189244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gibbsites bauxitok feltárására ellenáramú rekuperációs rendszerben
1 189 244 2 1 lúgáramból a lúgelőmelegítő hőcserélősor utolsó 13 hőcserélője után kerül elvezetésre az őrölt zagy hígítására, a keverőkondenzátor lerakódásának megakadályozására. A tiszta 24 kondenzvíz közvetlenül visszavezethető az erőműbe. Az alkalikus 25 kondenzvizek a szokásos módon expandálás után távoznak üzemi felhasználásra. A 2. ábra szerinti példaképpeni berendezés főként abban tér el az 1. ábra szerintitől, hogy itt a lúgáramból a feltárás fütőgőzével fejlesztett gőzt a bauxitos zagy direkt előmelegítésén kívül a lúgáram előmelegítésére is felhasználjuk. Ennek megfelelően a 2. ábra szerinti berendezés részét képezi egy lúgelőmelegítő 28 hőcserélő, amelyben a feltáró 1 lúgáramot a lúgból elpárolt 27 gőz tovább melegíti. 29 előmelegítőben a feltárás fűtögőzének kondenzvize melegíti tovább a feltáró 1 lúgáramot. A tiszta kondenzvíz 30 expanziós tartályaiban fejlődő gőzök részben az alkalikus gőzökkel egyesülnek, s úgy hasznosulnak. Az utolsó 30 expanziós tartály után a tiszta 24 kondenzvíz az erőműbe vezethető vissza. A 3. ábra szerinti példaképpeni berendezésnek fő jellemzője a többlépcsős keverőkondenzátoros zagy-előmelegítés, ahol az előmelegítés első lépcsőiben a lúgáramból az alacsonyabb hőmérsékletű szakaszokban fejlesztett gőzt hasznosítjuk. Ennek megfelelően a 3. ábra szerinti példaképpeni berendezés részét képezi egy további, megnövelt felületű lúgelőmelegítő 31 hőcserélő, amelynek fűtését a feltáró 1 lúgáramból bepárlással fejlesztett és a zagyexpanzió során képződő gőz együttesen végzi. A 28 hőcserélő adott esetben szintén megnövelt fütőfelülettel rendelkezik, mivel feladata nemcsak az előmelegítés, hanem a bepárlásos gőzfejlesztés is. A 4. ábra szerinti berendezés fő jellemzője, hogy a zagy többlépcsős előmelegítése részben az őrlésre vezetett és a szokásosnál jobban felmelegített lúg expanziójából fejlődő gőzökkel valósul meg. Egy járulékos 32 lúgáram itt arra szolgál, hogy szabályozható módon adott esetben kisebb hőmérsékletű lúg áramoljon a 17 lúgexpanziós tartályokba. Ennél a kapcsolásnál csak a lúgáram egy része áramlik át a 15 hőcserélőkből, 17 lúgexpanziós tartályból és 16 keringető szivattyúból álló bepárlóegységen. Végül az 5. ábra szerinti példaképpeni berendezés fő jellemzője, hogy a feltáró lúgáramból bepárlással fejlesztett gőzök a lúg- és zagyáram indirekt előmelegítésére kerülnek felhasználásra. 33 zagy-előmelegítőkben a zagyot az expanziós 12 gőzök melegítik. Ez tovább folytatódik egy 34 hőcserélőben, amelyet a 8 fütőgőzzel a feltáró 1 lúgáramból fejlesztett 36 gőz melegit. A zagy indirekt melegítése egy 35 hőcserélőben fejeződik be, amelyet már közvetlenül a 8 fűtőgőz fűt. A felmelegített 37 zagyáram a távozó 20 lúgárammal egyesülve mint beállított 7 zagyáram áramlik be a 9 feltáró autoklávok első tartályába. Ebben a kapcsolásban a korábbi ábrákon általában szerepeltetett, hőcserélőből és lúg-expanziós tartályból álló bepárló egység helyett két hagyományos 38 bepárlót is alkalmazunk. Egy 39 vezeték a lúg visszacirkulálására szolgál. A