Установка для получения глинозема из сырого гидроксида алюминия

 

Использование: в производстве глинозема на переделе кальцинации гидроксида алюминия для более полной утилизации тепла прокаленного продукта. Сущность: установка для получения глинозема включает загрузочное устройство для подачи сырого гидроксида алюминия, соединенное с теплообменником для сушки и частичной дегидратации сырого гидроксида алюминия во взвешенном состоянии, печь с воздушной камерой для прокалки его в циркулирующем кипящем слое, холодильник для охлаждения глинозема воздухом с расположенными в нем трубчатыми теплообменниками с входными и выходными патрубками, дутьевые устройства, циклоны и связывающие трубопроводы. Каждый из теплообменников холодильника соединен входным патрубком с дутьевым устройством. При этом выходные патрубки одних теплообменников соединены между собой и воздушной камерой печи. Установка также включает дополнительный теплообменник с дополнительным устройством для загрузки сырого гидроксида алюминия и дополнительным дутьевым устройством с нагнетательным патрубком, соединенным трубопроводом с выходным патрубком, по крайней мере, другого трубчатого теплообменника и с дополнительным теплообменником. 1 ил.

Предполагаемое изобретение относится к области печного оборудования в металлургической, химической, строительной отраслях промышленности и может быть применено, в частности, в производстве глинозема на переделе кальцинации гидроксида алюминия для более полной утилизации тепла прокаленного продукта.

Известно устройство для получения безводной окиси алюминия из гидрата окиси алюминия (патент ФРГ N 1592140 от 16.06.67 г. М.кл. C 01 F 7/44), работающее с холодильником кипящего слоя (патент ФРГ N 1909039, М.кл. F 28C 3/12, выданный западногерманской фирме Metallgesellschaft A.G. с приоритетом от 22.02.69 г. ). Устройство имеет зону сушки, дегидрации и прокалки материала в вихревом взвешенном слое. Холодильник КС содержит не менее двух камер, разделенных перегородками. Через камеры последовательно проходит охлаждаемый материал. В них такие установлены трубчатые теплообменники для косвенного охлаждения материала воздухом. Воздух, прошедший через КС материала и имеющий температуру 445 град. С, поступает в печь на сжигание топлива.

Воздух из трубчатых теплообменников, нагретый до 500 град.С от косвенного охлаждения готового продукта, направляется в печь для создания вихревого взвешенного слоя материала и для участия в сжигании топлива.

Для более глубокого охлаждения материала в последней камере размещены трубчатые змеевики, по которым проходит вода.

Данное устройство с холодильником принимаем за прототип.

Недостатком описанной выше установки является то, что имеющиеся трубчатые теплообменники для косвенного охлаждения материала воздухом своими входными патрубками связаны с дутьевыми устройствами, а выходными патрубками с воздушной камерой в основании прокалочной печи, при этом глинозем охлаждается только до 445 град.С (т.е. обнаруживается резерв в плане более полной утилизации тепла глинозема). Следовательно, не используется возможность снизить энергозатраты на технологический процесс в целом применением дополнительной теплообменной установки, например, для получения товарного сухого гидроксида алюминия.

Технической задачей изобретения является использование тепла прокаленного глинозема для получения чистого гидроксида алюминия с использованием его в качестве готового продукта.

Поставленная задача достигается тем, что установка для получения глинозема из сырого гидроксида алюминия, включающая загрузочное устройство дом подачи сырого гидроксида алюминия, соединенное с теплообменником для сушки и частичной дегидратации сырого гидроксида алюминия во взвешенном состоянии, печь с воздушной камерой доя прокалки его в циркулирующем кипящем слое, холодильник для охлаждения глинозема воздухом с расположенным в нем трубчатым теплообменником с входным и выходным патрубками, дутьевое устройство, циклоны и связывающие трубопроводы, согласно заявляемому техническому решению снабжена несколькими дутьевыми установками, а холодильник имеет несколько теплообменников, каждый из которых соединен входным патрубком с дутьевым устройством, при этом выходные патрубки одних теплообменников соединены между собой и воздушной камерой печи, она также снабжена дополнительным теплообменником для обработки гидроксида алюминия во взвешенном состоянии с дополнительным устройством для загрузки сырого гидроксида алюминия и дополнительным дутьевым устройством с нагнетательным патрубком, соединенным трубопроводом с выходным патрубком, по крайней мере, другого трубчатого теплообменника и о дополнительным теплообменником.

