196341. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kemence timföld előállítására
5 196 341 6 föld egy részét (0,5—5,0 kg/kg) visszavezetjük a dchidratálás szakaszába, és az örvényréteg sűrűségét 300 kg/m3 és 900 kg/m3 közötti értéken tartjuk. A kapott timföldet lehűtjük. 1, példa 5 10 t/ó teljesítményű kemencében a dehidratáló zónában 560 °C, az izzítózónában 1150 °C hőmérsékletet tartunk fenn. Az örvényréteg sűrűsége 600 kg/m3. A hőmérsékleti értékeket úgy tartjuk fenn, hogy 2 kg/kg mennyiségű timföldet visszavezetünk az izzítózónából a dehidratáló zónába. Az izzított timföldet örvényréteges hűtőben, a timföldet és a hűtőközeget keresztbe áramoltatva lehűtjük. A timföld 35 % a-Al303-ot tartalmaz, 1 kg timföldre 815 kcal hőenergiát használtunk fel. 2. példa 10 t/ó teljesítményű kemencének dehidratáló zónájában 560 °C-ot, az izzítózónában 1050 °C-ot tartunk fenn, és az örvényréteg sűrűségét 400 kg/m3 értéken tartjuk. A visszavezetett mennyiség 3,5 kg/kg. A kész timföldet 80—100 °C-ra hűtjük. of-A!203-tartalom: 15 %. 3. példa 10 t/ó teljesítményű kemencében a dehidratálást 560 °C-on, az izzítást 1220 °C-on végezzük. 1,5 kg/kg timföldet vezetünk vissza az izzítózónából a dehidratáló szakaszba. A timföldet 80—100 °C-ra hűtjük. a-Al203- tartalom: 65 %. A tüzelőanyag-szükséglet csökkentése érdekében az izzítást két lépésben végezzük. (Egylépcsős izzítás esetén nagy hőmérsékletű gamma-timföld keletkezik.) A kétlépcsős izzítás esetén - mint ahogy már említettük — a levcgőhiánnyal üzemeltetett első lépésben (különösen ha a teljes elégetéshez szükséges levegőnek csak 1—6 tized részét alkalmazzuk) a tüzelőanyag szénné és hidrogénné bomlik. A hidrogén legnagyobb része az örvényrétegben elég, egy része kilép az örvényrétegből. A szén lecsapódik a timföldrészecskék felületén. A második lépcsőben a szénnel borított szemcséket levegőfelesleggel hozzuk érintkezésbe. A szén 0,05—0,5 másodperc alatt elég, és felhevíti a szemcséket 1600—1800 °C-ra, míg a környező közeg hőmér-30 35 40 45 50 seklctc 1050—1200 °C. A szén és timföld közötti jó hőátadásnak köszönhetően gyakorlatilag a teljes hőmennyiség a szemcse felmelegítésében hasznosul, nem adatik át a gáznemű közegbe. Az alábbi táblázat megmutatja az összefüggést a különböző izzítási paraméterek és a végtermék összetétele között. A táblázatból kivehetően a levegőmennyiség növelése nagyobb timföldveszteségei, alacsony a-AI203- tartalmat és magasabb fajlagos hőszükségletet eredményez. A találmány szerinti kemencét a csatolt rajz segítségével (1. ábra) ismertetjük. A kemencének I ciklonhőcserélője van az aluniínium-hidrosid szárításához. Az I ciklonhőcserélőllöz 2 adagolószerkezet csatlakozik. A kemence dehidratáló 3 aknás hőcserélője alatt szűkített 4 torok vezet 5 izzítókamrához, amelyben o örvényréteg alakul ki. Az 5 kamra belsejében perforált 7 rostély helyezkedik el. A 7 rostély az 5 izzítókamrát rostély feletti 5a részre cs rostély alatti 5b részre osztja. A rostély alatti 5b részben függőleges, kör alakú 8 válaszfal helyezkedik el, amely a rostély alatti 5b részt központi 9 térre és külső 10 térre osztja. Az izzítókamrához 11 csonk a fluidizáló közeg központi 9 részbe való bevezetésére csatlakozik, továbbá a rostély feletti 5a részhez 13 kiürítccsonk és felette 14 égetőberendezés kapcsolódik. A központi 9 tér feletti rostély felülete a 7 rostély összfelületének a 0,05-0,45-ik részét teszi ki, míg a rostély központi 9 tér feletti hasznos keresztmetszete és külső 10 tér feletti hasznos keresztmetszete közötti arány 3 és 50 közötti érték. Egy kiviteli alak esetében a kemencének lehet levegőt bevezető 15 csonkja, például az 5 izzítókamrához csatlakoztatva. A kemence továbbá a dehidratált anyagot a 3 aknás hőcserélőből kilépő gázoktól elválasztó 16 ciklonnal rendelkezhet. A 16 ciklon 17 belépőcsonkja és 18 kiürítőcsonkja a 3 aknás hőcserélőhöz, 19 kilépőcsonkja pedig az 1 ciklonhőcseréíőhöz kapcsolódik. Egy másik kiviteli alak esetén a 16 ciklon 20 kiürítőcsonkja az 5 izzítókamrába van kötve. A találmány szerinti kemence az alábbiak szerint működik. A nedves, por alakú anyagot, például alumínium-hidroxidot a 2 adagolószerkezet segítségével bejuttatjuk az 1 ciklonhőcserélőbe, ahol lebegtetve szárítjuk. A száraz alumínium-hidroxid a 3 aknás hőcserélőbe kerül, ahol lebegve dehidratálódik. A szárításhoz és dehidratáláshoz szükséges hő a gáznemű hőhordozóból és a cirkuláltatott anyagból (szilárd hőhordozóból) származik. A dehidratált anyag a 4 torkon keresztül A bevezetett levegőmennyiség és az elméleti levegőmennyiség aránya Fajlagos hőszükséglet, kcal/kg Hőszükséglet csökkenése, kcal/kg Izzítási veszteség, % 0Í-AI2O;), % 1 példa 2. példa 3. példa 4. példa 0,6 0,6 0,5 0,1 880 840 812 817-40 0 +28 +23 1,5-2,0 0,8+1,0 0,5-0,7 0,5-0,6 10-12 15-18 25-30 40-45 (A fajlagos hőszükséglet az ízzításhoz szükséges hőt is magában foglalja.) 4
