УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2023 года по МПК C01F7/47 

Область техники

Изобретение относится к оборудованию печных переделов в металлургии цветных металлов, химической промышленности, производстве строительных материалов и может быть использовано для сушки, дегидратации и прокалки порошкообразных материалов, преимущественно для термообработки гидроксида алюминия при производстве глинозема различных марок.

Уровень техники

С учетом стоимости топлива переделы сушки и кальцинации занимают существенную долю в себестоимости производимой продукции.

Так, применительно к переделу кальцинации, необходимость наращивания выпуска продукции и снижения удельного расхода топлива придает особую актуальность вопросам повышения энергетической эффективности печных агрегатов.

Известно высокоэффективное техническое решение для кальцинации гидроксида алюминия (Vladimir Hartmann, Lugo Guzman, Olivier Hennequin, Andrew Carruthers, Michael Missalla, Hans-Werner Schmidt, “Upgrade of Existing Circulating Fluidized Bed Calciners at CVG Bauxilum without Compromizing Product Quality”, Light Metals, 2006, Edited by Travis J. Galloway. TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2006 г.), относящееся к стационарным печам циркулирующего кипящего слоя.

Термическая обработка порошкообразных материалов, например, гидроксида алюминия, в стационарных печах циркулирующего кипящего слоя происходит следующим образом.

Исходный гидроксид алюминия из бункера гидроксида весовым питателем подают в загрузочную воронку и далее шнековым питателем в первую сушилку Вентури (сушилка Вентури I) первой стадии термообработки материала, где происходит удаление внешней влаги. В сушилке Вентури I влажный гидроксид алюминия смешивается с нагретыми до 350-380 °С отходящими газами второй стадии термообработки материала.

Высушенный материал из сушилки Вентури I по газоходу выносится в двухпольный электрофильтр.

Весь уловленный в электрофильтре материал шнеком, расположенном в нижней части электрофильтра, направляется на пневматическую дорожку.

После пневматической дорожки материал выгружается в пневматический подъемник, из которого сжатым воздухом по материалопроводу подается в циклон разгрузитель с затвором кипящего слоя, из которого материал поступает во вторую сушилку Вентури (сушилку Вентури II) второй стадии термообработки материала.

В сушилку Вентури II с температурой 900 - 1100 °С поступают отходящие газы из циркуляционного циклона.

Из сушилки Вентури II материал газовым потоком выносится в циклон Вентури II, где поток газ-материал разделяется. Частично дегидратированный гидроксид алюминия по течке подается в кальцинатор. Отходящие газы из циклона Вентури II по газоходу поступают в сушилку Вентури I первой стадии термообработки материала.

Необходимое для кальцинации количество тепла образуется путём непосредственного сжигания топлива (природного газа или мазута), которое подается горелками над воздухораспределительной подиной.

Интенсивное перемешивание газа и материала создает благоприятные условия для теплообмена, что позволяет регулировать температуру процесса прокалки в печи, которая при нормальном режиме работы остается постоянной и составляет около 1100 °С.

В верхней зоне кальцинатора при более расширенном кипящем слое, внутренняя циркуляция твёрдых веществ вызывает постоянное понижение концентрации твёрдого вещества до достижения сравнительно низкой концентрации материала. Из кальцинатора запыленные горячие газы поступают в циркуляционный циклон, в котором материал отделяется от газа. Отходящие газы поступают в сушилку Вентури II, где перемешиваются с твёрдыми веществами из первой стадии сушки.

Отделённый в циркуляционном циклоне горячий материал с температурой 950-1100 °С проходит через U-образный затвор кипящего слоя и снова поступает в кипящий слой прокалочного аппарата. Таким образом, осуществляется циркуляция твёрдых веществ в зоне кальцинирования с равномерной температурой 1000 °С.

Часть прокаленного материала из затвора кипящего слоя через разгрузочное устройство отводится в газоход холодильника кипящего слоя.

