CA1053443A - Procede pour la decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydrate - Google Patents
Procede pour la decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydrateInfo
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Abstract
Procédé pour la décomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydraté en Al2O3 anhydre, comportant un préséchage, puis une décomposition dans un réacteur à fluidisation, ladite fluidisation étant assurée par de l'HCl gazeux recyclé, enfin un chauffage à la température nécessaire pour obtenir l'état de cristallisation recherché de Al2O3 anhydre, le préSéchage étant assuré par les gaz provenant de ce dernier chauffage. Le procédé décrit, qui est caractérisé par le fait que les matières solides séparées du gaz sont transportées dans un réacteur de séjour à faible vitesse de gaz, en ce qu'un courant partiel de matière solide est renvoyé, en quantité contrôlée, dans le four turbulent pour le réglage d'une densité déterminée de la suspension dans ce four, et en ce que le produit résultant de la réaction est extrait à travers un échangeur après un temps de séjour suffisamment long dans les réacteurs permet d'obtenir une alumine de grande pureté en augmentant sans dépense d'énergie supplémentaire le temps de séjour moyen de l'oxyde d'aluminium dans le système réactionnel.
Description
lOS;~.3 L'invention concerne un procédé pour la décomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydraté sous un état de fluidisation fortement expansé avec une diminution de la con-centration en matière solide du bas en haut d'un réacteur tur-bulent et une sortie de la matière solide avec les ga~ à la partie supérieure de ce réacteur, après quoi la matière solide est séparée des gaz et au moins en partie réintroduite dans le réacteur turbulent ; la matière à soumettre au procédé est pré-dés~ydratée et partiellement décomposée dans au moins un échan-~eur de préséchage chauffé par les gaz sortant du réacteur tur-bulent et réintroduite dans ce dernier ; le produit résultant de la réaction est amené à un échangeur fluidisé qui utilise un gaz contenant de l'oxygène comme gaz de fluidisation ; au moins une partie du gaz réchauffé sortant de cet échangeur est intro-duite dans le réacteur turbulent comme gaz secondaire au-dessus du répartiteur de gaz et la chaleur nécessaire pour la poursuite de la réaction provient de l'introduction d'un combustible dans la zone entre le répartiteur de gaz et la tubulure d'introduction de gaz secondaire.
Pour la décomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydraté, on connait un proc~dé dit "à lit fluidisé" classique ;
dans un tel procéd~, il existe une phase dense souvent appelée "lit fluidisé" et au-dessus, une phase de densité beaucoup plus faible constituée de gaz et de poussière en suspension diluée dans ce gaz ; la densité varie brusquement à la limite de ces deux phases (demandes de brevets allemands publiées nos 1.667.195 et 2.261.083). On connait aussi un procédé dans lequel existe un état fluidisé fortement expansé (demande de brevet allemand publiée no. 1.767.628) ; dans ce procédé un état de fluidisation sans couche ~ limite sup~rieure définie est maintenu en employant une vitesse de gaz nettement plus élevée que pour maintenir un lit fluidisé classique ; le produit solide serait rapidement 1053~4;~
entra~né par le gaz, hors du réacteur, si on n'alimentait pas constamment.
La concentration en produit solide est plus faible que dans un lit, mais nettement plus élevée que dans l'espace qui surmonte ce l~t. Il n'existe pas de saut brusque entre la den-sit~ d'une phase dense et celle d'une phase plus légère au-dessus de cette phase den~e, mais à l'intérieur du réacteur, la con-centration en matière solide diminue progressivement du bas vers le haut.
Avec le procédé de la demande de brevet allemand publiée nov 1.767.628, on parvient, en particulier, à une récupération très poussée de la chaleur contenue dans les gaz qui s'échappent et dans la matière solide extraite ; il est donc possible d'ob-tenir une utilisation maximale du combustible, c'est-~-dire un rendement calorifique optimum. ~a combustion en deux étapes~
à savoir d'abord inoomplète avec uniquement le gaz de fluidisation dans la région des densités élevées, ensuite en présence de gaz secondaire en quantité égale ou légarement supérieurs à la quan- -tité correspondante à une combustion complète, exclut des sur-chauffes locales de la masse Muidisée. On peut obtenir une tem-pérature très constante et la régler avec précision.
