150662. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldhidrát és egyéb finomszemcsés anyagok fluidizáló kalcinálására

2 150.662 A fluidizált anyagnak a kemence U-alakú munkaterén keresztül történő vándorlását a két aknában fenntartott fluidágyak ,,hidrosztatikus" nyomáskülönbsége biztosítja a közlekedőedények elvén. 2. A hőközlés falon át történik ellenáramban. Az U-alakú munkatér legalsó részét beépített fűtőkamrák falán át sugárzó hővel fűtjük. Az előmelegítő aknába beépített fűtőelemekben alulról felfelé áramlik a forró füstgáz vagy levegő, míg a hűtőaknába épített hűtőelemekben a levegő felülről áramlik lefelé. 3. A fluidizáló levegő természetesen mindkét aknában alulról felfelé áramlik, A fluidizáló levegő fő feladata az, hogy a két aknában a fluidizált állapot fenntartásával biztosítsa az anyag haladását és a fűtő-, illetve hűtőelemek közötti mozgását. A fluidizáló levegő mennyiségét tehát a kemence hőforgalmától és teljesítményétől függetlenül kizárólag a kemence szelvénye és a szükséges fluidizálási sebesség határozza meg. A hőátvitelben a fluidizáló levegőnek csak alárendelt szerep jut. Az előmelegítő aknában a fluidizáló levegő ellenáramban halad -a kalcinálandó anyaggal, tehát a hőtartalmát közvetlenül átadhatja az anyagnak. A hűtőaknában a fluidizáló levegő egyenáramban halad az anyaggal és így hőtartalmát a hűtőelemekben .ellenáramban haladó hűtőlevegőnek adja át. A fluidizáló levegő tehát mindkét aknából hidegen távozik. 4. Tekintettel arra, hogy a fluidizáló levegő viszonylag kevés és az is hidegen távozik a reaktorból, a porleválasztás nem jelent problémát. Mindkét aknához külön porleválasztó berendezésre van szükség, mivel az egyes aknákból kihordott por minősége különböző. A hűtőaknából származó p">r kalcinált termékként kezelhető. Az előmelegítő aknából származó por sok kalcinálatian anyagot tartalmaz, mivel a fluidizáló levegő magával ragadja az aknába beadagolt nyers hidrát apróbb szemcséit is. Ezt a port a találmány szerint egy adagolócsigával be kell juttatni a hűtőakna alatt levő kalcináló térbe. A kalcinálatian szemcsék itt a tüzes ágyban elkeveredve gyorsan kaieinálódnak, majd a hűtőaknán át távoznak. A találmány szerinti megoldással megszűnik a por körbejáratásának problémája: minden szemcse csak egyszer haladhat át a kemence bármely szakaszán. 5. A kalcináló kemence fajlagos teljesítményének a növelését nem korlátozza a kezelt anyag szemnagysága. A fajlagos teljesítményt a fűtőfelületeken történő hőátadás sebessége szabja meg. 6. A fluidágyak vertikális irányú átkeveredését buboréktörő rácsozat beépítésével hátráltatjuk. 7. Rosszul fluidizálható, csatornaképződésre hajlamos anyagok mozgatását a fluidizáló levegő pulzáló mozgásával biztosítjuk. A találmány foganatosítási módját az alábbi példa keretében mutatjuk be: A kívülről —1— hőszigetelő falazattal ellátott reaktor fluidizációs munkaterének függőleges metszetét az 1. ábra, a munkateret közrefogó fűtő-, illetőleg levegő előmelegítő kamrák függőleges metszetét a 2. ábra, a reaktor vízszintes metszetét a 3. ábra tünteti fel. A fluidizációs munkateret a —2— válaszfal két aknára bontja, amelyek alul a rostély felett kiképzett —5— szifonon keresztül állnak kapcsolatban egymással. Az —5—• szifonon keresztül az anyagforgalom csak akkor lehetséges, ha a —7— szélszekrényen át is lép be levegő a reaktorba. A szifon működtetése azt eredményezi, hogy a két aknában levő íluidágyak szintkülönbsége kiegyenlítődésre törekszik. Folyamatos üzemben az ágymagasságot a hűtőakna —17— felső teréhez csatlakozó túlfolyó nyílás alsó széle határozza meg. A kalcinálandó anyagot folyamatosan adagoljuk a —20— adagolóval az előmelegítő akna —19— felső részébe a fluidágy felső szintjére. A szintkülönbség kiegyenlítődése folytán a hűtőakna felső részén a megfelelő mennyiségű kalcinált és léhűtőtt anyag átfolyik —13— tárolótartályba, amelyből az a —11— csigával üríthető ki. A fluidizáló levegő a —6— szélszekrényhez csatlakozó rostélyon át lép be az előmelegítő aknába, majd az ágyon áthaladva a —19— térből a —16— csövön és a —15— ciklonon át távozik. A —15— ciklonban leválasztott por még kalcinálatian szemcséket is tartalmaz. Ezt a port a —9— adagolócsiga a hűtőakna alsó fűtött részébe szállítja be. A fluidizáló levegő a —3—• szélszekrényhez és a —7— szélszekrényhez csatlakozó rostélyokon át lép be a hűtőaknába, majd az ágyon áthaladva a —17— térből a —14— ciklonon át távozik. A —14— ciklonban leválasztott por már csak kalcinált szemcséket tartalmaz, tehát közvetlenül beleüríthető a készterméket gyűjtő —13— tartályba. A kalcinált anyag lehűtésére szolgáló levegő egyik részét a fluidizációs munkatérbe beépített hűtőelemekbe vezetjük be a —12— csövön át. A hűtőelemekben felmelegedett levegőt átvezetjük az előmelegítő aknába beépített —4— fűtőelemekbe. A fűtőelemekből kilépő levegő a —20— adagolót burkoló köpenyen áthaladva a —21— csövön át távozik. A hűtőlevegő másik részét, a tüzeléshez szükséges levegőmennyiséget a —13— csövön át juttatjuk be a hűtőaknát közrefogó levegő előmelegítő kamrákba (2. ábra). A levegő lefelé haladva felmelegszik, majd belép a —23— tűztérbe, ahol biztosítja a —10— égőfejen át betáplált tüzelőanyag elégését. ""'"; Az a megoldás is választható, hogy a teljes levegőszükségletet a —12— csövön át visszük be a rendszerbe és a —21— csőből kilépő szelet vezetjük be a —18— csőbe. A —23— tűztérben keletkező füstgázok az előmelegítő aknát közrefogó fűtőkamrákba lépnek be, majd a —22— csövön át távoznak. Ha a távozó füstgázok hőmérséklete a kívántnál magasabb lenne, akkor azok hőtartalmát vagy a hidrát előmelegítésére, vagy pedig rekuperátoron átvezetve a —18— csövön befúvandó levegő előmelegítésére lehet hasznosítani. A reaktor hőegyensúlyát úgy kell beállítani, hogy a hűtőakna felső —17— terében a hőmérséklet valamivel 100 C° fölött maradjon, hogy a ciklonokban a vízgőz ne kondenzálódhassák. A