В газоход холодильника кипящего слоя так же поступает нагретый воздух из холодильника кипящего слоя. Материал из разгрузочного устройства и нагретый воздух из холодильника кипящего слоя поступают в циклон холодильника кипящего слоя, где происходит разделение. На вход циклона холодильника кипящего слоя поступает сбросной воздух циклона-разгрузителя. Частично охлажденный материал циклона холодильника кипящего слоя поступает в холодильник кипящего слоя. Нагретые отходящие газы в качестве вторичного воздуха поступают в кальцинатор.

Охлаждение глинозема в холодильнике кипящего слоя происходит благодаря прямому и косвенному теплообмену. Непосредственный теплообмен между глиноземом и воздухом происходит в шести камерах холодильника кипящего слоя. В этих камерах холодильника путем ввода через воздухораспределительную подину соответствующих количеств воздуха поддерживается кипящий слой постоянной температуры.

Косвенный теплообмен осуществляется за счет прохождения воздуха через воздушные теплообменники, расположенные в слое горячего глинозема.

Предварительно нагретый в воздушных теплообменниках холодильника кипящего слоя до температуры ~520 °С первичный воздух вводится в кальцинатор через воздухораспределительные колпачки, расположенные в подине кальцинатора.

В последних трех секциях холодильника кипящего слоя доохлаждение материала осуществляется с помощью водоохлаждаемых теплообменников, работающих по замкнутой циркуляционной схеме. Прокаленный продукт пневмокамерными насосами направляют в силоса готовой продукции.

Увеличение производительности печей кальцинации и изменения требований к качеству глинозема привело к изменению аппаратурно-технологической схемы печей кальцинации.

Как видно из описания предшествующего уровня техники, все стадии процесса термообработки, такие как, сушка, дегидратация, фазовые превращения ведутся в условиях кипящего и взвешенного слоя. Это обуславливает высокую единичную мощность и энергетическую эффективность печных стационарных агрегатов циркулирующего кипящего слоя, возможность получения глинозема с широким диапазоном физико-химических свойств и высокую степень автоматизации технологического процесса.

Однако проведение процессов термической обработки при высоких скоростях теплоносителя так же приводит к высокой циркуляционной нагрузке в печных агрегатах подобного типа. Высокая циркуляционная нагрузка обуславливает не только дополнительные затраты тепла на циклическое нагревание материла, но и повышенную металлоемкость конструкций пылеулавливающего и теплообменного оборудования, а также, что особенно важно, в настоящее время, увеличение нагрузки на электрофильтр и как следствие этого, увеличение безвозвратных потерь материала и выбросов в окружающую атмосферу.

Условно циркуляцию можно разделить на несколько контуров. Самым очевидным является контур, включающий «холодильник кипящего слоя - циклон холодильника кипящего слоя - кальцинатор – циркуляционный циклон – сушилка Вентури II - циклон Вентури II – сушилка Вентури I – двухпольный электрофильтр – сушилка Вентури II» («большой» контур). Вторым очевидным циркуляционным контуром является «малый» контур, включающий холодильник кипящего слоя - циклон холодильника кипящего слоя.

Так же, в предшествующем уровне техники известно техническое решение (DE10331364B3, опубл. 27.01.2005), направленное на интенсификацию теплообмена при организации байпаса. Кроме устройства затвора кипящего слоя оригинальной конструкции, обеспечивающего интенсивный теплообмен между прокаленным глиноземом и байпасным гидроксидом алюминия, предложена двухступенчатая конструкция холодильника кипящего слоя. Каждая секция холодильника кипящего слоя (ХКС) снабжена своим отдельным циклоном, что позволяет не только повысить степень утилизации тепла, но и снизить нагрузку на циклоны ХКС.

Известно техническое решение (DE10140261A1, опубл. 27.02.2003), в котором предлагается прокаленный глинозем перед подачей в холодильник кипящего слоя направлять в четырехступенчатый перекрестный теплообменник взвешенного состояния на основе циклонов. Последовательное применение четырех циклонов позволяет не только повысить степень утилизации тепла прокаленного глинозема, но несколько снизить циркуляцию частиц глинозема, за счет более глубокого разделения пылегазового потока.

