166446. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminiumoxid előállítására aluminiumhidroxidból
5 166446 6 alkalmazása előnyös, mivel azok egyrészt könnyen kezelhetők, másrészt pedig termikus hatásfokuk is igen kedvező. A friss anyagot a gáz felőli oldalon az utolsó Venturi fluidizációs szárítóba szűrőnedves állapotban adagoljuk be. Felfelé kilépő szuszpenzió keletkezik, melyet egy ciklon fog fel. A kiválasztott szilárdanyagokat a. gáz felőli oldalon előtte fekvő Venturi-szárítóba vezetjük és egy további elválasztón keresztül a fluidizációs kemence alsó részébe juttatjuk. Két lépcsős Venturi-rendszer alkalmazásával biztosítjuk, hogy az elhasznált gáz hőmérséklete harmatpontra és a hidroxid víztartalma 1—3% izzítási veszteségnek megfelelően csökkenjen. A visszatérítő ciklonban jelentkező vízmentes alumíniumoxidot (<0,2% izzítási veszteség) egészben vagy részben a fluidizációs kemence fluidizációs ágyába vezetjük vissza. Az eljárás során nyert terméket a visszatérítő ciklonból, vagy egy más megfelelő helyen, példaképpen a fluidizációs kemencéből szabályozható módon vonhatjuk ki és vezethetjük a fluidizációs hűtőbe. Az anyagnak a fluidizációs hűtőben történő hűtésére a fluidizációs kemencében szükséges égési levegőt használjuk, melyet a közvetlen és közvetett hőcsere céljaira hidegen két áramra osztunk. A közvetlen hőcsere céljaira pedig a levegőt mint hűtőeszközt a fluidizációs ágyban elhelyezett hűtőcsőnyalábokon keresztül alkalmazzuk. A fluidizációs hűtőt az anyag útjának hosszában célszerűen több kamrára osztjuk, úgyhogy a hűtőcsőnyalábokon keresztül vezetett levegő ellenáramban halad a hevített anyaggal szemben, míg a hűtőben alkalmazott fluidizációs levegő keresztben áramlik. Az ilyen módon felmelegített részáramokat különállóan vezetjük a fluidizációs kemencébe. A hűtő csőnyalábjain keresztül haladt és közvetetten fűtött részáramot a kemencében fluidizálógázként, a fluidizációs hűtő fluidizáló gázát pedig szekunder levegőként alkalmazzuk. A gázáramoknak ilyen módon történő vezetése azzal az előnnyel jár, hogy a kemencében alkalmazott fluidizáló gáz pormentes és ilyen módon a rostély eltömődése teljes biztonsággal elkerülhető, míg a pormentesítés után a ciklonban visszamaradó, szekunderlevegőként alkalmazott gázban levő portartalom a szekunderlevegő vezetésére szolgáló szervek csekély hibalehetősége következtében semmiféle nehézséghez sem vezethet. A hűtőlevegőnek közvetett és közvetlen hőcsere céljaira való szétosztását a gyakorlatban 1:2—4: 1 közötti arány figyelembevételével végezzük és így a kalcinálóberendezés üzemi követelményeinek megfelelően állíthatjuk be. Előnyös a fluidizációs hűtőből kilépő felmelegített hűtőlevegő egyrészét a gázoldali utolsó lebegtető cserélő fokozatba vezetni, hogy ily módon az elhasznált gázoknak a harmatpont alá történő lehűlését megakadályozzuk. Ezzel az intézkedéssel egyidejűleg a fluidizációs kemence szükségtelenül erős gázterhelését is megakadályozzuk. Az eljárásnak a fentiekben leírt előnyös kialakításával az előző bekezdésben megadott hűtőlevegő felosztási arányok határai kismértékben eltolódhatnak. Az energiaszükséglet fedezésére üledékmentes tüzelőanyagokat alkalmazunk. Különösen előnyösek a folyékony és gáznemű szénhidrogének. Az égési levegő, melyet a fluidizációs kemencébe fluidizálógázként és szekunder levegőként vezetünk be, valamint a tüzelőanyag közötti arányt