188053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szabad alkáliföldfém-oxid tartalmú poranyagok hidrotermális kezelésére
1 188 053 2 Vizsgálataink szerint a fluidizált térben lebegő anyagszemcsék kondenzációs gócokként működnek. A környezetükben relatív túltelítődés áll elő és ezáltal a felületre abszorbeált gőzből egyensúlyi mennyiség az anyagszemcsére kondenzálódik, lehetővé téve így az alkáliföldfém-oxid tartalom és a víz közötti reakció lejátszódását. A fluidizációs tér nyomása biztosítja, hogy a pórusokon keresztül a vízmolekulák bejussanak az alkáliföldfém-oxid szemcsék belsejébe és ezzel egyidejűleg megindul a túlégett kéreg aprózódása is. így a hidratáció rövid időn belül, rendszerint 5-10 perc alatt lejátszódik. Ez a felismerés lehetővé teszi a természetes puzzolános anyagok, a pernyék, kohósalakok és a szokványos, valamint a túlégetett meszek, továbbá a márgás és dolomitos mészkőből vagy dolomitból gyártott égetett meszek aktivitásának fokozását és oltását is. A fentiekben ismertetett eljárás célszerűen olyan berendezéssel valósítható meg, amely nyomásálló reaktorból áll és rendelkezik egy beépített légelosztó, fluidizáló betéttel, egy levegőbevezető és egy levegő-poranyag fluidumot elvezető csővel, amelyeken állítható szelepek vannak. A térben szükséges hőmérsékletet külső köpenyfűtéssel vagy egyes esetekben - így bázikus pernyéknél - az anyag képződési hőjével biztosítjuk. A gőzöléshez szükséges - leggyakrabban 4-5 bar - nyomást és a fluidizációs sebességet a gőzbevezető és gőzelvezető csöveken levő szelepekkel vagy más, hasonló eredményt biztosító szervekkel állíthatjuk be. Az aktiválás, oltás után kapott, lényegében száraz portermék szállítását ugyanezen berendezés végezheti el, felhasználva a pneumatikus szállítás elvét, amikor is többnyire levegőt, de adott esetben gőzt is alkalmazhatunk szállító közegként. Az eljárás szemléltetésére az alábbi kiviteli példákat közöljük. 1. példa Egy porszéntüzelésű erőmű kazánblokkjának az elektrofilterében leváló pernyét aerációs gyűjtővezeték gyűjti össze és szállítja a gyűjtőhombárba. A hombárba kerülő pernye hőmérséklete 108 °C. Innen a pernye gőzközegű köpenyfűtéssel ellátott fluidizációs tartályba kerül. A tartályba egyszerre 800 kg 40% kalcium-oxid tartalmú pernyét engedünk be, amit először 1,5 percig 205 °C hőmérsékletű levegővel előhevítünk, a köpenyfűtés egyidejűleg 150 °C hőmérsékleten való tartása mellett. 1,5 perc elteltével a pernye hőmérséklete 145 °C. Fluidizáló közegként 7 bar nyomású 173 °C hőmérsékletű túlhevített gőzt alkalmazunk, amellyel biztosítjuk a fluidizációs reaktorban a 4 bar nyomású munkaközeget és a 145 °C hőmérsékletet. 8 perces fluidizációs gőzölés után megszüntetjük a gőzbeáramlást és a fluid térben levő gőzt az elektrofilter elé, a füstcsatornába vezetjük vissza. Ezt követően a kezelt pernyét a szokásos kiszállítási módszerrel a tárolósilóba távolítjuk el. A kezelésre kerülő kiindulási pernyének a termometriás úton meghatározott víztartalma 1,6% volt, amelyből 0,2% a hidráiként a kalcium-oxidhoz kötött víz. A kezelés után ugyancsak termometriás úton meghatározva a víztartalmat, az 6,1% volt, amely teljes egészében hidrátként kötötten volt kimutatható. Mivel 100%-os üeoltásnál a 40% kalcium-oxid vízigénye 11,4%, így a kezeletlen és kezelt pernyékből vett minták összehasonlító vizsgálata alapján a gőzöléses fluidizációs hidratáció hatásfoka - a (6,1—0,2):(11,4 x 100) számítással - 52%-nak adódik. 2. példa Az erőműi pernyeeltávolító rendszernél a filtertől nem aerációs csatornával, hanem súlyzáras adagolóval, függőleges surrantón keresztül vezetjük a pernyét egy hőszigeteli: közbenső gyűjtőhomtárba, amikor is a pernye hőmérséklete 142 °C. A gyűjtőhombárból 800 kg 33% szabad kalciumcxid tartalmú pernyét engedünk a fluidizációs tartályba, amit előzőleg külső köpenyfűtéssel 155 °C hőmérsékletre melegítettünk fel. 7 bar nyomású és 173 °C hőmérsékletű gőz alkalmazásával a fluidizációs térben 5 bar nyomást állítunk elő és az ekkor kialakuló hőmérséklet 153 °C. 8 perces gőzöléses kezelés után megszüntetjük a gőzáramlást és a gőzt a füstgázcsatornába vezetjük vissza. A fluidizációs reaktorból pneumatikus úton szállítjuk el a kezelt pernyét a pernyetároló silóba. A kezelésre kerülő kiindulási pernyének a termometriás úton meghatározott víztartalma 1,4% volt, amelyből 0,1% a hidrátként a kalcium-oxidhoz kötött víz. A kezelés után ugyancsak termometriás úton meghatározva a víztartalmat, az 5,8% volt, amely teljes egészében hidrátként kötötten volt kimutatható. Mivel 100%-os leoltásnál a 33% kalcium-oxid vízigénye 9,4%, így a kezeletlen és kezelt pernyékből vett minták összehasonlító vizsgálata alapján a gőzöléses fluidizációs hidratáció hatásfoka - a (5,8-0,l):(9,4 x 100) számítással - 61%-nak adódik. 3. példa A nyomástartó fluidizációs reaktorba 600 kg 14% magnézium-oxidot tartalmazó égetett meszet adagolunk, amelyet előzőleg 2 mm alatti szemcseméretűre törünk. A fluidizálást 18 bar nyomású, 208 °C hőmérsékletű gőzzel végezzük, amely egyben a betét felmelegítését is biztosítja. így a hőszigetelt köpennyel ellátott reaktorban 198 °C üzemi hőmérsékletet és 16,5 bar nyomást tartunk fenn 20 percen keresztül az állandó fiuidizáció során, majd leállítva a fluidizációt, az anyagot pneumatikus úton távolítjuk el a reaktorból. A kezelésre kerülő kiindulási anyagnak nem volt kimutatható víztartalma. A kezeléssel kapott terméket termometriásan elemezve, a kalcium-oxidhoz kötött víz 22,9% volt, amid az elméleti - 24,6% víztartalmú - teljes hidratációhoz képest 93%-os hatásfokot jelent, valamint a magnézium-oxidhoz kötött víz 4,9% volt, ami az elméleti 5,6%-os vízigény alapján 87%-os hatásfoknak felel meg. A találmány szerinti eljárás előnyei:- lehetővé válik egyes, eddig hidraulikus anyagokként nem használható anyagoknál a jó kötési 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
