181469. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-klorid-hidrát termikus bontására
9 181469 10 1. példa (az 1. ábrára hivatkozva) Az 1 adagolóberendezés és a 2 adagolószalagmérleg segítségével óránként beviszünk 54 tonna A1C13 ■ 6H20 vegyületet, amelynek a felületi nedvessége körülbelül 15% és átlagos szemcseátmérője: dp = 150 pm, a 3 örvényágyas reaktorba, amelynek a belső átmérője 3,0 m, magassága pedig 18 m. A 3 örvényágyas reaktort 3000 Nm3/h 180C°-os gőzzel üzemeltetjük, amelyet a 9 vezetéken át viszünk a reaktorba. A 3 örvényágyas reaktor fűtését egy alkálikloridelegy olvadékával végezzük, amelyet a 7 keringtetés útján 460 C°-on vezetünk be és 420 C°-on vezetünk ki. Az olvadék újramelegítését a 8 melegítőkészülékben végezzük 2850 kg/h nehéz fűtőolaj elégetésével, amelynek a fűtőértéke: Hu= 39,800 kJ/kg. A 3 örvényágyas reaktorban egy 200 C°-os hőmérséklet áll be. Az örvénygázsebesség 2,0 m/sec. A nagy gázsebesség következtében a szilárd anyag nagy részét a gázzal együtt eltávolítjuk a 3 örvényágyas reaktor felső részén. Az ezután kapcsolt 4 leválasztóban történő leválasztás után a szilárdanyag az 5 vezetéken keresztül a 3 örvényágyas reaktorba kerül vissza. A 3 örvényágyas reaktorban a szilárd anyag visszavezetés miatt és az ott uralkodó üzemi körülmények következtében körülbelül 150 kg/m3 átlagos szuszpenziósűrűség és 2700 vízoszlop mm nagyságú nyomásesés áll elő. Az átlagos tartózkodási idő 1,7 óra. Az említett körülmények között az alumíniumklorid körülbelül 80%-a bomlik el. A 14 vezeték segítségével 22,4 tonna/h szilárdanyagot viszünk át a 15 bontóreaktorba, amelynek a belső átmérője 4,6 m, az örvényágy magassága pedig 5,0 m. A 16 vezeték közvetítésével 1000Nm3/h 180C°-os gőzt továbbítunk a reaktorba. A 17 vezeték útján 46 tonna/h kalcinált anyagot vezetünk vissza, amelynek a hőmérséklete 950 C° és ennek következtében a 15 bontóreaktorban 500 C°-os hőmérséklet áll be. Az örvénygázsebesség 0,5 m/sec. Az átlagos szuszpenziósűrüség 400 kg/m3, az átlagos tartózkodási idő pedig 35 perc. A 18 vezetéken át 12 050 Nm3/h 500 C°-os hulladékgázt és a 10 vezetéken keresztül 30 000 Nm3/h 200 C°-os hulladékgázt viszünk el és ezeket a 11 elektromos porleválasztóban egyesítjük portalanítás végett. A hidrogénkloridkoncentráció 34,6%, a gázhőmérséklet pedig 290 C°. A 15 bontóreaktorból 58 tonna/h mennyiségű szilárdanyagot veszünk el. A frissen bevitt alumíniumklorid-hidrátra vonatkoztatva az elért bontási fok 99,6%. A szilárdanyagot egy 38 hőcserélőben 500 C°-ra előmelegített 2900 Nm3/h levegő alkalmazása mellett egy 20 készülék segítségével pneumatikusan a 36 elválasztó készülékbe továbbítjuk. A szilárdanyagot, mihelyt a 21 Venturi-ciklonba érkezik, a 23 és 27 örvényzóna/tartózkodási zóna rendszer hulladékgázai, amelyek 17 023 Nm3/h mennyiségben keletkeznek, magukkal ragadják és a 22 elválasztó készülékbe viszik. A hulladékgáz, amelynek a hőmérséklete az örvényzóna/tartózkodási zóna rendszerből való kilépés előtt 950 C° volt, különösen a szilárdanyaggal való érintkezés következtében 700 C°ra lehűl. Ezt a gázt ezután a 38 hőcserélőbe visszük. A 23 örvényzónában és a 27 tartózkodási zónában megtörténik a maradék alumíniumklorid bomlása és kalcinálódás közben alumíniumoxiddá alakul. A 23 örvényzónában a reaktor belső magassága 14 m és a belső átmérője 2,2 m, a 27 tartózkodási zónában a hengeres alsó részben a belső átmérő 3,5 in, a magasság pedig 3,4 m (az örvényágyra