181403. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniumklorid-hexahidrát alumíniumoxiddá történő hőbontására
3 181403 4 nagy szuszpenzió sűrűségből adódó nagy hőátadási számban van. Hátrány, hogy a csekély mérvű örvény intenzitás következtében a hevítő felületek közelében túlhevülési jelenségek léphetnek fel. Expandált, szilárd anyag visszavezetéses fluid réteg alkalmazásánál biztonsággal elkerüljük a túlhevülési jelenségeket. Ezenkívül a kisebb hőátadási számokban rejlő hátrányt a nagy cirkulációs arány lehetősége messzemenően kiegyenlíti. Az előzőekben megadott fluidizáló gáz sebesség a közvetett bontásánál keletkező gáz effektiv sebességére vonatkozik. Ez a gáz lényegében az alkalmazott fluidizáló gáz, a bevitt nedvességből és a kristályvízből keletkező gőz, és az alumínium-klorid kémiai reakciója során, valamint a fizikailag megtapadt klórhidrogén elpárolgása útján keletkező klórhidrogén keverékéből áll. A gázsebesség a fluidizált anyagot nem tartalmazó fluid reaktorra érvényes. A fluid ágy üzemeltetéséhez adott esetben előhevített idegen gázokat alkalmazhatunk. Célszerűen azonban az alumínium-oxid kalcinálására szolgáló forgó csőkemence véggázait használjuk fel. Ha a klórhidrogén legalább túlnyomó részének lehasítását klasszikus fluid réteg alkalmazásával végezzük, akkor ajánlatos, hogy a gázokat az ágy felett hozzávezetett szekunder gázokként használjuk fel és, hogy azok hőmérsékletét csökkentsük. Ez a találmány egy további előnyös kiviteli formájánál úgy történik, hogy a forgó csőkemence véggázait közvetlen hőkicserélésben alkalmas menynyiségű friss alumínium-kloriddal hozzuk érintkezésbe. Ha a klórhidrogén lehasítását cirkuláló fluid réteg alkalmazásával hajtjuk végre, akkor nincs szükség a fluidizáló gázként és/vagy szekunder gázként hozzávezethető gáz lehűtésére. Ha kívánatos a hőmérséklet csökkentése, akkor ez célszerűen lebegtető hőkicserélőkben történik, melyeknek egy szuszpenzió zónájuk, például egy Venturi keverőjük, és adott esetben egy ciklon formájú leválasztó zónájuk van. A fluid reaktor üzemeltetéséhez a saját véggázait is felhasználhatjuk, célszerűen egy elektro szűrőben végrehajtott portalanítás után. A bontó reaktor vagy a forgó csőreaktor gázainak alkalmas visszavezetése útján lehetőség van a csak egy termékgáz-áramos üzemmódra. A fluid reaktor közvetett hevítése célszerűen a reaktorba befüggesztett fűtőfelületekkel történik, melyeket folyékony hőhordozókkal, mint sóolvadékokkal vagy olajokkal áramoltatunk át. Különösen előnyösek a hőátadó lemezekkel ellátott (lamellás) csőfalak. Klasszikus fluid réteg alkalmazása esetén ajánlatos a csőfalakat oly módon beépíteni, hogy a csövek horizontális futása cirkuláló fluid réteg alkalmazásánál a csökkentett erózió érdekében vertikális csőfutást eredményezzen. A hőhordozó, a fluidizáló gáz, adott esetben a szekunder gáz, valamint az alumínium-klorid-hidrát hozzávezetését, és adott esetben ennek recirkulációs arányát oly módon hangoljuk össze, hogy — a találmány előnyös kiviteli módjánál — a fluid ágy hőmérséklete 200 C és 400 C° között legyen. A véggázokat, amelyeknek hőmérséklete a találmány előnyös, 200—400 C°-os fluid ágy hőmérsékletű kiviteli módjánál közel ezzel azonos, a magukkal vitt por leválasztására közvetlenül egy elektro szűrőbe vihetjük be. A fluid anyag tartózkodási idejét célszerűen akkorára választjuk, hogy a klorid mintegy 70—95%-a elbomoljék. A klórhidrogén legalább túlnyomó részének lehasítására szolgáló reaktorból folyamatosan elvezetünk egy fluid anyag áramot, amelyet a forgó csőkemencébe viszünk be. Itt a részecskék felhevülnek, és a maradék klorid elbomlik klórhidrogén leadása mellett. A forgó csőkemencét önmagában ismert módon üzemeltethetjük, és fűtőgáz és/vagy fűtőolaj alkalmazásával közvetlenül hevítjük. A hőmérsékleteloszlást oly módon állítjuk be, hogy a forró zónában 750—1100 C° közötti hőmérséklet uralkodjék. Elegendően hosszú tartózkodási idő után a most már készre kalcinált alumínium-oxid egy forgó csőbe kerül, amelyben oxigéntartalmú gázok alkalmazásával lehűtjük. Hűtéssel mintegy 100 C°-os alumínium-oxid véghőmérséklet érhető el. A találmányt az ábrák és a kiviteli példák segítségével mutatjuk be közelebbről. