Способ получения окиси алюминия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик — 1 (61) ilîïî1èèòåëüíûé к патенту— (22) ЗаЯвлЕно 25.0168 (21) 1214508/23-?6 (23) Приоритет — (32) 16.06.67 (31) М 744031Ча/12м (3З)ФРГ

/24

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 150679 БюллЕтЕнь № 22

Дата опубликования описания 150679

96.

) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Л.Ре и К.Розенталь (ФРГ) Иностранные фирмы (71) Заявители Металлгеэельшафт А.Г. и Ферайнигте Алюминиум-Верке (ФРГ) (5 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ

15

30

Изобретение относится к производству окиси алюминия из гидроокиси алюминия, Известны способы, предусматривающие термообработку гидроокиси алюминия в кипящем слое с получением окиси алюминия (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окиси алюминия,, заключающийся в термообработке гидроокиси алюминия в циркулирующем кипящем слое, в которнй тепло, по крайней мере, частично подводят путем ввода горячих газов по высоте расширяющейся шахты печи (2).

Недостатком известного способа является недостаточно полное использование тепла.

Цель изобретения заключается в повышении экономичности и эффективности процесса.

Поставленную цель достигают проведением термообработки гидроокиси алюминия в циркулирующем кипящем слое, причем температуру процесса поддерживают подачей в печь необходимого для полного сгорания топлива ! количества воздуха в виде двух пото,ков, один иэ которнх предварительно нагревают путем косвенного теплообмена в противотоке с охлаждаемым кальцинированным продуктом и подают под колосниковую решетку печи, а другой — предварительно нагревают путем непосредственного контакта с охлаждаемым кальцинированным продуктом и после очистки подают внше места ввода топлива, осуществляемого непосредственно в кипящий слой.

На фиг. 1 и 2 изображена технологическая схема осуществления предлагаемого способа получения окиси алюминия в двух вариантах.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Гидроокись алюминия предварительно обезвоживается в аппаратах 3,4., 5,6,7, работающих на отработанннх газах печи 9, и через циклон 7 подводится в печь 9 с кипящим слоем вместе,по крайней мере,с частью твердых частиц, отводимых из эоны кальцинирования с температурой 600-1200оС и отделяемых в оборотном циклоне 8; по мере готовности часть кальцинированного продукта подается в вихревой холодильник 16, оснащенннй трубами 21 и работающий в режиме кипящего слоя.

В качестве газа для псевдоожижения

668578 и охлаждающего агента в холодильник подают воздух. Выходящий из труб охлаждения нагретый воздух подают н печь 9 с кипящим слоем и качестве газа для псевдоожижения, а другую часть нагретого воздуха, ныходя ую из вихревого холодильника 16, подают н зону 12 печи 9 выше колосниконой решетки 11, причем высота места введения вторичного воздуха приблизительно соответствует 0,3 — 1,5-кратной потере давления в мм водяного столба.

Соотношение воздуха, подаваемого в печь 9 для псевдоожижения, и вторичного воздуха составляет 1:2 — 4:1. Нагревание материала н печи 9 осуществляют за счет сгорания без остатка топлива, подводимого через трубопровод 1.0 в зону между колосниковой решеткой ll и зоной 12 ввода вторичного воздуха, при этом коэффициент избытка воздуха составляет 1,0 — 1; 4, 20 предпочтительно 1,05 — 1,1.

Пример 1 (см. фиг. 1). Через загрузочный бункер 1 посредством шнекового конвейера 2 в .сушилку Вентури 3 ежечасно подают 2,97 т мокрой гидроокиси алюминия, содержащей 12% механически связанной воды, которая захватывается выходящими из первой со стороны поступления газа ступени сушки потоком отходящих газов, имеющих температуру 550-630 С. До разде30 ления газово-материального потока в двух последующих циклонах 4,5 все количество механически связанной воды и часть химически связанной воды испаряется. Выходящий из циклона 5 и имеющий температуру 100 С отработаннь% газ подается в установку электрической очистки газа (на чертеже не показана) с целью его обеспыливания. Выходящий иэ циклонов 4, 5 мате- 40 риал поступает в вихревую сушилку

Вентури б и захватывается там выходящим из циркулирующего кипящего слоя циклона 8 газовым потоком и обезножинается до величины потерь при прока- 45 линании 2-ЗЪ. В циклоне 7 снова осуществляется разделение газо-материального потока, обезноженный материал.подается н печь 9 с кипящим слоем и отходящий газ подводится в вихре- 50 вую сушилку б.

