» » Аппаратурное оформление передела кальцинации (во взвешенном слое)
03.12.2015

Аппаратурно-технологическая схема кальцинации изображена на рис. 10.5.
Отмытый гидроксид алюминия из бункера 16 шнековым питателем 15 загружается в трубу-сушилку 1, где обрабатывается смесью дымовых газов и подогретого воздуха, в сушилке сжигается, кроме того, 5—10 % топлива (от общего расхода). Высушенный материал выносится в циклоны-разделители — 2а, 2в, где большая часть гидроксида отделяется и подается в циклон-подогреватель 3. Дымовые газы из циклона 2в направляются дымососом в электрофильтр 10 для окончательной очистки.
В циклоне 3 гидроксид алюминия нагревается дымовыми газами из циклона кальцинатора 5, что обеспечивает частичную дегидратацию материала с переходом части гиббсита в бемит.
Аппаратурное оформление передела кальцинации (во взвешенном слое)

Полученная смесь (гиббсит+бемит) загружается в кальцинатор 4, где сжигается большая часть топлива (90—95 %). При температуре, близкой к 1000 °С, происходит окончательная дегидратация с превращением гиббсита и бемита в γ-Аl2О3, часть γ-Аl2О3 → α-Аl2О3. Аэросмесь из кальцинатора, попадая в циклон 5, разделяется: запыленные дымовые газы выводятся в циклон-подогреватель 3 и далее в сушилку 1; горячий глинозем подвергается охлаждению.
Охлаждение проводят в четырехступенчатом циклонном теплообменнике, который работает по принципу противотока. Глинозем последовательно проходит циклоны-охладители 6, 7, 8, 9; воздух с помощью воздуходувки подается ему навстречу. Горячий воздух из циклона 6 поступает на сжигание топлива в кальцинатор 4, а из циклона 8 — в сушилку 1.
Охлажденный глинозем из циклона 9 разгружается в бункер 11 и далее передается потребителям. Таким образом, процесс кальцинации удалось разделить на стадии, предусмотрев для проведения каждой стадии специальную аппаратуру, что повысило эффективность процесса:
- в трубе-сушилке удаляется практически вся внешняя (гигроскопическая) влага с получением сухого гиббсита;
- в подогревателе 3 происходит первая стадия дегидратации Аl(ОН)3 → АlOOН (бемит), которая обеспечивает удаление части химически связанной воды;
- в кальцинаторе 4 и его циклоне 5 заканчивается процесс дегидратации: Аl(ОН)3 → АlООН → γ-Аl2О3, конечный продукт γ-Аl2О3 частично (~5 %) превращается в α-Аl2О3;
- в циклонном холодильнике (6, 7, 8, 9) температура глинозема снижается до установленной нормы, а воздух, используемый при горении топлива, нагревается до высокой температуры.
Технологический режим: отмытый гидроксид имеет влажность 8—10 %, t = 60 °С; Nа2Oотм= 0,04 %; температура глинозема после четвертого циклона-охладителя 80-120 °С; температура в кальцинаторе 900—1000 °С; топливо сжигается с коэффициентом избытка воздуха 1,3—1,4 с таким расчетом, чтобы содержание O2 в дымовых газах было 7—8 %, СО — не допускается, СO2 — 11,5 %; производительность до 23 т/ч; расход тепла 3000 кДж/кг.
В табл. 10.5 представлены сравнительные характеристики печей кальцинации.
Аппаратурное оформление передела кальцинации (во взвешенном слое)

Из приведенных данных очевидно, что циклонная печь кальцинации является лучшей альтернативой трубчатым вращающимся печам.