Способ получения окиси алюминия

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет - (31) М 7 4 4 0 31 Ча/1 2 м Гос рствеииый комитетСССРлам изобретенийи открытий о де публиковано 150679. БюллЕтЕнь2 я описания 15067 ата опубликова(72) Авторы изобретения Иностранцы Л.Ре и К.Роэента(54) спОсОБ пОлучения Окиси Алюмин к производ- дроокиси елусматриваюоокиси алимилучением оки 0 15 20 и 5 30 Изобретение относитсяству окиси алюминия из гиалюминия,Известны способы, прщие термообработку гидрния в кипящем слое с поси алюминия 11.Наиболее близким к изобретении потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ полученияокиси алюминия,. заключаищийся в термообработке гидроокиси алюминия вциркулирующем кипящем слое, в которнйтепло, по крайней мере, частично подводят путем ввода горячих газов повысоте расширяищейся шахты печи 2.Недостатком известного способаявляется недостаточно полное использование тепла,Цель изобретения закличается вповышении экономичности и эффективности процесса.Поставленную цель лостигаит провеЛением термообработки гидроокисалюминия в циркулируищем кипящемслое, причем температуру процессаподдерживают подачей в печь необходимого для полного сгорания топливаколичества воздуха в виде двух пото,ков, один из которых 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 кальцини рования с температурой 600-1200 фС и отделяемых в оборотном циклоне 8; по мере готовности часть кальцинированного продукта полается в вихревой холодильник 16, оснащенннй трубами 21 и работающий в режиме кипящего слоя. В качестве газа для псевдоожиженияи 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, выходящую 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 вторично" го 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 11 и зоной 12 ввода вторичного воздуха, при этом коэффициент избытка воздуха составляет 1,0 - 1; 4, 20 предпочтительно 1,05 - 1,1.П р и м е р 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 раздео ЗО 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 отработанный газ подается в установку электрической очистки газа (на чертеже не показана) с целью его обеспыливания. Выходящий иэ циклонов 4, 5 мате 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 линании 2-3. В циклоне 7 снова осуществляется разделение газо-материального потока, обезноженный материал,подается н печь 9 с кипящим слоеми отходящий газ подводится в вихревую сушилку б.Внутренний диаметр печи 9 с кипящим слоем составляет 0,8 м, ее внутренняя высота - 9 и. Необходимое длякальцинирования количество тепла получа тся н результате непосредстненР55ного сгорания ежечасно приблизительно 140 кг масла Бункер С, которое подается в слой через сопло околотрубопровода 10 выше колосниконой решетки, Необходимый для образования 60вихревой суспензии воздух (1900 м /ч)при нормальном давлении и нормальнойтемпературе подводится на 50 как гаэ для псендоожижения через колосниконую решетку 11, а 50, как вторичный ноз 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 впечь 9 и частично подается через дозирующее 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 цели3950 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 1 б,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 кипящего 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 пребынанияматериала н печи. При содержании материала 1,6 т время пребывания составляет 56,5 мин; полу ается оченьравномерный продукт, пригодный для электролитических целей; расход тепла составляет 790 ккал/кг полученной окиси алюминия; удельная производительность на 1 л 1 поперечного сечения шахты составляет 51 т окиси алюминия в день.5П р и м е р 2 (см.фиг,2),Применяемое устройство практически то же, что и в примере 1, оно имеет только дополнительн,1 й трубопровод 26, подводяций часть выходящего из системы 10 труб 21 охлаждаюцего воздуха к месту между первой и второй ступенями предварительной сушки, т.е. между позициями 3 и 7.Через загрузочный бункер 1 посред ством шнекового конвейера 2 во вторую со стороны поступления газа, сушилку Вентури 3 ежечасно подается 3,48 т мокрой гидроокиси алюминия, содержащей 12 вес,% механически связанной во ды, которая захватывается выходящими из первой, со стороны поступления газа, ступени сушки 6,7 потоком отходящих газов, имеющих температуру 300-350 фС, а также потоком охлаждающего воздуха, подводимого между обе" ими ступенями сушки через трубопровод 26 в количестве 400 нм 3/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. Отходяц 1 ий газ, имеющий температуруо82 С, т.е. температуру немного выше точки росы, подается в мойку (на35 фиг. 1 и фиг. 2 не показана) для окончательнойочистки газа. Отделенный в циклонах 4, 5 материал поступает в вихревую сушилку Вентури 6, захватывается там выходящим из цик 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 и высоту 9 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, подводится3через 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 дильнике. Соотношение между воздухом и вторичным воздухом составляет приблизительно 3:1. В верхней зоне 13 печи вследствие разбавления 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 прямымои косвенным теплообменом. Для этой цели 1650 нм/ч воздуха пропускают3противотоком 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 Вентури430 нм/ч воздуха подается в вихревой холодильник и достигает при выходе из камер около эоны 22 приблизительно 500"С. 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 остаткас коэффициен.том избытка воздуха 1 = 1,05 достигаются следующие результаты:температуру кальцинирования можноо 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 Р 207875, кл. В 01 У 1/01, 1965. 2. Патент ФРГ Р 1092889,кл. 12 д 1/01, 1960.668578 Составитель Т.ВасильеваРедактор Т.девятко Техред Л. Алферова КорректорВ.Синицк Заказ 3320/53 ж ЦНИИПИ да ного под ми ений 113035, Ио РаушПатентф, г.ужгород, ул.Проектная пиал ППП ТираГосуеласква 876рствензобретЖ,Подписноеомитета СССРоткрытийая наб.,д.4/5