Внутренний диаметр печи 9 с кипящим слоем составляет 0,8 м, ее внут ренняя высота — 9 и. Необходимое для кальцинирования количество тепла получа тся н результате непосредстнен6

55 ного сгорания ежечасно приблизительно 140 кг масла Бункер С, которое подается в слой через сопло около трубопровода 10 выше колосниконой решетки. Необходимый для образования 60 вихревой суспензии воздух (1900 м /ч) при нормальном давлении и нормальной температуре подводится на 50Ъ как гаэ для псендоожижения через колосниконую решетку 11, а 50%, как вторичный воз в 65 дух в зоне 12, на 0,8 м выше колосниконой решетки. При этом в нижней зоне печи между колосниковой решеткой 11 и зоной 12 подвода вторичного воздуха образуется кипящий слой с концентрацией материала приблизительно

800 кг/м, который содействует сгора. нию масла и приводит также к значи-тельному удлинении среднего времени пребывания материала и печи.

В верхней зоне 13 печи вследствие разбавления концентрация материала равномерно уменьшается приблизительно до 4 кг/м . Эту концентрации имеет поток материала при входе в циклон 8, н котором материал отделяется от газов.

Отделенная окись алюминия частичйо, возвращается через соответствующее устройство 14 в печь 9 и частично подается через дозируюшее устройство

15 н вихревой холодильник 16. Количество подаваемого в вихревой холодильник материала регулируют таким образом, чтобы в печи с кипящим слоем поддерживалась потеря давления

1200 мм вод.ст.

Поступающая в вихревой холодильник, имеющий четыре камеры 17,18,19,20, окись алюминия (1,70 т/ч) охлаждается одновременно прямым и косвенным теплообменом с воздухом до температуры ниже 250 С. Для этой цели

950 м /ч воздуха пропускают в протинотоке к твердому веществу через находящуюся н камерах 17,18,19,20 систему труб 21; при этом воздух нагревается до 500-550 С. 950 нм /ч воздуха подается в вихревой холодильник и достигается при выходе из отдельных камер около зоны 22 средняя температура 500 С. Проведенный через систему труб 21 холодильника свободный от пыли воздух подается через колосниковую решетку 11 в печь 9.

Воздух из вихревого холодильника

16,обеспыленный в.циклоне 23,н качестве вторичного воздуха ндувается и зоне 1? в печь 9. Выходящий из вихревого холодильника 16 материал через шлюзовой затвор 24 и коншовый элеватор 25 поступает на пневматическую подачу на электролиз.

Описанным выше методом достигаются следующие преимущества: масло Бункер С сгорает в печи очень равномерно и без остатка; температура кальциниронания в печи с кипящим слоем и но всем цикле циркулирующего кипяшего слоя постоянна и равномерна, она составляет 1100+ 15 С; нсю систему циркулирующего кипящего слоя можно установить на желаемое содержание материала, так что н результате получается желаемое н каждом отдельном случае время пребынания материала н печи. При содержании материала 1,6 z время пребывания составляет 56,5 мин; полу ается очень

668578 равномерный продукт, пригодный для электролитических целей; расход тепла составляет 790 ккал/кг полученной окиси алюминия; удельная производительность на 1 л1 поперечного сечения шахты составляет 51 т окиси алюминия в день.

Пример 2 (см.фиг.2) .Применяемое устройство практически то же, что и в примере 1, оно имеет только дополнительн.,|й трубопровод 26, подводящий часть выходящего из системы 10 труб 21 охлаждающего воздуха к месту между первой и второй ступенями предварительной сушки, т.е. между позициями 3 и 7.

Через загрузочный бункер 1 посред- 15 ством шнековогo конвейера 2 во вторую со стороны поступления газа, сушилку

Вентури 3 ежечасно подается 3,48 т мокрой гидроокиси алюминия, содержащей 12 вес.Ъ механически связанной во- gp ды, которая захватывается выходящими из первой, со стороны поступления газа, ступени сушки 6,7 потоком отходящих газов, имеющих температуру

300-350 C а также потоком охлаждаюutего воздуха, подводимого между обеими ступенями сушки через трубопровод 26 в количестве 400 нм /ч при

500 С. До освобождения газо-материального потока от материала в циклонах 4 и 5 все количество механически связанной воды и небольшая часть химически связанной воды удалены. Отходящий газ, имеющий температуру о

