196341. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kemence timföld előállítására
3 196 343 4 visszavezetjük, és az örvényréteg sűrűségét 300 kg./m3 és 900 kg/m3 közötti értéken tartjuk. Amennyiben 0,5 kg/kg-nál kevesebb timföldet vezetnénk vissza a dehidratáló zónába, vagy az örvényréteg sűrűségét 900 kg/m3 fölé emelnénk, az izzítózóna hőmérséklete meredeken emelkedne, a timföld túl lesz égetve, aggregálódik, végül az örvényréteg összeomlik. Ha a dehidratáló fokozatba visszavezetett timföld mennyisége meghaladja az 5,0 kg/kg-ot, vagy az örvényréteg sűrűsége 300 kg/m3 alatti értékre csökken, az izzítózóna hőmérséklete csökken, és a timföld minősége nem éri el az előírt paramétereket. Az izzítózónából a dehidratáló zónába visszavezetett timföld mennyiségét a késztermék kívánt tulajdonságaitól, egyebek között a kész timföld kívánt a-AI203- tartalmától függően választjuk meg. Az izzítást célszerűen két lépcsőben végezzük. Az első lépcsőben szénnel borított timföldrészecskék keletkeznek, mert a teljes elégetéshez szükséges levegőmennyiségnek csak 10—60 %-át vezetjük be. A második lépcsőben legalább a teljes elégetéshez szükséges elméleti levegőmennyiséget vezetjük be. Az örvényrétegbe bevezetett szénhidrogén tüzelőanyag levegő híján szénné és hidrogénné bomlik. A hidrogén legnagyobb része elég, egy része az örvényrétegből kilép, míg a szén lecsapódik a timföldrészecske felületén. A részecskék felületén lévő szén később az örvényrélcgen kívül bevezetett levegővel kölcsönhatásba lépve elég. Tekintettel arra, hogy a szén és timföld között jó a hőátadás, gyakorlatilag a teljes hőmennyiség a részecske felmelegítéséberíhasznosul, nem adatik át a gáznemű közegre, így a részecske olyan hőfokot ér el, amely a környezeti közeg hőmérsékletét lényegesen meghaladja. Az izzítás befejeződik, a szén elégetése után a részecskéken kialszik a láng, és ekkor a szemcsék lehűlnek. Túlhevítés nem következhet be. Az elemi szén képződése szempontjából a legelőnyösebb, ha a ténylegesen bevezetett levegő mennyisége és a teljes elégetéshez-elméletileg szükséges levegőmennyiség közötti arány 0,1—0,6. Az ilyen körülmények közölt az örvényrétegben a szén gyakorlatiig nem ég el, és a hidrogén elégéséből származó hő elegendő ahhoz, hogy az örvényréteget a szükséges hőmérsékleten tartsa. Amennyiben az említett arány 0,1-nél kisebb, a timföldszemcséken túl vastag szénréteg alakul ki, ugyanakkor sok hidrogén lép ki az örvényréteg feletti térbe. A második lépcső során a távozó gázok túlságosan felhevülnek, ami az anyag túlégetéséhez vezet. A kilépő hidrogén miatt a tüzelőanyag-fogyasztás is emelkedik. Amennyiben az említett arány (bevezetett : szükséges levegő) a 0,6-et meghaladja, a szén részben már az örvenyrétegben ég el, ami tüzelőanyag-többletfogyasztáshoz vezet. A találmány tárgya továbbá kemence a találmány szerinti eljárás foganatosítására. A kemencének adagolószerkezettel felszerelt szárító ciklonhőcserélője, dehidratáló aknái hőcserélője és az utóbbihoz szűkített torokkal kapcsolódó izzítókamrája van, amelynek belsejében perforált rostély helyezkedik el; a rostély az izzítókamrát felső és alsó részre osztja, és az alsó részben függőleges, kör alakú válaszfal van elrendezve, amely az izzítókamra alsó részét központi térre és külső térre osztja, mimellett az izzítókamra