171023. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fluidizált por hőcserélőben történő folyamatos keringetésére

3 171023 4 visszaszállított anyag csak részben hidratált timföldhidrát, minthogy a visszaszállítás főként az alacsony hőmérsékletű zónában történik. A példaként említett, 13% víztartalmú kokszolt timföldhidráttal működtetett csőkemence 120 kg tüzelőanyagot fogyaszt egy tonna timföld előállításához 11,6% mennyiségű levegőfölösleggel. A kemencéből kimenő gázok víztartalma óránként 35 tonna, míg a visszaszállított porban óránként több mint 30 tonna víz van. Minthogy a gázok és a visszaszállított por víztartalma közel azonos, a gázok hőmérsékletcsökkenése, amely lényegében megegyezik a visszaszállított anyag hőmérsékletnövekedésével ilyen berendezésekben nem lehet nagyobb, mint a gázok és a por belépési pontokban mért hőmérsékleteinek különbsége. A lehetőségeket tovább korlátozza a szállítóláncban eltöltendő idő, és — bizonyos fokig — a kemence kimenő oldalán jelenlevő káros levegő mennyisége. Ismerétes, hogy az elmondott hátrányok bizonyos mértékig csökkenthetők, ha a forgókemencét olyan porleválasztóval látjuk el, amelyben több egységet alkalmazunk, és ellenáramlást valósítunk meg. A port fluidizált állapotban szállítjuk. Ennek megfelelően több függőleges irányú örvénykamrát kell sorbakapcsolni. Ilyen megoldással jobb hatásfok érhető el, és egy tonna timföld előállítása 20 kilogrammal kevesebb tüzelőanyaggal végezhető el. Ezen túlmenően, minthogy itt hőcsere is lejátszódik a csőkemence hosszát jelentős mértékben csökkenteni lehet. Mindazonáltal a fenti megoldás bizonyos hátrányokkal rendelkezik. A berendezés előállítási költsége igen magas, és egy három leválasztóegységet tartalmazó berendezéshez 40 méter magas torony építése szükséges, amelynek tetején helyezkedik el az adagolórendszer. Meglevő berendezések átalakítása rendkívül bonyolult, ha ilyen rendszert akarunk kialakítani. A berendezések meghatározott teljesítményűre készülnek, és működésűk során a változó körülményekhez gyakorlatilag nem igazíthatók. A porleválasztókban létrejövő nyomásesés következtében energiafogyasztásuk meglehetősen nagy. A timföldhidrát bevezetése nehézkes, és ezen túlmenően a pneumatikus szállítórendszer alkalmazása következtében komoly koptató hatás jelentkezik. A jelen találmánnyal célunk olyan berendezés kidolgozása, amellyel a fenti hátrányok kiküszöbölhetők. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a berendezésben függőleges csövek vannak, amelyekben a fluidizált por áramlik, és azok a csövek, amelyekben az áramlás fölfelé történik, nagyobb átmérőjűek, mint azok a csövek, amelyekben az áramlás lefelé történik. A hőcserélő berendezésnek olyan burkolata van, amelynek az egyik oldalán gázbevezető nyílás, másik oldalfalán pedig gázkivezető nyílás van, és a burkolaton belül függőleges helyzetű csöveket tartalmaz. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon, az 1. ábra timföldhidrát kalcínálására alkalmazott berendezés vázlata, a 2. ábra hőcserélő függőleges metszete, a 3. ábra a találmány szerinti hőcserélő egy másik kiviteli alakja, és a 4. ábra az ismertetett hőcserélő egy további megoldása. 5 Az 1. ábrán látható berendezés száraz dehidratált timföld előállítására szolgáló berendezés. Hasonló felépítésűek például a cementgyártásban alkalmazott berendezések is. 10 A berendezés lényeges része a kalcinálásához alkalmazott 1 forgókemence. Ezen egyik oldalon 2 levegőbevezető nyílás, és 5 kivezető nyílás van a kalcinált timföld számára. Az 1 forgókemence másik oldalán van a 3 gázkivezetés és 4 hidratált timföld 15 bevezetés. Ez az 1 forgókemence jól ismert berendezés, leírása megtalálható például az 1 394 755 számú francia szabadalmi leírásban, így részletesebben ehelyütt nem ismertetjük. Az 1 forgókemencébe beadagolt timföldet 6 20 hőcserélő kivezetőnyílásától vezetjük az 1 forgókemencéhez. A 6 hőcserélő 7 burkolattal van ellátva, és egyik oldalfalán 8 gázbevezető nyílás van, amelyen át az 1 forgókemencéből kijövő gáz a 6 hőcserélőbe jut. A 6 hőcserélő másik oldalfalán 9 25 gázkivezető nyílás van. A 6 hőcserélő 7 burkolatán belül függőlegs csövek vannak elhelyezve, amelyekbe 12 adagolóból 10 bevezető nyíláson át jut a nedves hidratált timföld. A 11 kivezető csonkon eltávozó timföld az 1 forgókemencébe kerül. 30 A 6 hőcserélő 9 gázkivezető nyílása tisztítóberendezéssel van összekapcsolva, amely például az ábrán bemutatott 13 elektrofilterekből állhat. A szűrőberendezésből a megtisztított gázok 14 kéménybe kerülnek. 35 Az 1 forgókemencébe tehát a 2 levegőbevezető nyíláson át friss levegő kerül, amely a hőhordozó gáz vagy tüzelőanyagot oxidálja. Ez a hőhordozó gáz a lefelé áramló timföldet felmelegítve lehűl. A lehűlés azonban viszonylag kismértékű, és a hőhordozó gáz a 40 3 gázkivezetésen keresztül a 6 hőcserélő 8 gázbevezető nyílásához jut. A 6 hőcserélőben a gáz tovább hűl és a 9 gázkivezető nyíláson eltávozva a szűrőberendezésbe, majd a 14 kéményen keresztül a környezetbe jut. 45 A 12 adagoló a timföldet előmelegítve, szárítva, és részben dehidratálva juttatja a 6 hőcserélőbe a 10 bevezető nyíláson át. A 6 hőcserélőből a timföld a 11 kivezető csonkon át jut az 1 forgókemencébe, ahol teljes mértékben dehidratálódik és az 5 kivezető 50 nyíláson át távozik. A továbbiakban a 6 hőcserélő felépítését ismertetjük részletesen: A 10 bevezető nyílás és a 11 kivezető csonk között 55 a timföld több lépcsőben halad növekvő hőmérséklet mellett, miközben a hőhordozó gáz hőmérséklete csökken. A 6 hőcserélőben minden fokozat két függőleges irányítású csősorból áll, ahol az első sorban a timföld felfelé, a második sorban pedig lefelé 60 mozog. Az említett csősorok legalább egy-egy csövet tartalmaznak, amelyekben a timföldet fluidizáljuk. A keringetés ellenáramban történik. A timföld keringetését úgy oldjuk meg, hogy a lefelé vezető csövekben a közeg sűrűsége nagyobb mint a felfelé 65 vezető csövekben. 2