196341. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kemence timföld előállítására
1 196 341 2 A találmány tárgya eljárás és kemence timföld előállítására. A találmány a kohászat különböző területein, továbbá a vegy- és cementiparban, például alumínium-hidroxid kalcinálására, alumínium-fluorid száraz úton történő előállítására, cemcntklinker készítésére, valamint por alakú anyagok hőkezelésére alkalmazható. Por alakú anyagok hőkezelésére az 1 545 958 sz. francia szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amely szerint a por alakú anyagot lebegtetve hőkezelik és dekarbonizálják. Az eljárás foganatosítására szolgáló kemencének ciklonhőcserélője (szárításhoz) és aknás hőcserélője (dekarbonizáláshoz) van, és az utóbbi csonk közbeiktatásával izzítókamrával áll kapcsolatban, mimellett a csonk érintőlegesen van bevezetve az izzítókamrába; végül a kemence hűtőberendezéssel rendelkezik a késztermék hűtésére. Az eljárás szerint a tüzelőanyagot pontszerűen juttatják a berendezésbe, aminek következtében egyes zónákban helyi túlmelegcdés áll elő. Az ilyen zónákban a kezelendő anyag agglomeráiódik, ami a kemencén átjuttatható anyagmennyiség csökkenéséhez, valamint a tüzelőanyag fogyasztásának növekedéséhez vezet. Az aknás hőcserélő és az izzítókamra közötti, érintőlegesen bevezetett csonk a kemence aerodinamikus ellenállását növeli, ez többlet elektroenergia-fogyasztást okoz. Hátrányos továbbá, hogy a dekarbonizáló zóna és az izzító zóna közötti anyagáramlás nem szabályozható, ami az egyes műveleti lépcsők előírt hőmérsékletének betartását, valamint az előírt tulajdonságú végtermék kinyerését nehezíti. Az 1 292 741 sz. francia szabadalmi leírás eljárást ismertet alumínium-hidroxid kalcinálására a lebegtetett szemcsék szárítása és dehidratálása, a dehidratált anyagnak az izzítózóna adagolási tartományába való szállítása, majd cirkuláltatott rétegben megfelelő hőmérsékleten történő izzítása során; az izzító hőmérsékletet tüzelőanyag egyidejű elégetésével tartják fenn, végtermékként izzított timföldet nyernek. Az eljáráshoz használt kemence ciklonnal rendelkező venturireaktorból (dehidratáláshoz) a dehidratált anyagot az izzítókamrába szállító csővezetékből, az izzó anyag lebegtetését szolgáló ciklonnal felszerelt izzítókamrából és az izzított timföld egy részét az izzítókamrába visszavezető csővezetékből áll. Az említett eljárás és kemence a ciklonnal az izzítókamrába visszavezetett anyagáram szabályozása révén lehetővé teszi, hogy az anyag az előírt hőmérsékleten meghatározott tartózkodási időn át legyen az izzítókamrában, ez az előírt tulajdonságú végterméket biztosítja. Emellett az eljárás szerint a tüzelőanyagot két lépcsőben égetik el: az első lépcsőben a bevezetett tüzelőanyagot örvénylő rétegben oxigénhiány mellett égetik el parciálisán, és az első lépcsőben keletkező termékeket a második lépcsőben lebegtetés közben égetik ki, ami - az anyag recirkuláltatásával együtt - az izzítózónában egyenletes hőeloszlást biztosít. Üzemi körülmények között azonban az eljárás végrehajtásához több olyan készülék szükséges, amely magas hőmérsékleten is üzemképes. Ezért speciális tűzálló anyagok alkalmazása szükséges. A járulékos berendezések bonyolulttá teszik az eljárást, fokozzák az energiafogyasztást. A 2 107 224 sz. francia szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint szintén lebegtetve szárítják és dehidratálják az