Способ получения окиси алюминия Советский патент 1986 года по МПК C01F7/30 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения глинозема (окиси алюминия).

Цель изЪбретения - упрощение утилизации газов, отходящих при терообработке гидрохлорида алюминия, путем отдельного отвода газообразных продуктов разложения гидрохлорида с первой Стадии термообработки и использования в качестве теплоносителя, подаваемого в псевдоожиженный слой на первой стадии, кальцинированной окиси алюминия, отводимой со второй стадии.

На чертеже изображена принципиальная схема осуществления способа.

Исходный гидрохлорид алюминия через участок 1 подачи направляют в реактор 2 с псевдоожиженным слоен (первую стадию термообработки),оборудованный отделителем 3 и возвратным рубопроводом 4. Отходящий на первой тадии термообработки из реактора 2 газообразный продукт направляют в тделитель 3, электрофильтр 5 и даее на установку поглощения хлорисого водорода (не показана). Пьшь, выделенную в отделителе 3 и электроильтре 5, возвращают по трубопроодам 4 и 6 в реактор 2. Подвод тепа в реактор 2 осуществляют за счет возвращаемого по трубопроводу 7 горячего кальцинированного продукта - окиси алюминия.

Частично разложенный гидрохлорид алюминия из реактора 2 по трубопроводу 8 и через отделители 9 и 10 по трубопроводу 11 пневмотранспортом поступает на вторую стадию термообработки: в реактор 12 разложения с вихревым псевдоожижвннь (кипящим) слоем, затем в реактор 13 слабого кипения (выдержки) по трубопроводу 14. Контролируемый возврат в реактор 13 вихревого слоя производят по циркуляционному трубопроводу 15. Отбор готовой продукционной окиси алюминия осуществляют из реактора 13 по трубопроводу 16 в холодильник t7 с псевдоожиженным слоем. Охлажденную окись алюминия отводят из холодильника 17 по трубопроводу 18.

Из реактора 12 горячую прокаленную окись алюминия частично направляют на первую стадию термообработки в реактор 2 по трубопроводу 7.

Газы, отходящие со второй стадии разложения из реактора 13, направляют по трубопроводу 19 через отде- i литель 10 и электрофильтр 20 потребителю. Твердую фазу, отделенную в электрофильтре 20, возвращают в pfeaK- тор 13 по трубопроводу 21.

Пример. Через участок 1 подачи в реактор 2 подают каядый час

54 т AfCfj-eHjO с поверхностной влажностью около 15% и средним диаметром зерна около 150 р м.

В реактор 2 подводят 300Q нм /ч пара с температурой 180°С по паропроводу 22. Обогрев реактора 2 с кипящим слоем осуществляют за счет подачи 180 т/ч кальцината с температурой 950°С по трубопроводу 7.

В реакторе 2 устанавливают температуру 400 С. Скорость газового потока, поддерживающего кипящий слой, составляет 4,6 м/с. Из-за высокой скорости газового потока в верхнюю часть реактора 2 совместно с газом

выносится значительное количество твердого вещества. После отделения в отделителе 3 твердое вещество возвращают снова в реактор 2. В реакторе устанавливается средняя плотность суспензии около 100 кг/м и перепад давления 1800 мм вод.ст. Среднее время пребывания около 0,5 ч. На основании приведенных условий степень разложения хлорида алюминия около 98%.

Отходящий газ в количестве 38400 нм /ч направляют в электрофильтр 5 дпя обеспыливания. При этом концентрация отводимого хлористого

водорода составляет 37%, а температура газа 250 С.

Из реактора 2 отбирают 194 т/ч твердого вещества и транспортируют с применением пневмотранспорта через отделители 9 и 10 на вторую стадию термообработки (в реактор 12 вихревого кипящего слоя).

В реакторе 12 вихревого кипящего слоя и в реакторе 13 слабого кипения (вьщержки) происходит окончательное разложение хлорида алюминия до окиси алюминия.

Дпя поддерживания кипящего слоя в реакторе 12 служит воздух, подводи- 55 мый в количестве 5000 нм /ч по трубопроводу 23 через газораспределительное устройство. Подводимый воздух подогревают до 550 с за счет косн

31

венного теплообмена в холодильнике 17 с кипящим слоем. В реактор 12 подводят по трубопроводу 24 на высоте 4,0 м над газораспределительным устройством вторичный воздух в количестве 36230 .. Из этого количества воздуха 9700 с температурой поступает по трубопроводу 25 от отделителя 9 воздуха, 5600 нм /ч при 600 С - из холодильника 17 по трубопроводу 26 и 20930 при - по трубопроводу 27 из теплообменника 28. При эТом соотношение между газом для поддержания кипящего слоя-и вторичным газом составляет 1:7,2. В пространство между газораспределительным устройством и трубопроводом 24 для подачи вторичного воздуха впрыскивают 3570 кг тяжелого топливного мазута (низшая теплота сгорания равна 39800 кДж (кг) по трубе 29.

Твердое вещество, выносимое из реактора 12 вихревого кипящего слоя, освобождается от газа в верхней части реактора 13, остается в нижней части реактора и образует там плотный кипящий слой.

В реакторе 13 состояние кипящего слоя обеспечивается путем подачи 1100 нм /ч воздуха, предварительно нагретого до АОО С в холодильнике 17 с кипящим слоем.

За счет циркуляции твердого вещества в реакторе 12 вихревого кипящего слоя, а также за счет возврата твердого вещества из реактора 13 по трубопроводу 15 в общей системе циркуляции устанавливается одинаковая температура .

Распределение общего времени пребывания окиси алюминия, составляюРедактор М. Петрова

Составитель Т. Соколова

Техред В.Кадар Корректор С. Черни

Заказ 2665/60 Тираж 450 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

to

fS

20

321434

щего около 2,26 ч для реактора 12 вихревого кипящего слоя и реактора 13, определяется примерным соотношением 1:3,8 (38 мин в реакторе 12 5 и 1,8 ч в реакторе 13). Потеря давления в реакторе 12 устанавливается примерно на уровне 660 нм вод.ст. Средняя плотность суспензии в зоне между газораспределителем и трубопроводом 24 вторичного воздуха (газа) находится на уровне 150 кг/м, а средняя плотность суспензии в зоне, находящейся выше трубопровода 24 вторичного воздуха (газа), составляет 5 кг/м . В участке реактора 13 с повышенным содержанием твердого вещества преобладает суспензия с плотностью около 550 кг/м .

Окись алюминия, производство ко- торой находится на уровне 10 т/ч, перемещают из реактора 13 по трубопроводу 16 в холодильник 17 с кипящим слоем. В зтом холодильнике состояние кипящего слоя поддерживается путем подачи 5600 воздуха, причем 5000 или 1100 нм /ч направляют в охладительные камеры, кроме того, используют дополнительное водяное охлаждение. В итоге при прохождении через холодильник 17 окись алюминия охлаждается до температуры .

Отходящий газ из реакторов 12 и 13 в количестве 45000 ч имеет температуру 950 С. Охлажденный за счет контакта с твердой фазой в отделителе 10 до газ направляют в теплообменник 28 и далее в электрофильтр 20.

Отходящий газ на ВЫХОДЕ из электрофильтра 20 в количестве 4500 имеет температуру 350°С и содержа- }ше хло{)истого водорода 0,5 об.Х.

25

30

5

0