Снижение энергетических затрат обеспечивается следующими мерами: выходной патрубок другого трубчатого теплообменника, помещенного в слой материала, проходящего холодильник, соединен трубопроводом с нагнетательным патрубком дополнительного дутьевого устройства и с дополнительным теплообменником для того, чтобы в процессе работы установки, пропуская определенное количество воздуха от дополнительного дутьевого устройства иметь на входе в дополнительный теплообменник, предназначенный для сушки гидроксида алюминия с получением товарного продукта, газообразный теплоноситель в необходимом количестве и требуемой температуры, не нарушая отлаженного технологического режима установки и холодильника. При этом всасывающий или нагнетательный патрубок дополнительного дутьевого устройства снабжен регулирующей расход воздуха поворотной заслонкой, дистанционно управляемой пневматическим или электрическим приводом.

Техническую сущность изобретения поясняет чертеж, на котором изображена установка для получения глинозема из сырого гидроксида алюминия, в кипящий слой материала холодильника которой помещен другой трубчатый теплообменник, выходной патрубок последнего сообщен трубопроводом с нагнетательным патрубком дополнительного дутьевого устройства и с дополнительным теплообменником для выпуска продукционного сухого гидроксида алюминия.

Заявляемая установка включает загрузочное устройство 1, из которого исходный сырой гидроксид алюминия поступает в теплообменник 2, проходя газоход 3, циклон 4, откуда почти обезвоженный материал через затвор кипящего слоя 5 и трубу 6 подается в топливосжигающую камеру 7 прокалочной печи 8, где попадает в камеру кипящего слоя 9, псевдоожижающий агент в которую поступает из воздушной камеры 10 в основании печи, и в качестве кондиционного глинозема выводится через затвор кипящего слоя 11 в холодильник кипящего слоя 12, имеющего воздухораспределительную беспровальную колпачковую подину 13.

В кипящий слой охлаждаемого глинозема помещены трубчатые теплообменники 14, входные патрубки 15 которых связаны с дутьевыми устройствами 16, а выходные патрубки 17 с воздушной камерой в основании печи. Другой трубчатый теплообменник своим выходным патрубком 18 посредством трубопровода 19 сообщен с нагнетательным патрубком 20 от дополнительного дутьевого устройства 21, снабженного регулятором расхода воздуха 22, и с дополнительным теплообменником 23, который оборудован трубой "Вентури" 24, связанной с дополнительным устройством 25 для загрузки сырого гидроксида алюминия.

Из трубы "Вентури" следует теплообменный газоход 26, заканчивающийся циклоном 27. Уловленный материал (новый готовый продукт товарный сухой гидроксид алюминия), из которого направляется в затарочное устройство 28, а очищенный воздушный теплоноситель по трубе 29 сбрасывается в пылеулавливающие сооружения (батарейные циклоны, электрофильтр) 30.

Готовый продукт печной установки глинозем, пройдя холодильник кипящего слоя, с помощью церра-насосов 31 транспортируется в силос.

Заявляемая печная установка работает следующим образом.

Исходный сыройгидроксид алюминия с загрузочного устройства 1 поступает в теплообменник 2, в котором проходит сушку и частично дегидратируется, вступая в теплообмен с высокотемпературными печными газами (дымовые газы и водяные пары). Создавшаяся аэрозоль по газоходу 3 выносится в циклон 4, где происходит разделение газообразной и твердой фаз. Отработанные газы с температурой 250-300 град.С уходят в пылеулавливающие сооружения 30, а материал через затвор кипящего слоя 5 по трубе 6 транспортируется в топливо-сжигающую камеру 7 прокалочной печи 8. В последней за счет химического тепла топлива создается для обработки материала высокая температура порядка 1250 град.С. Теплообмен материала с газами идет во взвешенном состоянии с временной выдержкой в камере кипящего слоя 9 в основании прокалочной печи, в результате чего образуется кондиционный глинозем. Из прокалочной печи глинозем протекает через затвор кипящего слоя 11 в холодильник кипящего слоя 12, где охлаждается путем непосредственного контакта с холодным воздухом, поступающим через беспровальную колпачковую подину 13, и за счет косвенного контакта с воздухом, проходящим через трубчатые теплообменники 14. Более глубокое доохлаждение глинозема достигается помещением в слой материала на выгрузочном конце холодильника трубного змеевика, по которому циркулирует вода. Глинозем из холодильника посредством церра-насосов 31 откачивается на склад готового продукта.

