189244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gibbsites bauxitok feltárására ellenáramú rekuperációs rendszerben
1 189 244 2 A találmány tárgya eljárás gibbsites bauxitok feltárására ellenáramú rekuperációs rendszerben, különösen 140 ... 145 °C közötti feltárási hőmérsékleten, amelynek során a lúghozzáadással őrölt bauxitból képzett, adott esetben előmelegített sűrű zagyot egy előmelegítési áramlási szakaszban célszerűen többlépcsőben előmelegített feltáró lúgárammal egyesítik és ezt követően feltáró autokláv(ok)ba vezetik be, majd a feltárt zagyot általában többlépcsőben expandáltatják, és a feltáró lúgáram ellenáramú előmelegítését legalább részben a feltárt zagy expanziója során fejlődő gőzzel végzik, továbbá a rendszerbe a feltárási hőmérséklet és/vagy a feltárólúg közvetlenül egyesítés előtti kívánt hőmérsékletének beállításához fűtőgázt táplálnak be. A találmány tárgyát képezi továbbá az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés, amely célszerűen egymással sorbakapcsolt több feltáró autok Iá vöt és ezekhez csatlakozó zagyexpanziós tartálysort, továbbá a feltárólúg előmelegítési áramlási szakaszába beiktatott hőcserélőket tartalmaz. Gibbsites bauxitok 140 ... 145 °C hőmérsékleten végrehajtott feltárására általában a kétáramú megoldás terjedt el. Ennek jellegzetessége, hogy a feltáráshoz szükséges lúgmennyiséget két részre osztják szét; a lúgmennyiség 80-85%-át és 15-20%-át tartalmazó lúgáramokra. A 15-20%-nyi lúgárammal őrlik ill. zagyolják fel a bauxitot, majd ezt a sűrű zagyot általában előmelegítés nélkül egyesítik a többlépcsőben csöves hőcserélőkben előmelegített 80-85"„-nyi lúgárammal, amit azután feltáró autoklávokba vezetnek. Itt adott esetben még közvetlen fűtőgőz befúvással további melegítést végeznek a feltárási hőmérséklet beállítására. A feltárási művelet végrehajtására ellenáramú rekuperációs rendszert alakítottak ki. (K. W. PERRY: Modification to bauxit digestion. Proceedings of the Second International Symposium of 1CSOBA. Vol. 1. pp 43-57 Budapest, 1970. és I. M. SIBLY, L. N. BUCKETT: Western Australian Alumina Refining Operations 110 the AIME Annual Meeting in Chicago. III. Febr. 22-26. 1981. Light Metals 1981. pp. 129-137.) Ennek jellegzetessége, hogy a sorbakapcsolt csöves hőcserélőkben áramló lúgot, a feltáró autoklávokat elhagyó feltárt zagy többlépcsős expanziója (expanziós lépcsőszám = 3-6) során, az expanziós tartályokban fejlődő gőzök melegítik elő ellenáramban. A lúg tovább melegítésére ezt követően a fütőgőz kondenzvizét szokták felhasználni, majd a feltárás fűtőgőzével folytatják a melegítést szintén csöves hőcserélőkben. A feltárt zagy az utolsó expanziós tartályból kb. 107 °C hőmérsékleten távozik a következő műveleti lépcsőbe, hígításra. Az őrléshez felhasznált lúgot az alacsonyabb hőmérsékleten működő első hőcserélők után, kb. 90-95 °C hőmérsékleten vezetik el, s az ezzel képezett 70-75 °C hőmérsékletű zagyot egyesítik a 150-160 °C hőmérsékletre előmelegített lúgárammal. Az expanziós gőzök alkalikus kondenzvizeinek .hőtartalmát a következő expanziós fokozatokba kigőzölve hasznosítják általában. A fűtőgöz tiszta kondehzvizét a kondenzálódás hőmérsékletén, vagy az expanziós gőzökkel felmelegített lúg tovább melegítésére történő felhasználás után vezetik vissza az erőműbe. Adott esetben azonban a tiszta kondenzvíz hőtartalmát még tovább hasznosítják a feltáró rendszeren belül úgy, hogy több lépcsőben expandáltatják, s a fejlődő gőzöket egyesítik a zagy-expanzió gőzeivel. A fentiekben bemutatott, általánosan használt ismert kétáramú feltáró rendszer jellegzetessége, hogy a hőátvitel a feltárás fűtőgőzével végzett melegítési szakaszban nagy hőmérsékletkülönbség mellett valósul meg. Ez érvényesül a lúg indirekt előmelegítésénél is, ahol a 25-40 °C hőmérsékletkülönbség van az expanziós gőzökkel előmelegített és a feltárás fütőgőzével előmelegített lúg hőmérséklete között (kb. 120-125 °C hőmérsékletről kell a lúgot kb. 150-160 °C hőmérsékletre felmelegíteni). De még inkább fennáll ez a zagy melegítésénél, ahol a kb. 75-80 °C hőmérsékletű zagy felmelegítése a kb 160-170 °C hőmérsékletű, kb. 8 bar nyomású gőzzel történik. \ zagy előmelegítése vonatkozásában ez a nagy hőmérsékletkülönbség a hőátvitelnél jelentősen csökken, ha a zagy előmelegítésére a feltárt zagy expanziós gőzei is felhasználásra kerülnek, célszerűen többlépcsős direkt vagy indirekt előmelegítőkben. Azonban a hőmérsékletkülönbség még így sem áll be a gazdaságos hőhasznosítás szempontjából kedvezően alacsony értékre. Hasonlóképpen megmarad ezekben a feltáró rendszerekben is a kedvezőtlenül nagy hőmérsékletkülönbség a lúg előmelegítésénél is. Találmányunk fő célkitűzése az, hogy a gibbsites be uxitok kétáramú feltáró rendszerében különösen a úgáramnak a feltárás fütőgőzével fűtött előmelegítési áramlási szakaszában a hőmérsékletkülönbségeket a hőátvitelnél a zagy, de különösen a lúg vonatkozásában jelentősen csökkentsük, s ezáltal az egész rendszer energetikai hatékonyságát javítsuk. További célunk, hogy a feltáró rendszer lúgáramának expanziós gőzökkel fűtött előmelegítési áramlási szakaszában a hőátvitel szempontjából kedvező hömérsékletkülönbségek álljanak be. Kitűzött célunk végül az is, hogy az üzem feltáráson kívüli részeiben az alacsony hőmérsékleten jelentkező egyéb üzemi hőigények kisnyomású gőzökkel kielégíthetők legyenek. A kitűzött célt olyan tárgyi eljárás kialakításával érjük el, amelynél találmányunk szerint a feltáró lugáamot a felzagyolt bauxittal való egyesítéshez vezető előmelegítési áramlási szakaszban legalább egyszer, célszerűen közvetlenül az egyesítés előtt bepároljuk, és a lúgárambó'l lepárlás útján fejlesztett, előnyösen expandáltatott gőz(öke)t a zagyés/vagy lúgáram előmelegítésére és/vagy a lúgáramból további bepárlással történő gőzfejlesztésre és/vagy adott esetben egyéb üzemi célú melegítésre használjuk fel. A feltáró lúgáram bepárlását előnyösen a rendszerbe betáplált fűtőgőzzel végezzük. Előnyösnek bizonyult, ha a feltáró lúgáram előmelegítési áramlási szakaszának különböző hőmérséklettartományaiban egymást követően többszöri Lepárlást végzünk, és a lúgáram előmelegítési áramlási szakaszának alacsonyabb hőmérséklettartományaiban történő lúgbepárlás(oka)t legalább 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