Указанный способ направлен на повышение интенсивности теплообмена, но не позволяют эффективно решать задачу по снижению паразитной циркуляционной нагрузки печи кипящего слоя. Применение циклонов в качестве теплообменников и для разделения газопылевого потока имеет существенный недостаток. Конструктивные особенности циклонов подразумевают крайне низкую, не более 1%, эффективность по ультратонким (0,1-1,0мкм) фракциям. Именно из ультратонких фракций в основном состоит циркуляционная нагрузка.

Установка газоочистных агрегатов тонкой очистки невозможна ввиду высоких температур, порядка 400-600 ºС, в узловых точках циркуляционных контуров. Экстенсивное техническое решение, заключающееся в установке дополнительного поля электрофильтра, требует значительных капитальных затрат. Кроме того, хотя это и позволит снизить безвозвратные потери глинозема и выбросы в окружающую среду, но никак не позволяет снизить лишнюю циркуляционную нагрузку и, соответственно, повысить технологические показатели печи.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ (WO9718165, опубл. 22.05.1997), в котором часть подсушенного гидроксида алюминия направляют для обработки теплом прокаленного глинозема, так называемый байпас. Реализовано это следующим образом (фиг. 1). Исходный гидроксид алюминия после предварительной термообработки в сушилке Вентури I 1, по газоходу 2 направляют в электрофильтр 3. Уловленный в электрофильтре 3, материал собирается шнеком 4 и по пневмодорожке 5 разгружают в пневмоподъемник 6. Из пневмоподъемника 6 материал поступает в циклон разгрузитель 7 с затвором кипящего слоя 8. Из циклона разгрузителя 7 основную часть уловленного материала через затвор кипящего слоя 8 по материалопроводу 9 подают в сушилку Вентури II 10 и далее на полный цикл кальцинации по известной схеме.

Другую часть материала по материалопроводу 11 подают на выгрузку 12 прокаленного глинозема из циклона рециркуляции 13 и далее совместно с прокаленным глиноземом и запыленным воздухом из холодильника 14 кипящего слоя подают на вход циклона 15. За счет тепла прокалённого глинозема и нагретого воздуха из холодильника кипящего слоя происходит завершающая стадия термообработки глинозема с последующим охлаждением в холодильнике кипящего слоя. Таким образом, из общего потока выводится часть материала, т.е. осуществлено байпасирование потока материала. Реализация подобного технического решения позволяет поднять производительность печи на 10-15%.

Рассмотренное техническое решение хотя и позволяет несколько снизить удельный расход топлива, но не решает важнейшей задачи по снижению нагрузки на электрофильтр и, соответственно, не может способствовать уменьшению безвозвратных потерь глинозема. Кроме того, количество материала, подаваемого по байпасу, необходимо постоянно контролировать, так как увеличение подачи материала по байпасу приведет к снижению качества готовой продукции.

Раскрытие сущности изобретения

В основу предложенного изобретения положена задача отделения тонких фракций глинозема из газопылевых потоков и их вывода из технологического процесса без снижения производительности печи. При этом техническим результатом при реализации изобретения является сокращение потерь прокаливаемого материала, повышение производительности оборудования и снижение удельного расхода топлива.