alumínium-hidroxidot, majd bevezetik az izzítózónába és ott örvénylő rétegben, tüzelőanyag egyidejű bevezetése mellett izzítják. Az eljárás foganatosításához szolgáló kemencének adagolószerkezettel rendelkező ciklonhőcserélője (szárításhoz), a tüzelőanyag érintőleges bevezetését szolgáló csonkkal felszerelt aknás hőcserélője (dehidratáláshoz) és az utóbbival szűkített torok révén összekötött izzítókamrája van, ahol a dehidratált anyagot örvényrétegben izzítják. Az izzítókamrában perforált rostély helyezkedik el, amely az izxítókamrát felső és alsó zónára osztja; az izzítókamra csonkokkal rendelkezik a fluidizáló hőhordozó rostély alatti zónába történő bevezetéséhez, valamint a kész timföld kiürítéséhez; a kemencének továbbá a tüzelőanyag elégetését szolgáló berendezése van, amely az izzítókamrá"'a! áll összeköttetésb"n. Tekintettel arra, hogy az aknás hőcserélőt az izzítókamrával összekötő csonk nincs, a kemence aerodinamikai ellenállása kisebb, ennélfogva az energiaszükséglete is. Előnyös az is, hogy a kemence felépítése egyszerű, így üzembiztos. Hátrányos azonban, hogy nem lehet szabályozni a dehidratáló zóna és az izzító zóna közötti anyagáramlást, ami az előírt hőmérséklet betartását és a kívánt tulajdonságú végtermék kinyerését nehezíti. A kezelendő anyag főárama érintőlegesen lép be a dehidratáló aknás hőcserélőbe, és ennek következtében az anyag egy része nem is kerül az izzítózónába, hanem alacsonyabb hőmérsékletű zónákba áramlik. Ezt az anyagmennyiséget ismételten kell felhevíteni az izzítókamrában történő betáplálás előtt, ami többlet tüzelőanyagot és elektroenergiát igényel. Az említett berendezés esetén nincs lehetőség a fluidizáló hőhordozónak az örvényréteg térfogatára való eloszlásának befolyásolására, így a kemence teljesítményének szabályozhatósága korlátozott. Tekintettel arra, hogy a rostély alatti térségbe bevezetett fluidizáló hőhordozó magas hőmérsékletű, szükséges a rostélyt tűzálló anyagból készíteni, ami a rostély előállítását és szerelését bonyolítja. Az örvényréleg állapot létrehozására a 2 012 032 sz. brit szabadalmi leírás olyan berendezést ismertet, amely házban perforált rostélyt tartalmaz, amely a ház belső t erét két zónára osztja. A rostély alatti zónában válaszfalak helyezkednek el, amelyek a zónát egymástól elkülönült kamrákra osztják; mindegyik kamra csonkkal rendelkezik a fluidizáló közeg bevezetésére. A rostély alatti zónát elkülönült kamrákra osztó \ álaszfalak biztosítják, hogy a fluidizáló közeg egyenlegesen oszoljék szét az örvényréteg keresztmetszetén, így az örvényréteg homogénebb lesz. A találmány feladata az izzítókamrát alsó és felső zónára osztó rostéllyal rendelkező kemencében végzett timföldizzítás olyan irányú tökéletesítése volt, hogy még pontszerűen bevezetett tüzelőanyag esetén is az i;zítás egyszerű módon legyen szabályozható, ami a timföld előírt tulajdonságait és tüzelőanyag, valamint energia megtakarítását eredményezi. A találmány tárgya tehát eljárás timföld előállítására, amelynek során alumínium-hidroxidot lebegtetve szárítunk és aehidratáiunk, a dehidratált anyagot az izzítózóna adagolási tartományába vezetjük és tüzelőanyag egyidejű elégetése mellett örvényrélegben izzítjuk. A találmány szerinti eljárásra jellemző, hogy nz izzítózónábói a timföld egy részét, mégpedig 0,5 — 5,0 kg/kg mennyiségű részét a dehidratáló lépcsőbe 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