találmány szerinti eljárás alkalmazásának célszerűsége különösen kitűnik, ha figyelembe veszszük, hogy a hagyományos kétáramú feltárási eljáráshoz képest többlet víz elpárologtatása valósul meg a feltáró rendszerben gyakorlatilag anélkül, hogy az üzem hőfelhasználása megnövekedne. Ez részben abból adódik, hogy a feltárási gőz direkt befuvatása jelentősen csökken, vagy teljesen megszűnik, mivel erre a célra a lúgáramból bepárlással fejlesztett gőz kerül felhasználásra. Ezenkívül többlet víz elpárologtatását jelenti az, hogy a lúgáramból elpárolt víz mint csökkentett nyomású indirekt fűtőgőz kerül felhasználásra a feltáró sorban áramló lúg, ill. zagy előmelegítésére. A feltáró lúgáram, ill. esetenként az őrlő lúgáram több szakaszában megvalósított víz elpárologtatóssal a többlet hő nélküli elpárolcgtatás még hatékonyabb lesz, adott esetben még akkor is, ha az elpárolt gőz a feltáró rendszeren kívül kerül felhasználásra. Az eljárásnak olyan további előnyei is jelentkezhetnek a hagyományos megoldáshoz képest, hogy a fe’táró rendszer fűtése kisebb nyomású gőzzel valósítható meg, ami a gőz energiatartalmának turbinában való jobb hasznosítását eredményezi. A találmány szerinti eljárás a hőátviteli körülmények kedvezőbb megválasztását teszi lehetővé a fűtésnél megvalósuló hőmérsékletkülönbségek csökkentésével. Ez ugyan a feltáró rendszerbe többlet felület beépítését igényli, ez a felületnövekedés azonban megközelítően csak olyan mértékű, ami a timföldgyári bepárlóba beépitett szokásos fajlagos felületértékeknek felel meg. Másszóval, a feltáró rendszerbe beépített többlet felülettel lényegében csökkenthető a lúgkoncentráció beállításához egyébként szükséges külön bepárló rendszer felülete. Adott esetben az is elérhető, hogy ilyen külön bepárlót nem is kell létesíteni, mert a feltáró rendszerben megvalósuló bepárlás fedezi az összes víz-elpárologtatási igényt. De nemcsak a feltáró rendszerbe beépített új felü’etek többlet költségétől lehet eltekinteni, hanem a feltárósori többlet villamos energia felhasználás költségétől is. A feltáró soron fellépő többlet villamos energia felhasználásnak nagyjából megfelelő mértékben csökken ugyanis a bepárlói villamosenergia felhasználás. A találmány szerinti eljárás egy másik előnye, hogy nemcsak új feltáró egységek létesítésekor, hanem a meglévők kiegészítésével is realizálható. Az alábbi példában a találmány szerinti eljárással e lérhető hatékonyabb energiagazdálkodást mutatjuk be a 2. ábra szerinti példaképpeni berendezés alapján. Egy 600 E t/év timföld termelő kapacitású gyár, 2. ábra szerinti kapcsolású kétaramú feltáró egységébe 1271,4 m3/h lúgáramot táplálnak be, a lúgelőmelegítő hőcserélősor első tagjába. Ennek a feltáró lúgnak az Na2Okausztikus koncentrációja 115,2 g/1, hőmérséklete pedig 82 °C. (Az Na2Okílus/tlklls koncentráció a feltáró lúg alumínium tartalmához kötött és szabad állapotban jelenlévő NaOH tartalmát jelenti Na20-ban kifejezve.) Az első hőcserélő után - amelyet a sorrendben utolsó zagyexpanziós tartály gőze fűt - a lúg hőmérséklete 92 °C, s ebből a lúgból 130,8 m3/h lúgáramot a 180 t/h gibbsites ! 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
