180947. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás vízmentes timföld előállítására
5 18094 7 6 be, és a legalább részben átkristályosodott timföldet, valamint a véggázokat a reaktorkamra tetejéről egy gázárammal hordatjuk ki. Az előkalcinált timföld a reaktorkamra le- és befelé szűkülő kúpos fenékfalán át vezethető be. A tüzelőanyagot előnyösen a reaktorkamra egy mélyebb pontján vezetjük be, mint az előkalcinált anyagot, például a fenékfalon át függőlegesen. A reaktorkamrából távozó, szuszpendált timföldtől elválasztott gázáram az előkalcináló zónában az anyag szárítására és előkalcinálására használható fel. A hőenergia-gazdálkodás javítható, ha az előkalcináló zóna véggázából leválasztjuk a finom eloszlású port, és azt a reaktorkamra véggázának anyag-szuszpenziójába vezetjük be, miután a szuszpenzió elhagyta a reaktorkamrát. Az előkalcinálást előnyösen egy többfokozatú ciklon-előhevítőben hajtjuk végre. A reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyag hűtőlevegőben történő szuszpendálással hűthető le, választható el ettől a levegőtől, és a használt hűtőlevegő a reaktorkamrába vezethető be oxigéntartalmú gázként. Abban az esetben, ha az előkalcinálást többfokozatú ciklon-előhevítőben hajtjuk végre, akkor a legfelső ciklonból távozó anyag két anyagáramra osztható, melyek közül az első a felülről számított második ciklon tápláló-vezetékébe vezethető, a második anyagáramot és a reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyagot pedig hűtőlevegőben szuszpendáljuk, és a levegőt, mint oxigéntartalmú gázt a reaktorkamrába vezetjük. A második anyagáram és a reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyag azután egy keverőkamrába vezethető, és összekeverhető a hűtőlevegőbe történő szuszpendálás előtt. A találmány további tárgya berendezés a találmány szerinti eljárással történő vízmentes timföld gyártására, amely egy cső alakú, a fenéken tengelyirányban központosán elhelyezett gázbevezetővel és a tetőn központosán elhelyezett egy részecske/gáz elválasztóhoz vezető gáz-kivezetővel ellátott, többlépcsős ciklon-elŐkalcinálóval ellátott cső alakú reaktorkamrából, az előkalcinálóból betáplált timföldnek és a tüzelőanyagnak a kamrába történő betáplálására szolgáló vezetékből, a részecske/gáz szeparátorban elválasztott timföld hűtésére szolgáló hűtőből áll, melyre jellemző, hogy a reaktorkamrának le- és befelé szűkülő kúpos fenékfala van, és az előkalcinált timföld, valamint a tüzelőanyag bevezetésére szolgáló vezetékek a kamra alján oly módon vannak elhelyezve, hogy az előkalcinált timföld és a tüzelőanyag egymást keresztező irányban lépnek a kamrába. A tüzelőanyag vezetéket előnyösen az előkalcinált anyag betáplálására szolgáló vezeték alatt, különösen a fenékfalban helyezzük el. A berendezés tartalmazhat egy, az előkalcinálóból kilépő, elektrosztatikus szűrőberendezéssel ellátott vezetéket, valamint a szűrő által kiszűrt pornak a reaktorkamrába vezetésére szolgáló szerelvényt. A legfelső ciklonból kilépő anyagáramot megfelelő berendezéssel két anyagáramra oszthatjuk, melyek közül az elsőt egy vezetéken át a fentről számított második ciklon emelő vezetékébe, a másodikat, valamint a részecske/gáz szeparátorban elválasztott anyagot vezetékeken át egy olyan léghűtéses csővezetékbe irányíthatjuk, melyben az anyagot szuszpendáljuk, mimellett a légszuszpendáló vezeték kilépő-végét egy olyan szeparátorral kötjük össze, mely egy az elválasztott anyag ürítésére szolgáló vezetékkel és egy, a reaktorkamra aljában elhelyezett, központi gázbevezetővel van ellátva. A keverőkamra azután a második anyagáram vezetékeihez és a reaktorkamrából jövő gázáramból elválasztott anyaghoz csatlakoztatható, mimellett a keverőkamra egy, a hűtőlevegőcsőbe csatlakozó ürítővezetékkel van ellátva. Azt találtuk, hogy az égetőzóna nagy termikus hatásfoka — amely az exoterm folyamat oly élénk iniciálását teszi lehetővé, hogy az anyag végső a-konverziójához a korábbi gyakorlat szerinti, legalább 30 perces magas hőfokú kezelés magas hőfokra történő előhevítés nélkül másodpercek alatt elvégezhető -, annak tudható be, hogy a találmány szerinti eljárásnál és berendezésben bensőséges az érintkezés a tüzelőanyag, az előhevített anyag és az oxigéntartalmú gáz között. Ezt az elvet az 1 428 680 és 1 463 124 számú brit szabadalmi leírások is leírják, de csak olyan endoterm folyamatokkal kapcsolatosan, amelyek gyakorlatilag izoterm körülmények között hajthatók végre. Az elv exoterm folyamatok fűtésére való alkalmazása új, és az erős inidálóhatás meglepő, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a reaktorkamrába bevezetett, előkalcinált anyag hőfoka több mint 100 °C-al alacsonyabb, mint az ismert eljárásoknál. Forgókemencét alkalmazó eljárásokhoz képest a javasolt stacioner rendszernek az az előnye, hogy sokkal kisebb a fajlagos hőfogyasztása. Timföld kalcinálása esetén ez 750-800 kcal/kg a forgókemencés eljárás 1000-1100 kcal/kg fajlagos hőfogyasztásával szemben. Az ismert, vagy konvencionális, vagy expandált örvényágy-technikát alkalmazó stacioner rendszerekhez képest a találmány szerinti megoldásnak az az előnye, hogy nincs szükség a gáz/levegő-áram útjába elhelyezett gázelosztókra, valamint a gáz/levegő-áramoknak a megosztására az égetés és a fluidizálás céljára. Nincs szükség gázelosztó berendezésekre ahhoz, hogy biztosítsuk a por alakú anyag megfelelő pneumatikus szállítását a magas hőfokú reaktorkamrán át, és az égetéshez szükséges gáz vagy előhevített levegő teljes mennyisége átáramlik a reaktorkamrán anélkül, hogy a gázáramokban veszteség lépne fel. Egyéb rendszerekkel összehasonlítva, a tüzelőanyagnak igen forró előhevített levegővel történő elégetésével igen magas hőmérsékletek érhetők el, a találmány szerinti eljárásnál nincs szükség nagy hőmennyiség utánpótlását igénylő anyagáramokra a kívánt reakcióhőmérséklet eléréséhez. A kívánt kémiai átalakuláshoz szükséges anyag-tartózkodási idő az elért magas hőmérséklet következtében lényegesen csökken. A fent említett japán szabadalmi leírásban ismertetett eljáráshoz képest a találmány szerinti eljárás kiküszöböli azt a hátrányt, hogy a 12 m/másodperc alatti részecske sebesség biztosításához nagy átmérőjű csövekre legyen szükség, és az a-konverziós zónába belépő anyag már körülbelül 200 °C hőmérsékleten legyen (mint ezt a japán szabadalmi leírás 1. kiviteli 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