Технический результат достигается за счет того, что обеспечено устройство для термообработки гидроксида алюминия, содержащее электрофильтр (1), включающий не менее двух полей, бункер (3) отбора пыли второго поля электрофильтра (1), отгрузочный бункер (7), приемный бункер (35) пыли первого поля электрофильтра с пневмодорожкой (36) и с пневмоподъемником (37), циклон (54) предварительной очистки, соединенный с накопительным бункером (60), который через шлюзовый питатель (65) посредством течки (67) соединен со шнеком (68) и холодильником (26) кипящего слоя, а упомянутый холодильник (26) кипящего слоя соединен воздуховодом (30) с циркуляционным циклоном (31), через который выводится прокаленный материал посредством разгрузочного устройства (32), закрепленного в нижней части циркуляционного циклона (31) в циклон (33) холодильника кипящего слоя, в нижней части которого размещена течка (34), выполненная с возможностью разгрузки прокаленного материала из циклона (33) холодильника кипящего слоя в холодильник (26) кипящего слоя, причем бункер (3) отбора пыли соединен посредством материалопровода (4) с отгрузочным бункером (7) и системой пневмокамерных насосов (10, 13, 14) для возможности вывода уловленной пыли второго поля электрофильтра (1) в силос готовой продукции, при этом устройство содержит циклон разгрузитель (38), с установленной на нем системой газоходов (39-45) с шиберами (46-53) и соединенный в нижней своей части с пневмоподъемником (37), а в верхней части посредством упомянутой системы газоходов (39-45) соединен с циклоном (54) предварительной очистки и фильтром (55) тонкой очистки.

Согласно дополнительным вариантам реализации изобретение также может содержать следующие признаки:

На газоходе (45) устройства закреплен вентилятор (80) с шибером (81).

По меньшей мере один из бункера (3) отбора пыли, отгрузочного бункера (7) и накопительного бункера (60) содержат площадные вибраторы (17, 18, 69) и точки подвода осушенного воздуха.

Холодильник (26) кипящего слоя может содержать систему отвода воздуха, размещенную на его крышке с возможностью размещения упомянутой системы выше слоя глинозема, поступающего в холодильник (26) кипящего слоя.

Фильтр (55) тонкой очистки соединен с накопительным бункером (60) и отгрузочным бункером (7) для возможности вывода уловленного пылевого потока в холодильник (26) кипящего слоя или в систему пневмокамерных насосов (10, 13, 14) и далее в силос готовой продукции.

Циклон (54) предварительной очистки и фильтр (55) тонкой очистки cодержат систему байпаса, выполненную для возможности ремонта и профилактического обслуживания устройства.

Осуществление изобретения

Для решения поставленной задачи была разработана математическая модель процесса кальцинации в стационарной печи кипящего слоя.

С использованием математической модели выполнены расчеты более шестидесяти вариантов снижения паразитной циркуляционной нагрузки с установкой дополнительных пылеулавливающих устройств в различных точках как «большого», так и «малого» циркуляционных контуров.

Выбор варианта технического решения по снижению циркуляционной нагрузки тонких фракций осложнялся технологическими ограничениями.

Высокая температура в контурах циркуляции (350-380 °С) и объем газопылевой смеси порядка 200 тыс. м³/ч исключают интегрирование рукавных или картриджных фильтров в существующие аппаратурно-технологические схемы печей. Установка циклонов не дает заметного эффекта, так как эффективность циклона по тонким фракциям менее 1%. Расчеты на математической модели показали, что при установке циклонов удается снизить удельный расход топлива на 0,5% и выбросов пыли на 29,4%. При увеличении доли тонких фракций в исходном сырье показатели эффективности становятся еще более низкими.

Так же расчеты показали слабое влияние количества материала, выносимого из холодильника кипящего слоя на пылевую нагрузку электрофильтра в целом, и на циркуляцию пыли по «большому контуру». Даже в случае максимального выброса из ХКС порядка 10 т/ч запыленный вторичный воздух проходит несколько ступеней очистки по контуру «циклон ХКС - циклон циркуляции- циклон Вентури II». Многоступенчатая очистка нивелирует исходную запыленность воздуха из холодильника и таким образом материала из холодильника не оказывает решающего влияния на финишные выбросы из электрофильтра, но при этом идут дополнительные затраты тепла.

На основе анализа предшествующего уровня техники и технологических расчетов с применением математической модели предложены следующие технические решения по снижению циркуляционной нагрузки.

Мелкодисперсную пыль второго поля электрофильтра, отвечающего за улавливание мелкодисперсной пыли, двухпольного электрофильтра перенаправить в готовую продукцию.