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás folyamatábráját mutatja expandált állapotú fluid réteg, míg a 2. ábra klasszikus állapotú fluid réteg alkalmazásával az alumínium-klorid-hexahidrát túlnyomó részének hasítását végző zónában. Az 1. ábrán az alumínium-klorid-hidrátot az 1 betöltő berendezésen és a 2 adagoló szalagmérlegen át egy 3 Venturi keverőbe visszük be, melyhez a 4 csövön keresztül az 5 forgó csőkemence véggázait vezetjük. A képződött gáz/szilárd anyag szuszpenzió a 6 vezetéken át a 7 ciklon leválasztóba kerül, ahol egy a 8 vezetéken elvezetett gáz áramra és egy a 9 vezetéken elvezetett szilárd anyag áramra választjuk szét. A friss alumínium-klorid-hidrát egy részáramát választható módon a 10 vezetéken át közvetlenül bevezethetjük a 11 fluid reaktorba. A 9 vezeték szilárd anyaga a 11 fluid reaktorba kerül, melyet cirkuláló fluid réteggel, a 12 leválasztóval és a 13 visszavezetéssel valósítunk meg. A 11 reaktor 14 hevítő felületeit a 15 zárt hőhordozó körfolyamaton keresztül a 16 hevítő berendezéssel hevítjük. Fluidizáló gázként választható módon vagy a 16 hevítő berendezésben előhevített, és a 17 vezetéken elvezetett gázok, vagy a 18 és/vagy 19 vezetéken a 20 és/vagy 8 véggázvezetékből visszavezetett gázok szolgálnak. Adott esetben szekunder gázként a 18/20 vezetékből a 21 vezetéken át elágaztatott véggázt alkalmazhatjuk. A 11 fluid reaktor véggáza a 22 vezetéken át egy 23 elektro szűrőbe, és végül a 24 szélfúvóval ellátott, és a klórhidrogén abszorpciójára szolgáló (az ábrán fel nem tüntetett) berendezésbe vezető 20 véggáz vezetékbe kerül. A 23 elektro szűrőben leválasztott port a 32 és a 9 vezetékeken át visszavezetjük a 11 fluid reaktorba. A 11 fluid reaktorból egy részlegesen hasított alumínium-klorid részáramot vezetünk a 12 ciklonon és a 25 vezetéken át az 5 forgó csőkemencébe. Az 5 forgó csőkemencét a 26 vezetéken hozzávezetett oxigéntartalmú gázokkal és a 27 vezetéken át bejuttatott, leginkább fűtőolajból és/vagy fűtőgázból álló fűtőanyaggal hevítjük. Az itt uralkodó üzemi körülmények folytán elegendően hosszú tartózkodási idő után az 5 forgó csőkemencéből kivett, és készre kalcinált alumínium-oxid a 28 vezetéken át a 29 forgó hűtőbe jut, melyet a 30 vezetéken át bevezetett oxigéntartalmú gázzal áramoltatunk át. A lehűlés megtörténte után az alumínium-oxid a 31 vezetéken át hagyja el a 29 forgó hűtőt. A találmány szerinti eljárás 2. ábrán bemutatott kiviteli formája az 1. ábrán bemutatottól lényegében abban tér el, hogy itt a 11 fluid reaktort klasszikusan üzemeltetjük. Ennek következtében itt nincs szükség a fluid reaktorból a cirkuláló fluid réteg által kihordott szilárd anyag leválasztására szolgáló leválasztóra és a 11 fluid reaktorba menő visszavezető csőre. A szilárd anyag a 11 fluid reaktorban eltöltött elegendően hosszú tartózkodási idő után a 25 vezetéken át az 5 forgó csőkemencébe kerül. Egyébként a 11 fluid reaktort itt is választható módon vagy a 16 hevítő berendezésben felhevített gázokkal, vagy a 18 és/vagy 19 vezetékeken át a 20 és/vagy 8 véggázvezetékek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
