177477. lajstromszámú szabadalom • Eljárás endoterm /hőfogyasztó/ folyamatok foganatosításához
7 177477 zása érdekében az örvényhűtőbe vizet lehet befecskendezni. A reaktorokba bevezetett gázmennyiségeket célszerűen úgy választjuk meg, hogy a fluidizációs reaktorban 3—15 m/sec közötti — előnyösen 4—10 m/sec közötti — míg a tartózkodási periódus-reaktorban 0,1—0,3 m/sec közötti gázáramlási sebesség adódjék, mindenkor az üres reaktorra vonatkoztatva. A munkahőmérsékleteket széles határok között tetszés szerint választhatjuk meg és azok az adott folyamat szerint igazodnak. A hőmérsékletek olyan tartományban lehetnek, amelyet alulról kb. a tüzelőanyag gyulladási hőmérséklete, mig felülről kb. 1500 C° határol be. A találmány szerinti eljárás főképpen az_ alábbi esetekben alkalmazható : 1. Kristályos, szervetlen vegyületek, mint a magnézium-, vas- és alumíniumhidroxid víztelenítési folyamatai; 2. Égetési folyamatok, például mész, dolomit esetében; cement savtalanítása ; vasszulfát vagy magnézíumszulfát hasítási folyamatai, aholis előnyös lehet, ha a hasítási folyamatoknál enyhén redukáló atmoszférában dolgozunk ; 3. Magas hőmérsékletű fémkohászati (metallurgiai) folyamatok, például ilmenit oxidálása; hosszú végredukciós időkkel bíró redukciós folyamatok. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák segítségével ismertetjük részletesebben ábráink alapján, amelyek közül: — az 1. ábrán a fluidizációs ( örvényágya.s) reaktor, valamint a tartózkodási periódus-reaktor vázlata látható; — 2. ábránk az eljárás egy előnyös foganatosítási módjának folyamatábráját mutatja, hulladékgáz- és szilárdanyag-hűtéssel ; — a 3. ábra a találmány másik előnyös foganatosítási ■ módját tünteti fel folyamatábra formájában, redukáló atmoszférával. Az 1. ábrán bemutatott kiviteli alaknál az 1 fluidizációs reaktorba, amelyet a 2 vezetéken át látunk el fluidizáló gázzal, a 3 vezetékemkeresztül friss, vagy más előmelegített anyagot adagolunk be. A szekunderlevegő bevitele a 4 hozzávezetésen át történik, míg a tüzelőanyagot az 5 vezetéken keresztül juttatjuk be. Az uralkodó üzemi körülmények révén az 1 fluidizációs reaktorból kihordott szilárdanyagot a 6 tartózkodási periódus-reaktor felső tartományában elválasztjuk a gáztól és az bejut abba az alsó tartományba, amelyet a 7 vezetéken át bejuttatott gáz gyengén fluidizál. A szilárdanyagnak az 1 fluidizációs reaktorba való ellenőrzött visszavezetése a 8 vezetéken keresztül történik. elvezetése pedig a 9 kirakóberendezés segítségével. 10-zel jelöltük azt a járulékos tüzelőanyag-vezetéket, amely a 6 tartózkodási periódus-reaktor esetleges járulékos fűtéséhez szolgál. A 2. ábra szerinti folyamatábra a friss szilárdanyagot a 11 adagolóberendezésen át vezetjük az 1 fluidizációs reaktor hulladékgázaival táplált lebegtető-kicserélőrendszerbe. Ez innen a gázáramlás irányát tekintve második 15 lebegtető-kicserélőbe jut, s a nagy áramlási sebesség következtében a gázzal kihordásra kerül, a 16 és 17 leválasztókban elválasztódik a gáztól, majd a 18 vezetéken keresztül a gázoldalról első 12 lebegtetéses-kicserélőbe vezetődik. A 13 vezetéken keresztül történő újbóli kihordás, majd a 14 leválasztóban való ismételt leválasztás után végülis a 3 vezetéken át a fluidizációs reaktorba jut. A szilárdanyag 1,7 leválasztójából kilépett gáz a 19 vezetéken keresztül egy (nem ábrázolt) gáztísztítóba