Перенести точку отбора воздуха из холодильника кипящего слоя (ХКС). Как показали проведенные инструментальные замеры, часть глинозема из ХКС за счет высоты слоя и переполнения холодильника поступает в воздуховод и совместно с глиноземом из выгрузки циклона рециркуляции поступает на вход циклона охладителя. Поступление глинозема из ХКС увеличивает нагрузку на циклон аспирации и способствует увеличению циркуляционной нагрузки по «малому контуру».

Для снижения циркуляционной нагрузки по тонким фракциям так же необходимо пылевоздушную смесь после разгрузочного циклона пневмоподъемника направить в контур дополнительной очистки, включающий предварительный циклон и рукавный или картриджный фильтр тонкой очистки.

Предлагаемая аппаратурно-технологическая схема устройства для термообработки порошкообразных материалов представлена на фиг. 2.

Аппаратурная схема устройства содержит электрофильтр 1, шнек 2 электрофильтра, бункер 3 отбора пыли для сбора пыли второго поля электрофильтра 1, установленный непосредственно под шнеком 2 электрофильтра.

Бункер 3 отбора соединен посредством материалопровода 4, на котором установлены шиберный затвор 5 и шлюзовый питатель 6, со сборным отгрузочным бункером 7. В нижней части отгрузочного бункера установлена течка 8 с шибером 9, соединенная с пневмокамерным насосом № 1 (ПКН 1) 10 печи.

Отгрузочный бункер соединен линией 11 с размещенной на ней шиберным затвором 12 с пневмокамерным насосом (КН 2) 13 для возможности подачи материала из сборного отгрузочного бункера 7 в пневмокамерный насос № 2 (КН 2) 13, при этом пневмокамерный насос (КН 2) 13 соединен с резервным пневмокамерным насосом № 3 (КН 3) 14.

Для возможности коммутации КН 1 (10), КН 2 (13) и КН 3 (14) для подачи материала в силоса готовой продукции по действующей линии пневмотранспорта предусмотрены шибера 15 и 16.

Мелкодисперсная пыль склонна к слеживанию, что может привести к зарастанию бункеров и нарушению подачи пыли по материалопроводам. Для предотвращения слеживания материала на бункере 3 отбора и сборном бункере 7 установлены площадочные вибраторы 17 и 18. Кроме того, для создания аэрации и исключения слеживания материала к бункерам 3 и 7 по линиям 19 и 20 с запорными вентилями 21 и 22 подведен осушенный сжатый воздух.

Для сброса воздуха сборный отгрузочный бункер 7 снабжен сбросной линией 23 с вентилем 24, воздух по которой сбрасывается в первое поле электрофильтра 1 через патрубок 25.

Заявляемое устройство также содержит холодильник 26 кипящего слоя (ХКС), на крышке которого размещена точка отбора вторичного воздуха из холодильника 26 кипящего слоя, соединенная с воздуховодом 27 с размещенными на нем заглушками 28 и 29.

Холодильник 26 кипящего слоя соединен воздуховодом 30 с циркуляционным циклоном 31, предназначенным для подачи прокаленного материала через разгрузочное устройство 32, закрепленное в нижней части циркуляционного циклона 31 в циклон 33 холодильника кипящего слоя, в нижней части которого размещена течка 34, выполненная с возможностью разгрузки прокаленного материала из циклона 33 холодильника кипящего слоя в холодильник 26 кипящего слоя.

Шнек 2 электрофильтра 1 оснащен приемным бункером 35 для сбора пыли первого поля электрофильтра 1. Бункер 35 пневмодорожкой 36 соединен с пневмоподъемником 37, соединенным с циклоном разгрузителем 38.

Циклон разгрузитель 38 снабжен системой газоходов 39-45 с установленными на них шиберами 46-53 и соединен посредством упомянутой системы газоходов циклоном 54 предварительной очистки и фильтром 55 тонкой очистки, предназначенным для финишной очистки воздуха, поступающего из циклона 38.