Malgré ses grands avantages, ce procédé connu présente un inconvénient lors de son emploi pour la décomposition du chlo-rure d'aluminium hexahydraté. Pour des raisons techniques liées à la réaction, par exemple à cause des changements de phase ou lorsque l'on recherche une grande pureté de l'alumine produite, il est nécessaire que le temps de séjour minimum de l'oxyde d'a- - -luminium dans le système réactionnel soit elevé. Certes, dans ce procédé connu, on peut obtenir ce résultat en augmentant la hauteur du four de traitement, mais on augmente aussi la perte de charge à travers le milieu fluidisé et, du m~me fait, la con-sommation d'énergie J
'~
lOS;~
Pour obtenir une élévation du temps moyen de séjour, on ne dispose que de deux moyens : soit, à densité constante de la suspension dans le r~acteur fluidisé, diminuer la pro-duction (avec la même perte de charge), soit, à production constante, augmenter la densité de la suspension, ce qui eGt lié à une forte augmentation de la perte de charge et de la recirculation de matière solide largement supérieures aux quan-tit~s techniquement nécessaires.
~ e but de la présente invention est, en conservant les avantages du procédé qui vient d~être décrit, dléliminer les inconvénients signalés ci-dessus, c~est-à-dire d~obtenir un temps de séjour moyen ~levé sans 8tre obligé d~accepter en même temps une dépense supplémentaire dlénergie.
Ce but est atteint, suivant la présente invention, en mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus de façon telle que la matiare solide séparée du gaz est introduite dans un réacteur de sé~our fluidi~é avec une faible vitesse de gaz, un courant partiel de matière solide est recyclé en continu ~-en quantité contrôlée dans le réacteur fluidisé ci-apr~s d~
signé par réacteur turbulent pour y établir une densité de -suqpension déterminée et le reste de la matière solide est ame-née ~ un refroidisseur fluidisé apras un temps de sé~our suffisamment long dans le systèmeO
Selon l~invention, la partie centrale d~un appareil-lage de mise en oeuvre du procédé consiste essentiellement en un réacteur turbulent,et un réacteur de sé~our. Ies phases individuelles de la réaction totale sont distribuées entre les deux réacteurs conformément aux nécessités techniques de la ' réaction. La partie principale des besoins calorifiques né-3~ cessaires pour la décomposition est fournie dans le réacteur turbulent. Llobtention de la qualité finale du produit qui exige un temps relativement plus long par exemple à cause lOS;~3 des changements de phase ou des processus de diffusion et n~a beqoin que d~un ~aible apport de chaleur, se produit ensuite grâce à un séjour prolongé dans le réacteur de séjour.
Des particules de 20 à 300 ~ par exemple, correspon-dant à une grosseur moyenne de particules de 50~u sont très rapidement rechauff~es et, ~ cause de leur grande surface spé-cifique, réagissent tr~s rapidement de sorte que dans la plu-part des ca~ 90 ~ de la réaction totale se sont déj~ produits au cours du premier passage à travers le r~acteur turbulent.
La réaction s~achève ensuite efficacement dans le réacteur de séjour en ménageant aussi bien le produit que ltappareillage.
Le procédé selon l~invention réunit la possibilité
d~un développement intensif de chaleur dans le réacteur tur-bulent et les avantages d~une combustion souple, à une valeur très proche de la stoechiométrie parce qu~à deu~ ~tages. Les inconvénients résultant des exigences de temps de séjour rap-pelées ci-de~sus sont évités par l~introduction de~ matières so-lides séparées des gaz dans le réacteur de séjour, dlou on recycle autant de matiare solide qu~il est nécessaire pour régler la densité de la suspension dans le réacteur turbulent et, é- ~ --galement, pour éviter des différences de température dans l~ensem-ble du système r~acteur turbulent-réacteur de séjour.