jut bele. Az 1 fluidizációs reaktorban a szilárdanyag a fluidizációs levegőt hozzávivő 2 vezeték, valamint a szekunderlevegő 4 hozzávezetése közötti zónában örvénylik, viszonylag nagy szuszpenziósűrűséggel. A szekunderlevegő 4 vezetéke felett egy ehhez képest alacsonyabb szuszpenziósűrűség uralkodik. A gázok által kihordott szilárdanyagot a 6 tartózkodási periódus-reaktorban választjuk le és kis sebességű gáz hozzáadásával a 7 vezetéken keresztül közvetlenül enyhe örvénylőmozgásban tartjuk. A 8 vezetéken át az 1 fluidizációs reaktorba egy ellenőrzött szilárdanyagáramot vezetünk vissza és a 9 kirakóberendezés segítségével egy további szilárdanyagáram vezetődik be a 23 gázvezetéken és a 24 ciklonon át a 30 örvényhűtőbe. A 30 örvényhűtő 31, 32, 33 és 34 hűtőkamrákkal rendelkezik, amelyekbe egy-egy átmenő 21 hűtőcső-köteg merül bele. A 22 vezetéken át bevezetett fluidizációs levegő a 23 vezetékben gyűlik össze, a 24 ciklonban alaposan megtisztítódik a szilárdanyagtól és mint szekunder-levegő, a 4 vezetéken át bevezetődik az 1 fluidizációs reaktorba. A 21 hűtőcső-kötegen átvezetett levegő, mint fluidizációs levegő jut be az 1 fluidizációs reaktorba, a 2 vezetéken keresztül. A lehűtött terméket a 25 vezetéken át hordjuk ki, miután a két vízzel hűtött 26 és 27 kamrában indirekt módon utóhűtésnek tettük ki. Az eljárás egyik foganatosítási változata abból áll, hogy a 24 ciklonból kilépő levegő egy részét a 29 vezetéken keresztül a 6 tartózkodási periódus-reaktorból kilépő gázhoz hozzávezetjük, például a redukálandó alkotók utánégetése céljából. Ugyancsak lehetséges az, hogy a 16 és 17 leválasztok által lecsapatott szilárdanyagok egy részét a gázoldalról első 12 lebegtető-kicserélő megkerülésével közvetlenül vezessük be az 1 fluidizációs reaktorba, a 28 vezetéken keresztül. A 3. ábra szerinti berendezés, amelyet különösen a redukciós folyamatokhoz építettünk fel, a 30 örvény/hűtő tekintetében annyiban tér el a 2. ábra 30 örvényhűtőjétől, hogy lényegileg egy hűtőkamrája van. A hűtőkamra el van látva 21 hűtőcsőköteggel, amely az 1 fluidizációs reaktorhoz vezetendő fluidizáló-levegő előmelegítésére szolgál, valamint egy vízzel táplált 35 hűtőregiszterrel (csőköteggel), gőz előállítása céljából. A 30 örvényhűtő helyett redukciós folyamatoknál, amelyeknél el kell kerülni az előállított termék újbóli oxidációját, közvetlenül vízzel táplált cíklonhűtést vagy indirekt és/vagy direkthűtésű dobhűtőt alkalmazhatunk. A 2. ábrán bemutatott folyamatábrához viszonyítottan másik eltérés abban van, hogy a hideglevegő-hozzávezetés egy külön 36 vezetéken keresztül történik, a 2. ábra 29 vezetéke helyett. 1. Példa (a 2. ábrára hivatkozással) Szűrőnedves alumíniumhidroxid szárítása és kalcinálása Az eljárás foganatosításához az 1 fluidizációs reaktor szolgál, 2,15 m belső átmérővel és 12 m belmagassággal. A szekunderlevegő belépése 2,5 m magasságban történik a gázelosztó felett, a fűtőolaj belépése pedig 0,4 m magasságban a gázelosztó felett. A 6 tartózkodási periódus-reaktor alulső, a 8 visszavezetés alatti részében 1,6 m belső átmérővel és 7 m belmagassággal rendelkezik. A 30 örvényhűtőnek hat kamrája van, amelyek közül négy (31—34) kizárólag levegővel, míg kettő (26 és 27) közvetetten vízzel van hűtve. A 11 adagolóberendezésen keresztül óránként 18,2 t 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
