen jelenségek összhatására végül is az autofluidizáció negatív hatását eredményezi. Alumíniumoxid forgó kemencében történő kalcinálása során például a gázokkal keveredett és visszaállított por mennyisége nagyobb, mint a kemence szállítóteljesítménye. A visszavezetett por mennyisége gyakran eléri a kiadagolt pormennyiségének másfélszeresét. Ennek következtében, a berendezést egyrészt nagyteljesítményű porleválasztókkal kell ellátni, másrészt pedig a hőcsere hatásfoka igen messze van az optimális értéktől. Egy 40 tonna kalcinált timföldet produkáló csőkemencénél például a visszaállított por mennyisége eléri a 60 tonnát (a fenti értékek óránkénti mennyiségeket jelentenek), és ez a 171023