De préférence, on choisit les conditions de ~onction-nement dans le réacteur turbulent e~ l~extraction de matière so-lide hors du réacteur de séjour en tenant compte de la quantit~ -de chlorure nouvellement introduite, de telle sorte que la den-sité moyenne de la suspension ait, dans la zone située entre le répartiteur de gaz et llintroduction de gaz secondaire, une valeur comprise entre 20 et 300 k~ m3 et dans la zone au-dessus de la tubulure d~indroduction de gaz secondaire une valeur com-prise entre 1 et 20 k ~ m3.
Aux conditions indiquées ci-dessus, le réacteur tur-lOS3~3 bulent présente une perte de charge d~environ 250 à 900 mm d~eau, De la définition des conditions de marche pour le réacteur turbulent, il résulte, pour les nombres caractéristiques de Froude et d~Archim~de, les limites su~vantes :
0,1 ~ 3/4~r2 . _ g ~ 10 ~k ~g et/ou 0~1 c Ar ~ 100 où d 3 g (~k - ~g~
~g ~ 2 dont les symboles représentent : -~r, nombre de ~roude Ar, nombre dlArchimède Pg, densité des gaz en k~m3 ;
g, constante de la gravitation en m/~ec2 ~ -Pk, densité de la particule solide en kg/m3 dk, diamètre de la particule sphérique en m , vi~co~it~ cin~matique en m2 /sec ~a den~it~ de suspension dans le réacteur de sé~our est, par contre, nettement plus élevée, et ce, en raison de la faible ~ -vitesse du gaz de fluidisation, qui doit ~eulement pour l~essentiel, ;:
assurer une agitation (homogénéisation) de la matiere solide. -Pour utiliser à plein le réacteur de séjour, la densité de sus- :
pension devrait être supérieure à 600 k ~ m3. :-En ce qui concerne les nombres de Froude et dlarchimède, -il s~ensuit que ~
- le domaine du nombre d~A-rchimède est le même que pour le réac-teur turbulent, - et le nombre de Froude satisfait à : -3/4 O ~r2 . ~ ~ 5 ~o~3 /~ k - P g ~es dimen~ions relatives du réacteur turbulent et du réacteur de séjour sont déterminées pour ltessentiel par le temps , .. . . , ~ ', ' . , . .'.
l~S;~3 moyen de séJour nécessaire à l~obtention d~un produit de qualité
d~terminée. En général, il est avantageux de prendre comme règle un temps moyen de séjour des matières solides dans le réacteur turbulent compris entre 10 et 30 minutes et de prendre un temps de 2 à 10 fois plus grand dans le réacteur de ~éjour.
Dans la définition du temps moyen de séjour dans le réacteur turbulent, on tient compte aussi du débit de matière soli-de recyclé à partir du réacteur de séjour et on peut le calculer ~ partir de la somme des densités moyennes de suspension dans les deux réacteurs rapportée au débit de produit horaire.
~ e choix des débits de gaz de fluidisation et de gaz secondaire, mais surtout la répartition des deux courants gazeux et le niveau de l~introduction du ga~ secondaire, donnent des possibilité~ supplémentaires de réglage.
Dans une autre variante de l~invention, le gaz secon-daire est introduit à un niveau qui se situe entre le 1/10 et le 1/3 de la hauteur totale du réacteur turbulent. ~e rapport de la quantité de gaz secondaire introduit dans le réacteur tur-bulent à celle du ga~ de fluidisation est judicieusement com-pris entre 10 et 1.
Si, pour le réglage de la densité de suspension n~e~saire dans le réacteur turbulent, il apparait nécessaire de limiter à une faible ~aleur le recyclage du produit à partir du réacteur de ~éjour tout en souhaitant cependant conserver un temps total de séjour relati~ement long, il est ju~icieux de réchauffer le produit dans le réacteur de séjour par injec-tion directe de combustible. ~e recyclage ne sert pas à com-penser les pertes thermiques du réacteur de séjour, par exemple par rayonnement, mais seulement à permettre un réglage plu8 précis.
Dans le cas d~un produit de départ particulièrement humide, on peut avoir avantage pour régler la température des ~os~
gaz sortants à ~ntroduire la matière dans le réacteur turbulent en partie directement, en partie indirectement apras réchauffage par le courant du gaz sortant. Par une répartition appropriée, on peut, par exemple, r~gler une température avantageuse danQ
les dispositifs dlépuration du gaz sortant et éviter de des-cendre en-dessous du point de rosée.
