» » Печь кальцинации с циркулирующим кипящим слоем (КС)
03.12.2015

При продувке слоя дисперсных материалов восходящим потоком газов, когда статическое давление слоя уравновешивается гидродинамическим давлением газового потока, наступает явление псевдосжижения слоя. Скорость газов, при которой происходит нарушение стабильности слоя, называется критической.
При скоростях газового потока, превышающих критическую, материал в слое начинает интенсивно перемешиваться, делая его похожим на кипящую жидкость, и образуется кипящий слой (КС).
Дальнейшее увеличение скорости потока приводит к выбросам частиц материала из кипящего слоя в виде фонтанов, высота которых определяется скоростью газов в надслоевом пространстве, размером частиц и их плотностью. Когда скорость достигает определенного значения, кипение слоя нарушается и материал начинает уноситься из него газовым потоком.
Аппараты с кипящим слоем имеют следующие преимущества: 1) интенсивное перемешивание материала приводит к практически полному выравниванию температуры во всем объеме слоя; 2) высокие значения коэффициента теплоотдачи от газа к слою (и наоборот) позволяют осуществлять процессы с большой тепловой нагрузкой; 3) подвижность слоя, позволяющая осуществить непрерывный процесс при переработке твердой фазы; 4) сравнительно простое устройство.
Наряду с преимуществами процесс псевдосжижения имеет и недостатки: невозможность организации противотока фаз в пределах одного слоя вследствие интенсивного его перемешивания, неравномерность времени пребывания в аппарате твердых частиц и газовой фазы, необходимость устройства системы пылеулавливания, ограничение скоростей газа интервалом допустимых скоростей псевдосжижения.
На значительной части глиноземных заводов в мире, в том числе и на Николаевском глиноземном заводе, получают глинозем на установках фирмы «Лурги» с циркулирующим кипящим слоем (рис. 10.4). Такие установки обеспечивают снижение расхода тепла на 30—40 % в сравнении с барабанными печами при уменьшении капитальных затрат на 20—25 % и эксплуатационных расходов на 50—70 %.
Печь кальцинации с циркулирующим кипящим слоем (КС)

В двух ступенях предварительного нагрева исходный влажный гидроксид алюминия частично дегидратируется теплыми печными газами. Загружаемый затем в реактор материал при точно устанавливаемых температуре и продолжительности кальцинации превращается в глинозем с заданными свойствами. Глинозем циркулирует через шахты и погружной затвор КС при 1100—1200 °С со средним пребыванием материала в цикле 30—60 мин. Благодаря большой внутренней циркуляции твердых частиц циркулирующий псевдосжиженный слой характеризуется тем же постоянством температуры, что и классический КС, но допускает значительно более высокие скорости газа.