Фильтр 55 тонкой очистки, который может быть выполнен в виде рукавного или картриджного фильтра, соединен линией 56 с размещенным на ней вентилем 57 для обеспечения регенерации рукавного/картриджного фильтра 55 и подвода осушенного сжатого воздуха.

Разгрузочный конус циклона 54 предварительной очистки течкой 58 с уставленным шиберным затвором 59 соединен с накопительным бункером 60.

На разгрузочном конусе накопительного бункера 60 cмонтированы течки 61 и 62 с шиберами 63, 64 и шлюзовыми питателями 65, 66.

Шлюзовый питатель 65 посредством течки 67 соединен со шнеком 68 и холодильником 26 кипящего слоя.

Для предотвращения слеживания материала на накопительном бункере 60 так же установлен площадочный вибратор 69 и подведена линия 70 подачи осушенного воздуха с вентилем 71. Так же в накопительный бункер 60 соединен линией 72 сброса воздуха с размещенным на ней вентилем 73 с патрубком 25 электрофильтра 1.

Фильтр 55 тонкой очистки течками 74, 75 с установленными на них шиберами 76, 77 и шлюзовыми питателями 78, 79 соединен с накопительным бункером 60 и со сборным бункером 7 соответственно.

Для компенсации потери давления в циклоне 54 предварительной очистки и фильтре 55 тонкой очистки на линии 45 сброса очищенного воздуха, соединяющей циклон 54 и фильтр 55, установлен вентилятор 80 с шибером 81.

Условно устройство можно разбить на три технологических узла.

1. Узел снижения циркуляционной нагрузки за счет вывода тонких фракций пыли электрофильтра

2. Узел снижения циркуляционной нагрузки за счет снижения выбросов материала из холодильника 26 кипящего слоя с воздухом охлаждения

3. Узел дополнительной очистки пылевоздушной смеси циклона разгрузителя 38

Первый узел работает следующим образом.

Тонкодисперсная пыль второго поля электрофильтра 1 посредством шнека 2 поступает в бункер 3 отбора пыли. Из бункера 3 отбора пыли по материалопроводу 4, на котором установлены шиберный затвор 5 и шлюзовый питатель 6, пыль второго поля электрофильтра поступает в сборный отгрузочный бункер 7 и далее по течке 8 через шибер 9 в камерный насос (КН1) 10 печи.

Учитывая периодичность работы камерных насосов, предусмотрена возможность по линии 11 с шиберным затвором 12 подать материал из сборного отгрузочного бункера 7 в КН2 13 и далее в линию отгрузки готовой продукции. Использование шиберных задвижек 15 и 16 позволяет проводить отгрузку готовой продукции и тонкодисперсной пыли второго поля электрофильтра 1 с использованием резервного камерного насоса КН3 14.

Как уже было сказано выше, для исключения слеживания мелкодисперсной пыли на бункере 3 отбора и сборном отгрузочном бункере 7 установлены площадочные вибраторы 17 и 18 и предусмотрена подача осушенного воздуха аэрации по линиям 19 и 20 с запорными вентилями 21, 22.

Для сброса воздуха аэрации из отгрузочного бункера 7 предусмотрена сбросная линия 23 с вентилем 24. Сброс аэрационного воздуха осуществляют в первое поле электрофильтра 1 через патрубок 25.

Второй технологический узел уменьшения циркуляционной нагрузки за счет снижения выбросов материала из холодильника 26 кипящего слоя с воздухом охлаждения работает следующим образом.

Отбор вторичного воздуха с торцевой поверхности перемещен на крышку холодильника по воздуховоду 27. Для возможности переключения в штатный режим работы предусмотрены заглушки 28 и 29. Заглушка 28 находится в закрытом положении, весь воздух из холодильника 26 кипящего слоя через газоход 27 с открытой заглушкой 29 поступает в штатный воздуховод 30 холодильника 26 кипящего слоя (ХКС) и объединяясь с прокаленным материалом из циркуляционного циклона 31, выгружаемого разгрузочным устройством 32, воздушно пылевая смесь поступает в циклон 33 холодильника кипящего слоя, где происходит разделение потока. Уловленный материал по течке 34 направляется в холодильник 26 кипящего слоя (ХКС), а очищенный воздух по штатной схеме поступает в кальцинатор на горение.