К выходному патрубку 18 трубчатого теплообменника 14, продуваемого воздухом, монтируется трубопровод 19, по которому горячий (230-280 град. С) воздух, нагретый от охлаждения глинозема, подается в дополнительный теплообменник 23 с трубой "Вентури" 24, туда же по нагнетательному патрубку 20 от дополнительного дутьевого устройства 21 поступает через регулирующее расход устройство 22 холодный воздух. Такое соединение потоков воздуха должно обеспечить температуру теплоносителя на входе в дополнительный теплообменник 23 в пределах 180-200 град.С. В поток теплоносителя подается сырой гидроксид алюминия из дополнительного загрузочного устройства 25. Двигаясь с высокой скоростью (порядка 20 м/с), воздушный теплоноситель вступает в теплообмен с сырым гидроксидом алюминия и транспортирует его по газоходу 26 в циклон 27. На этом пути гидроксид алюминия нагревается до 110-120 град. С и теряет свободную воду. Уловленный в циклоне 27 сухой гидроксид алюминия с помощью специального устройства 28 затаривается в мешки и отвозится потребителям. Запыленный газ воздух и пары волы из циклона 27 направляется на вход в электрофильтр 30, из которого пыль возвращается в печную систему.

Конкретное осуществление заявляемой печной установки для выпуска сухого гидроксида алюминия на Николаевском глиноземном заводе (возможно и на Богословском алюминиевом заводе).

Печь для производства 32 тонн в час металлургического глинозема с холодильником кипящего слоя, где при непосредственном и косвенном контакте с воздухом его температура снижается с 1150 град. С до 500 град. С далее он охлаждается до 100 град. С главным образом косвенным теплообменом с водой, циркулирующей в трубных змеевиках в секции холодильника перед выгрузкой глинозема. В секции холодильника, предшествующей секции с водяными теплообменниками, монтируется дополнительный трубчатый теплообменник, продуваемый воздухом. К входному патрубку такого теплообменника подключена существующая воздуходувка, а его выходной патрубок выведен за пределы корпуса холодильника и соединен трубопроводом с дополнительным теплообменником для обработки сырого гидроксида алюминия во взвешенном состоянии. К этому трубопроводу подсоединен другой трубопровод, связанный с нагнетательным патрубком дополнительного дутьевого устройства, предназначенного дом подачи воздуха на разбавление горячего воздуха (230-280 град.С) из дополнительного трубчатого теплообменника, чтобы температура смеси составила 180-220 град.С. Такую температуру должен иметь теплоноситель на входе в трубу "Вентури", куда через дополнительное загрузочное устройство подается сырой (содержание свободной воды 8-15%) гидроксид алюминия. В основании трубы "Вентури" скорость воздушного теплоносителя задается порядка 35 м/с, а верхней части 5 м/с. В этом случае обеспечивается беспровальность комков гидроксида через трубу "Вентури" и обработка материалов во взвешенном состоянии. В подобном состоянии из гидроксида интенсивно удаляется свободная вода. Нагретый до 110-120 град. С и сухой гидроксид выносится в циклон, где отделяется от газа (воздух с парами воды), и идет на затаривание в мешки в качестве готового продукта, а запыленный газ направляется в электрофильтр. Кондиционный сухой гидроксид алюминия необходим в электротехнической промышленности для производства кабелей, как наполнитель в целлюлознобумажной и лакокрасочной отраслях и ценится дороже, чем металлургический глинозем основная продукция печной установки.

В результате использования заявленной установки получается кроме прибыли от реализации продукционного сухого гидроксида алюминия еще и экономия топлива за счет более полной утилизации тепла прокаленного в печной установке глинозема, по сравнению о тем, что если бы такой продукт получать в самостоятельной установке со своей топкой.

В итоге от внедрения данной установки ожидаемый годовой экономический эффект составит 9600 тысяч рублей (в ценах, действующих на конец 1995 г.).

Формула изобретения

Установка для получения глинозема из сырого гидроксида алюминия, включающая загрузочное устройство для подачи сырого гидроксида алюминия, соединенное с теплообменником для сушки и частичной дегидратации сырого гидроксида алюминия во взвешенном состоянии, печь с воздушной камерой для прокалки его в циркулирующем кипящем слое, холодильник для охлаждения глинозема воздухом с расположенным в нем трубчатым теплообменником с входным и выходным патрубком, дутьевое устройство, циклоны и связывающие трубопроводы, отличающаяся тем, что она имеет несколько дутьевых устройств, а холодильник имеет несколько теплообменников, каждый из которых соединен входным патрубком с дутьевым устройством, при этом выходные патрубки одних теплообменников соединены между собой и воздушной камерой печи, она также снабжена дополнительным теплообменником для обработки гидроксида алюминия во взвешенном состоянии с дополнительным устройством для загрузки сырого гидроксида алюминия и дополнительным дутьевым устройством с нагнетательным патрубком, соединенным трубопроводом с выходным патрубком по крайней мере другого трубчатого теплообменника и с дополнительным теплообменником.

РИСУНКИ

Рисунок 1