Pour obtenir un rendement thermique poussé, selon - une autre variante avantageuse de l~invention, on refroidit le courant des particules solides sortantes dans un échangeur flui-disé qui comporte plusieurs chambre~ parcourues en série. Cet échangeur peut, de plus, être équip~ dléléments plongeant dans les chambres, dans lesquelles peut circuler du ga~ de fluidi- ~ ~
sation qui est ainsi réchauf~é avant d~être introduit dans le ~ -réacteur turbulent et/ou le réacteur de sé~our.
~es quantités de gaz envoyées dans les réacteurs sont choisies judicieusement de telle sorte qu~il existe dans le réacteur turbulent une vitesse de gaz comprise entre 3 et 15 m~sec, de préférence entre 4 et 10 ~ sec, et dans le réac-teur de séjour des vitesses comprises entre 0,1 et 0,3 ~ sec, ces vitesses étant rapportées chaque fois au réacteur vide, ~ -dans les conditions normales de température et de pression. -Les températures de travail peuvent être choisies dans un intervalle très large, et on tient compte principale-ment de la qualité du produit ~ obtenir~ Elles peuvent varier en~re 650 et 1050 C, environ.
Comme gaz d,e fluidisation et gaz secondaire, conte-nant dans chaque cas de l~oxygène, on peut employer de l'air.
Pour obtenir dans les gaz sortants une forte concentration en acide chlorhydrique, il est avantageux d~employer comme gaz ~~ de fluidisation et gaz secondaire des gaz riches en oxygène, de préférence avec des teneurs d~oxygane jusqu~à 70 % en volume.
~es gaz qui quittent l1échangeur de préséchage sont, _' . ' ' ' ' ' ~ '. .
lOS~4;~
avant l~absorption de llHCl qu~ils contiennent, soigneusement débarrassés des matiares solides entrainées, par exemple au moy-en d~un électrofiltre ou d~un laveur-venturi. Mais le produit solide séparé ou ce qui e~t séparé dans le laveur peut être réintroduit dans le réaoteur turbulent.
~ invention est ci-après commentée avec plus de détails, à l'aide des figures et de l~exemple.
La figure 1 est une représentation schématique de la partie constituant le coeur du procédé et comportant un réac-teur turbulent et un réacteur de séjour~
~ a figure 2 est un ~chéma d~une mise en oeuvre recom-mandée du procédé.
Selon la figure 1, on introduit dans le réacteur tur-bulent 1 le gaz de fluidisation par 2 et la mati~re préchauffée par 3. ~introduction du gaz secondaire se fait par 4, celle du combustible par 5. ~a matière solide et les gaz chauds qui sortent du réacteur sont séparés dans la partie supérieure du réacteur de sé~our 6; la matiare solide descend vers la partie inférieure de ce réacteur, faiblement fluidisée par du gaz a-20 mené par 7. ~e retour contrôlé de matière solide dans le ré- -acteur 1 se fait par la conduite 8; le produit fini sort par le dispositif d~extraction 9. Une conduite 10 permet d'introduire du combustible en vue d~un éventuel chauffage supplémentaire du -réacteur de sé~our 6.
Dans le schéma figure 2, le chlorure d~aluminium hy-draté humide, contenu dan~ une trémie d~alimentation 11 est re- ~ -pris par une bande doseuse 12, passe par une goulotte de dis-tribution 13 puis par le dispositif d~entr~e 14, enfin est in-troduit dans un échangeur de préséchage 15, par exemple un sé-choir-venturi où il est entra~né et chauffé par les gaz sortant du réacteur turbulent 1.
Par suite de la chaleur amenée par les gaz sortants, ;... . .
lOS;~ <3 la liqueur chlorhydrique d'imprégnation s'évapore et le chlo-rure se décompose en partie.
Le chlorure préséché et en partie décomposé est entra~né par les gaz sortant de lléchangc~r de préséchage 15 et est séparé dans au moins un cyclone de dépoussi~rage 19. ~e dépoussiérage des gaz e~t achevé dans un appareil approprié
20 par exemple un éleotrofiltre. ~e gaz dépoussiéré quitte llinstallation à la sortie de ce dernier ; il est dirigé vers un dispositif d'absorption non représenté.