При необходимости, заглушку 28 открывают, заглушку 29 закрывают, и схема работает в штатном режиме с отбором воздуха через торцевую стенку ХКС 26.

Третий технологический узел дополнительной очистки пылевоздушной смеси циклона разгрузителя 38 работает следующим образом.

Перед началом работы шибер 53 газохода 41 закрывают. Пылевоздушная смесь из циклона 38 по газоходу 39 через шибер 46 газохода 40 и шибер 47 поступает в циклон 54 предварительной очистки. После циклона 54 предварительной очистки предварительно очищенная пылевоздушная смесь через шибера 48 и 50 по газоходу 42 поступает в рукавный/картриджный фильтр 55, где происходит окончательная очистка воздушного потока от тонких фракций пыли. После очистки воздух через шибер 52 по газоходу 45 поступает на вход вентилятора 80. Установка вентилятора необходима для компенсации потерь давления на участке «разделительный циклон 38 – циклон 33 холодильника кипящего слоя возросшего за счет установки циклона 38, фильтра 55 тонкой очистки, системы шиберов и газоходов.

Для возможности тонкой регулировки значений давления/разрежения на участке «разделительный циклон 38 – циклон 33 холодильника кипящего слоя» предусмотрен шибер 81.

Так же для возможности проведения профилактических или ремонтных работ на циклоне 54 и фильтре 55 предусмотрена система байпасов. При необходимости шибер 49 газохода 43 открывается, шибера 47 и 48 закрываются. Тем самым из технологической схемы исключается циклон 54 предварительной очистки. В случае открытия шиберов 46, 47, 48 и 51 при закрытых шиберах 49, 50 и 52 из технологической схемы исключается фильтр 55 тонкой очистки. Предусмотрена возможность полного исключения схемы очистки воздушнопылевой смеси циклона 38. Для этого шибер 53 газохода 41 переводят в открытое положение, а шибер 46 газохода 40 перекрывают.

Пыль, уловленная в циклоне 54 предварительной очистки по течке 58 с установленном на ней шибером 59, поступает в накопительный бункер 60. Аппаратурно-технологической схемой предусмотрено два варианта переработки пыли циклона 54 предварительной очистки. По первому варианту пыль по течке 61 шибер 63 и шлюзовый питатель 65 по течке 67 направляют в шнек 68 и далее во вторую камеру холодильника кипящего слоя 26. Подача материала через шлюзовый питатель 65 и шнек 68 исключает выброс материла из холодильника 26 кипящего слоя, находящегося под давлением, в накопительный бункер 60. Подача материала во вторую камеру холодильника 26 кипящего слоя, позволяет провести термообработку и достичь качества конечного продукта.

Второй вариант переработки пыли накопительного бункера 60 предполагает подачу пыли по течке 62 через шибер и шлюзовый питатель 66 направляют пыль в отгрузочный бункер 7 и далее в готовую продукцию.

Переработка пыли фильтра 55 тонкой очистки так же возможна по двум вариантам. По первому варианту пыль, уловленная в фильтре 55, по течке 74 через шибер 76 и шлюзовый питатель 78 направляют в бункер 60 и далее, по описанной выше схеме, в холодильник кипящего слоя 26.

Второй вариант предусматривает подачу пыли через течку 75 с шибером 77 и шлюзовым питателем 79 в отгрузочный бункер 7 и далее в готовую продукцию.

На длинных (более 5 м) материалопроводах, для исключения забивки и предотвращения слеживания материала во время остановок, предусмотрен подвод поддувочного воздуха.