82 С, т.е. температуру немного выше точки росы, подается в мойку (на

35 фиг. 1 и фиг. 2 не показана) для окончательной очистки газа. Отделенный в циклонах 4, 5 материал поступает в вихревую сушилку Вентури 6, захватывается там выходящим из цик- 40 лона 8 газовым потоком и обезвоживается до величины потерь при прокаливании 5-7%. В циклоне 7 газо-материальный поток опять разделяется, обезвоженный материал подается через 45 спускной трубопровод в печь 9 с кипящим слоем, отходящий газ подается в вихревую сушилку 6. Печь с кипящим слоем имеет внутренний диаметр

0,8 м На высоте приблизительно 0,2 м выше колосниковой решетки в месте 10 в плотный в данном месте кипящий слой с концентрацией материала 600 кг/м подается ежечасно 150 кг масла Бункер С .

Необходимое для получения этой концентрации материала в нижней части печи под местом 12 количество воздуха, а именно 125 нм /ч, подводится

3 через колосниковую решетку 11, а вторичный воздух в количестве 60

430 нм /ч подводится приблизительно на 1,2 м выше колосниковой решетки.

Воздух предварительно нагревается до 500 С посредством прямого и косвенного теплообмена в вихревом холо- 65 дильнике. Соотношение между воздухом и вторичным воздухом составляет приблизительно 3:1. В верхней зоне 13 печи вследствие paзбавления концентрация материала непрерывно уменьшается приблизительно до 3 кг/м .

С этой концентрацией суспензия поступает в оборотный циклон 8, в котором осуществляется отделение материала.

Отделенная посредством соответствующего устройства 14 окись алюминия полностью возвращается в печь с кипящим слоем и частично подается через дозирующее устройство 15 в вихревсй холодильник 16. Регулируя разгрузку, устанавливают потерю давления в печи на 1700 мм вод.ст.

В вихревом холодильнике образуется кипящий слой с точно ограниченной поверхностью. Холодильник разделяется на четыре камеры в направлении течения материала и выпускаемый из печи материал в количестве 2,0 т/ч охлаждается до 200 С одновременно прямым о и косвенным теплообменом. Для этой цели 1650 нм/ч воздуха пропускают

3 противотоком к твердому материалу через помещенную в камерах систему труб

21, при этом воздух нагревается до

500 С, 1250 нм /ч свободного от пыли воздуха подается для псевдоожижения через колосниковую решетку, 400 нм /ч подается непосредственно во вторую по ходу газа ступень Вентури °

430 нм /ч воздуха подается в вихревой холодильник и достигает при выходе из камер около эоны 22 приблизительно

500"C. После его очистки в циклоне

23 этот воздух подводится в качестве вторичного воздуха в печь 9 около зоны 12. Соотношение между объемами воздуха, нагретого в холодильнике прямым и косвенным образом, составляет 3,8:1. Выходящий из вихревого холодильника 16 материал через шлюзовой затвор 24 и ковшовый элеватор 25 подается на электролиз. указанным методом при полном сгорании топлива без остатка с коэффициен.том избытка воздуха 1 = 1,05 достигаются следующие результаты: температуру кальцинирования можно о поддерживать постоянно около 850 Т 10 С равномерно по всему циклу кальцинирования; содержание материала циркулирующего кипящего слоя составляет приблизительно 2,25 т при времени пребывания материала в печи 67 мин; удельный расход тепла составляет приб» лизительно 725 ккал/кг полученной окиси алюминия; достигается высокая производительность, составляющая 60 т в день на 1 м поперечного сечения шахты; получается очень чистая и равномерная ф -окись, которая пригодна в качестве исходного материала для химических процессов. формула изобретения

668578

Способ получения окиси алюминия, включающий термообработку гидроокиси алюминия в циркулирующем кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности процесса, температуру термообработки поддерживают подачей в реактор необходимого для полного сгорания топлива количества воздуха в виде двух потоков, один из которых предварительно нагревают путем косвенного теплообмена в противотоке с охлаждаемим кальцинированным продуктом и подают под колосниковую решетку печи, а другой предварительно нагревают путем непосредственного контакта с охлаждаемыи кальцинированным продуктом и после очистки подают выше места ввода топлива, осуществляемого непосредственно в кипящий слой .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9 207875, кл. В 01 У 1/01, 1965.

2. Патент CPI 9 1092889, кл. 12 g 1/01, 1960..

668578

Составитель Т. Васильева

Редактор Т.девятко Техред Л. Алферова КорректорВ.Синицкая

Заказ 3320/53 Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4