Pour éviter, en cas de panne, des surchauffes du système d'évacuation des gaz, de l'eau ou une solution d'acide chlorhydrique peuvent être injectées automatiquement par 21 et 22 dans le présécheur 15.
~ a matière solide séparée dans le cyclone de dépous-si~rage 19 est ramenée par la conduite 23 dans le réacteur turbulent 1. ~a matière solide récup~rée dans l'électrofiltre 20 est ra~semblée et égaleme~t ramenée par la conduite de retour 23.
~ e produit préséché et déjà en partie décomposé est introauit dans le réacteur turbulent 1. ~a quantit~ de chaleur nécessaire pour l'achèvement de la décomposition du chlorure et de la calcination de l'alumine formée est fournie par 5 au moyen d'injecteurs non réprésentés introduisant directement le combustible dans le milieu fluidisé. Com~ combustible, on peut utiliser un combustible liquide tel que du fuel ou un gaz combustible~
~es gaz de combustion et de fluidisation nécessaires pour le fonctionnement du réacteur turbulent sont amenés en partie ~ titre de gaz de fluidisation par 2 au-dessous du ré- -partiteur de gaz 33 et en partie comme gaz secondaire par 4 au-dessus de ce m~me répartiteur de gaz.
~a matière entraInée par le courant chaud des gaz ~ --_g_ ~. ., , ~. -. ~. ., / -lOS.;~4;~
résultant de la combustion est séparée de ces gaz dans la par-tie supérieure du réacteur de s~our 6 et parvient ensuite dans la zone inférieure de ce dernier. Pour la fluidisation danR
cette zone, on utilise une quantité au~si faible que possible de gaz de fluidisation introduite par 7. Si c~est néce~saire, on peut a~outer en supplément une faible quantité de combustible par 10 au-dessus du répartiteur de gaz 34. Du fait du long temps de séjour à haute température et de la tras faible flui-disation dans le réacteur de séjour 6, on obtient que :
- par un long temps de séjour total~ on produit de -l~oxyde d~aluminium à tras faible teneur résiduelle en chlore et~
- seule la quantité de matière solide nécessaire pour le maintien de llétat de fluidisation désirée dans la partie inférieure du réacteur 1 est recyclée.
~es gaz chauds venant du réacteur turbulent 1 par llin-termédiaire du réacteur de séjour 6 sont dirigés vers l~échan-geur de pr~séchage 15 où ils remplissent la fonction décrite précédemment.
Pour éviter une c~rrosion par l~acide chlorhydrique 20 condensé, on veille, par un choix approprié du rev8tement de l~installation ainsi que de la température dans le présécheur 15 et dans l~ensemble du système dlévacuation des gaz, à ce r que les températureR des parois des appareils se trouvent au-dessus de 200 C.
Du réacteur 6 par la conduite 8, une partie de la matiare solide est ra~en~e dans le réacteur 1 et une partie est extraite par le dispositif doseur 9. ~a partie extraite est dirigée vers un échangeur 30 qui est fluidisé avec du gaz con-tenant de l~oxygène amené par la conduite 32. Dans le cas où
30 une partie des produits est entra~née par les gaz r~chauffés, ceux-ci sont séparés dans le cyclone 31 et réintro~uits dans lléchangeur par la tuyauterie 35. ~e gaz réchauffé est amené
- ~OS;~4;:~
par la conduite 4 comme gaz secondaire dans le réacteur tur-bulent 1.
Si l~on recherche une température de sortie plus basse pour le solide, celui-ci peut passer dans un second échan-geur 24.
Pour régler la température dan~ le réacteur turbulent 1, on peut y introduire une portion très variable du chlorure par un réglage approprié du répartiteur ~3 permettant d~in-troduire une partie du produit de départ dans le réacteur 1 par le di~positif d~alimentation directe 16.