Предложенное устройство проведения термических процессов в стационарных печах циркулирующего кипящего слоя с выводом тонких и ультратонких фракций обжигаемого материала позволяет не только снизить нагрузку на электрофильтр или другой агрегат финишной очистки отходящих газов и тем самым снизить отрицательное воздействие на окружающую среду, но и сократить безвозвратные потери прокаливаемого материала. Кроме того, снижение дополнительной циркуляционной нагрузки приводит к повышению производительности и снижению удельного расхода топлива. В зависимости от характеристик обжигаемого материла снижение выбросов происходит на 80-90%, удельного расхода топлива на 1,5-2,2%, увеличение производительности на 10-15%.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для сушки, дегидратации и прокалки порошкообразных материалов, преимущественно для термообработки гидроксида алюминия при производстве глинозема различных марок. Устройство содержит электрофильтр, включающий не менее двух полей, бункер отбора пыли второго поля электрофильтра, отгрузочный бункер, приемный бункер пыли первого поля электрофильтра, циклон предварительной очистки, соединенный с накопительным бункером, холодильник кипящего слоя, который соединен воздуховодом с циркуляционным циклоном, через который выводится прокаленный материал в циклон холодильника кипящего слоя. Бункер отбора пыли соединен посредством материалопровода с отгрузочным бункером и системой пневмокамерных насосов для возможности вывода уловленной пыли второго поля электрофильтра в силос готовой продукции. Изобретение позволяет сократить потери прокаливаемого материала, повысить производительность оборудования и снизить удельный расход топлива, а также отделить тонкие фракции глинозема из газопылевых потоков и их вывода из технологического процесса. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для термообработки гидроксида алюминия, содержащее электрофильтр (1), включающий не менее двух полей, бункер (3) отбора пыли второго поля электрофильтра (1), отгрузочный бункер (7), приемный бункер (35) пыли первого поля электрофильтра с пневмодорожкой (36) и с пневмоподъемником (37), циклон (54) предварительной очистки, соединенный с накопительным бункером (60), который через шлюзовый питатель (65) посредством течки (67) соединен со шнеком (68) и холодильником (26) кипящего слоя, а упомянутый холодильник (26) кипящего слоя соединен воздуховодом (30) с циркуляционным циклоном (31), через который выводится прокаленный материал посредством разгрузочного устройства (32), закрепленного в нижней части циркуляционного циклона (31) в циклон (33) холодильника кипящего слоя, в нижней части которого размещена течка (34), выполненная с возможностью разгрузки прокаленного материала из циклона (33) холодильника кипящего слоя в холодильник (26) кипящего слоя, причем бункер (3) отбора пыли соединен посредством материалопровода (4) с отгрузочным бункером (7) и системой пневмокамерных насосов (10, 13, 14) для возможности вывода уловленной пыли второго поля электрофильтра (1) в силос готовой продукции, при этом устройство содержит циклон разгрузитель (38) с установленной на нем системой газоходов (39-45) с шиберами (46-53) и соединенный в нижней своей части с пневмоподъемником (37), а в верхней части посредством упомянутой системы газоходов (39-45) соединен с циклоном (54) предварительной очистки и фильтром (55) тонкой очистки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на газоходе (45) закреплен вентилятор (80) с шибером (81).

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из бункера (3) отбора, отгрузочного бункера (7) и накопительного бункера (60) содержит площадные вибраторы (17, 18, 69) и точки подвода осушенного воздуха.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что холодильник (26) кипящего слоя содержит систему отвода воздуха, размещенную на его крышке с возможностью размещения упомянутой системы выше слоя глинозема, поступающего в холодильник (26) кипящего слоя.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтр (55) тонкой очистки соединен с накопительным бункером (60) и отгрузочным бункером (7) для возможности вывода уловленного пылевого потока в холодильник (26) кипящего слоя или в систему пневмокамерных насосов (10, 13, 14) и далее в силос готовой продукции.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из циклона (54) предварительной очистки и фильтр (55) тонкой очистки выполнены с возможностью исключения из технологической схемы посредством систем байпаса, для обеспечения возможности ремонта и профилактического обслуживания устройства.