úgy választjuk meg, hogy a levegőarány indexe X = 1,0—1,4, előnyösen 1,05—1,10 között mozogjon. Bár a tüzelőanyag bevezetési helyén, vagyis a kemence alsó részén a szekunder levegő bevezetési helye alatt, oxigénhiány van, az egyenletesen temperált szi-5 lárdanyagnak a fluidizált rétegben levő magas koncentrációja miatt az üzemanyag kvantitatív átalakítása a kemence kivezető nyílásánál biztosítva van. A találmány szerinti eljárással alacsony fajlagos hőfelhasználási szám mellett, mely 800 kcal/kg A12 0 3 alatt 10 van, a kemencén történő nehézség nélküli átvezetés során az esetleges eldugulás vagy az anyag robbanásának kiküszöbölése mellett igen nagy tisztaságú és egyenletes minőségű anyagot tudunk előállítani. Az alkalmazott berendezés átalakítása nélkül pusztán a levegőmennyi-15 ségek viszonyának, továbbá a kalcináló hőmérséklet és a kemencében az átlagos áthaladási idő változtatásával különböző modifikációjú alumíniumoxidokat lehet előállítani. 20 1. kiviteli példa (1. ábra szerint) Az 1 adagolóaknán keresztül óránként 2,97 t nedves 12% mechanikusan kötött vizet tartalmazó alumíniumhidroxidot juttatunk a 2 szállítócsiga segítségével a gáz 25 felőli oldalon levő második Venturi szárítóba és a gázoldali első szárítási fokozatból érkező elhasznált gázáramot, melynek hőmérséklete 550 és 630 C° között van, felfogjuk. Mielőtt az anyag-gáz áramot a két következő 4 és 5 ciklonban szétválasztanánk, a teljes mechanikusan 30 kötött vízmennyiséget és a vegyileg kötött víz egy részét elpárologtatjuk. A 100 Cc hőmérsékletű, az 5 ciklonból kilépő elhasznált gázt portalanítás céljából elektrosztatikus gáztisztításnak vetjük alá (a rajz nem szemlélteti). A 4 és 5 ciklonból kilépő anyag a 6 Venturi fluidizá-35 ciós szárítóba jut, ahol a cirkuláló fluidizált réteg 8 viszszatérítő ciklonjából kilépő gázárammal érintkezik és a gázáram az anyagot kb. 2—3% izzítási veszteségig vízteleníti. A 7 ciklonban ismét a gáz-anyag áram szétválasztódik, a víztelenített anyag a 9 fluidizációs kemen-40 cébe jut, míg az elhasznált gáz a már említett 6 fluidizációs szárítóba jut. A 9 fluidizációs kemence belső átmérője 0,8 m, belső magassága pedig 9 m. A kalcináláshoz szükséges hőmennyiséget cca 140 kg/óra C olaj közvetlen égetésével biztosítjuk, melyet kevéssel a rostély fölött 45 a 10 ponton vezetünk a rétegbe. A fluidizált szuszpenzió előállításához szükséges 1900 Nm3 /óra levegőmennyiséget 50% -ban a 11 rostélyon keresztül mint fluidizáló gázt és 50%-ban a rostély fölött 0,8 m magasságban a 12 ponton szekunder levegőként vezetjük be. Ennek so-50 rán az alsó kemence szakaszban all rostély és a sze kunder levegő 12 bevezetési pontja között cca 800 kg/m3 anyagkoncentrációjú fluidizált réteg keletkezik, mely egyrészt az olaj égését segíti elő, másrészt pedig a fluidizációs kemencében az átlagos áthaladási időt növeli. 55 A felső 13 kemenceszakaszban belső anyag visszaáramoltatás következtében az anyagkoncentráció folyamatosan egészen cca 4 kg/m3 értékre csökken. Ezzel a koncentrációval jut a szuszpenzió a 8 visszatérítő ciklonba is, melyben a gáz és az anyag szétválasztása tör-60 ténik. Az elválasztott alumíniumoxidot a megfelelő 14 berendezés segítségével részben a 9 fluidizációs kemencébe vezetjük vissza, részben pedig a 15 adagoló készülék segítségével a 16 fluidizációs hűtőbe juttatjuk. A fluidizá-65 ciós hűtőbe betáplált anyagmennyiséget úgy szabályoz-3