vonatkoztatva). A 23 örvényzóna fluidizálására a 24 vezetéken és a gázelosztón keresztül bevezetett 4225 Nm3/h mennyiségű levegő szolgál, amelyet a 31 örvényágyas hűtőbe közvetett hőcserével 550 C°-ra előmelegítünk. Ezután 8500 Nm3/h levegőt, ebből 2900Nm3/h mennyiséget 500C°-on a 37 vezeték útján, 5600Nm3/h mennyiséget pedig 600,C°-on elveszünk a 31 örvényágyas hűtőből és együtt a 25 vezeték útján 2,5 méterrel a gázelosztó felett a 23 örvényzónába bevisszük szekundergázként. Az arány a fluidizálógáz és a szekundergáz között 1 : 2,0. A gázelosztó és a 25 szekundergázvezeték közötti tartományban 1160 kg nehéz fűtőolajat (Hu= 39 800 kJ/kg) lángok segítségével befecskendezünk. A gázelosztó és a 25 szekundergázvezeték közötti tartományban az égés nem teljes. Teljesebb égés a 25 vezetékkel bevitt szekundergáz hozzáadása felett történik. A 23 örvényzónából kihordott szilárdanyagokat a 27 tartózkodási zóna felső részében elválasztjuk a gáztól, utána ennek alsó részébe jutnak és ott egy tömör örvényágyat alkotnak. A 27 tartózkodási zónát 1100 Nm3/h mennyiségű levegővel, amelyet a 31 örvényágyas hűtőben 500 C°-ra előmelegítettünk, fluidizáljuk. Az örvényzónában történő szilárdanyagcirkuláció, valamint a 27 tartózkodási zónából a 29 vezetéken át vezetett szilárdanyag-visszakeringtetés következtében az egész cirkulációs rendszerben egy egységes 950 C°-os hőmérséklet áll be. A 23 örvényzónára és a 27 tartózkodási zónára eső mintegy 1,96 órás tartózkodási időnek, amelyet az alumíniumoxid e két zónában tölt, a megoszlása e két zónára körülbelül 1:11 arányban van (10 perc a 23 örvényzónára és 1,8 óra a 27 tartózkodási zónára esik). A nyomáscsökkenést a 23 örvényzónában körülbelül 430 vízoszlop mm-re állítjuk be. Az átlagos szuszpenziósűrűség a gázelosztó és a 25 szekundergázvezeték közötti tartományban 150 kg/m3, míg a 25 szekundergázvezeték felett az átlagos szuszpenziósűrűség 5 kg/m3. A 27 tartózkodási zónában a szilárdanyag által kitöltött tartományban a szuszpenziósűrűség körülbelül 550 kg/m3. 10 tonna/h alumíniumoxidot viszünk a 27 tartózkodási zónából a 30 vezetéken át a 31 örvényágyas hűtőbe. Az örvényágyas hűtőben, amelyet 5600 Nm3/h levegővel fluidizálunk és a csőkötegekben, ahova 4225 Nm3/h, illetve 1100 Nm3/h levegőt viszünk be, az alumíniumoxidot pótlólagos vízhütéssel 100 C°-ra lehűtjük. A közvetett fűtéssel 550, illetve 500 C°-ra előmelegített levegőáramokat az előzőekben vázolt célokra visszakeringtetjük megfelelő felhasználásra. A 34 elektromos porleválasztóból kilépő 17 023 Nm3/h hulladékgáz hőmérséklete 300 C° és HCl-tartalma 0,25 tf%. A 8 melegítőkészülék üzemeltetéséhez szükséges 34 400 Nm3/h mennyiségű égéstápláló levegőt a 40 hőcserélőben 250 C°-ra és a 38 hőcserélőben 500 C°-ra melegítjük fel. 2. példa (a 2. ábrára hivatkozva) Az 1 adagolóberendezés és a 2 adagolószalag mérleg segítségével óránként beviszünk 54 tonna A1C13 ■ 6H20 vegyületet, amelynek a felületi nedvessége körülbelül 15% és átlagos szemcseátmérője: dp = 150 pm, a 3 örvényágyas reaktorba és 40 : 1 arányban ebben és a 41 Venturi-ciklonban elosztjuk. Az örvényágyas reaktor belső átmérője 5,5 m, magassága pedig 18m. A 3 örvényágyas reaktort 3000 Nm3/h 180 C°-os gőzzel üzemeltetjük, amelyet a 9 vezetéken át viszünk a reaktorba. A 3 örvényágyas reaktor fűtését 180 tonna/h 950 C°-os kalcinált anyaggal végezzük, amelyet a 17 vezetéken át juttatunk be a készülékbe. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