rostély alatti részének központi teréhez cs külső teréhez a fluidizáló közeget bevezető csonkok, míg az izzítókamra rostély feletti részéhez a timföldet elvezető csonk és felette égeícberendezés csatlakozik. A találmány szerinti kemencére jellemző, hogy a perforált rostély központi tér feletti felülete a rostély összfeSületének 0,05—0,45- szorosa, míg a perforált rostély központi tér feletti hasznos keresztmetszete és külső tér feletti hasznos keresztmetszete közötti arány 3 és 50 közötti érték. A mennyiben a perforált rostély központi tér feletti felülete kisebb, műit az összfeliilet 0,05-ik része, az izzít jkamrából a dehidratáló lépcsőbe visszavezetett anyagmennyiség nem elegendő az adott zónák előírt hőmérsékletének fenntartásához, és a végtermék tulajdonságai nem érik el az előírt szintet. Ha azonban a központi tér feletti rostélyrész felülete az összfelület 0,45-ik részét meghaladja, az örvényréteg állapotában és az anyag körfolyamatában zavarok lépnek fel, amelyek szintén a termék minőségének romlásához vezetnek. Hasonlóképpen, ha a rostély központi tér feletti hasznos keresztmetszete és a külső rostélyrész hasznos ke-esztmetszete közötti arány 3-nál kisebb, a fluidizálás nem stabil, az anyag cirkulációja szakaszossá válik, és lehetséges, hogy az anyagáram túllépi a központi rostélyrész határát, ami az ahimínium-hidroxid kalcinálásnban vezet instabilitásokhoz. Ha a két említett rostélyresz hasznos keresztmetszetének aránya 50 feletti érték, az izzítózónában a hőátadás romlik, és az elégetett gázokkal kilépő anyag mennyisége nő. Az izzítókamrában a hőmérséklet csökken, ami tüzelőanyag-többletfogyasztáshoz vezet. Durva szemcsés kiindulási anyag esetén célszerű, ha a kemencét olyan ciklonnal látjuk el, amely a dehidratált anyagot elválasztja az aknás hőcserélőből kilépő gázoktól; előnyös továbbá, ha annak belépő- és kiürítőtsonkja az aknás hőcserélővel áll kapcsolatban, míg a kilépőcsonk a szárító ciklonhőcserélővel áll összeköttetésben. Ez az elrendezés biztosítja a szárítórészbe vezetett hőmennyiség szabályozhatóságát, így az alacsonyabb hőmérsékletű zónákból érkező anyag melegítéséhez szükséges hőmennyiség csökken. Ha a kiindulási anyag finom szemcséjű, azaz dehidratálása rövidebb időn belül megy végbe, a kemencét előnyösen szintén olyan ciklonnal látjuk el, amely a dehidratált anyagot az aknái hőcserélőből kilépő gázoktól elválasztja, de ennek a ciklonnak a belépőcsonkját az aknás hőcserélővel, kilépő csonkját a ciklonhőcserélővel, ürítőcsonkját pedig az izzítókamrával kötjük öszsze. A ciklon ürítőcsonkja és az izzítókamra közötti összeköttetés lehetővé teszi a timföld izzítási fokának befolyásolását. Az alábbiakban a találmányt kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz segítségével közelebbről ismertetjük. A rajzon a találmány szerinti kemence hosszmetszetben látható. Az eljárást az alábbiak szerint hajtjuk végre. A kiindulási aiumínium-hidraxidot szárítjuk, lebegtetve dehidratáljuk, majd bejuttatjuk az izzítózónába. Ugyanebbe a zónába a tüzelőanyagként alkalmazott szénhidrogént és a levegőt is vezetjük. A dehidratált anyagot levegővel létrehozott örvényrétegben, tüzelőanyag egyidejű elégetése mellett izzítjuk. Az előírt hőmérséklet fenntartása céljából izzítás közben a tím-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