Par suite du bon mélange et de lléchange intensif - de chaleur entre matière ~olide et gaz de combustion, il s'é-tablit dans l'ensemble du système formé par le réacteur 1 et le réacteur 6 une température de calcination homogène. Par suite de la répartition du débit des gaz, il slétablit dans la zone entre le répartiteur de gaz et l~entrée de gaz secondaire dans le réacteur 1 une zone turbulente ~ forte concentration de ma-tière solide. Dans la partie haute du réacteur, la concentra-tion de matière solide diminue, de telle sorte que la suspension entrant dans le réacteur de séjour 6 possède une denqité rela-tivement faible.
Exemple :
On disposait d~une installation comportant :
- un réacteur 1 qui avait un diamatre intérieur de 1,3 m et une hauteur intérieure de 10 m.
- un réacteu,r de séjour 6 dont la zone inférieure jusqu~à la conduite de retour 8 avait un diam~tre intérieur de 0,8 m et une hauteur intérieure de 2 m.
un refroidisseur de produit fini constitué par deux chambres ~30 et 24 en série.
~a conduite 4 pour llintroduction du gaz secondaire dans le réacteur 1 se trouvait ~ une hauteur de 2 m ; la con-- - : . ......................... .
-. . .
~ 0 S ~ ~4;~
duite 5 pour l'introduction du combustible se trouvait à une hauteur de 0,30 m au-dessus du répartiteur de gaz 33.
La trémie d'alimentation 11 délivrait par heure 4,7 t de chlorure hexahydraté humide sur la bande peseuse 12 par la goulotte de répartition 13. ~es particules de ce chlorure avaient un diamètre moyen de 150,u, 50 % d'entre elles ayant un diam~tre supérieur et 50 ~ un diamètre inférieur. ~e pro-duit était distribué de telle sorte qu'environ~70 % parvenaient par le dispositif d'alimentation 14 dans lléchangeur 15 et qu'en-viron 30 % parvenaient directement au réacteur 1.
Dans le séchoir-venturi t5, par mélange avec le cou-rant de gaz chaud3 à 850 C ~ortant de la partie supérieure du réaoteur 6, la température était d'environ 250 C. A la ~ortie de ce présécheur, toute l'humidité s'était évapor~e et le chlo-rure avait été en partie décomposé. Pratiquement la totalité
de la matière solide entra~née par le gaz était séparée dans le -cyclone ~9 ; elle parvenait par la conduite de retour 23 dans le réacteur 1. ~a purification finale des gaz sortants se faisait en 20. La pous~ière séparée était également ramenée à la con-duite de retour 23. ~a température des ga~ sortants, contenant de llHCl, se trouvait au-dessus du point de rosée de l'HCl.
Au-dessous du répartiteur de gaz 33 du réacteur 1, on introduisait par heure 756 Nm3 d'air froid par 2 pour la fluidisation. Par la conduite 4 3025 Em3 /h d'air pr~chauffés 250 C dans l'~changeur thermique 30 étaient introduits comme air secondaire dans le, réacteur 1 par la conduite 4. Le rap-port de la quantité de l'air secondaire à celle de l'air de fluidisation du réacteur i était de 4.
Pour couvrir les besoins en calories, on introduisait 3~ 305 kg/h de fuel lourd dans l'espace entre le répartiteur de gaz 33 et la conduite de gaz secondaire 4. Dans cette zone, la combustion de fuel était incomplète. Au dessus de la con-lVS~3 duite d~ gaz secondaire 4~ il y avait combustion complète. Par la circulation de la matiare ~olide dans le réacteur 1 lui-même et par recyclage de la matière solide venant du réacteur 6 s'établissait une température homogène de 850 C.
Dans la partie supérieure du réacteur 6, les matières solides sortant du réacteur 1 étaient séparées du courant de gaz, ~ -- descendaient dans la partie inférieure et formaient un lit fluidisé. Au-dessous du répartiteur de gaz du réacteur 6, on envoyait 80 Nm3 /h d'air, pour maintenir la matière à l'état de couche lluidisée dense.
Pour un temps de séjour moyen de la matière solide dans le sy~tème total d'environ 2,2 h, il s'établissait une ré-partition dans le rapport de 0,5 entre les quantitéq de matières présentes dans le réacteur turbulent 1 et le réacteur de sé~our 6. ~a perte de charge dans le réacteur 1 était réglée à en-viron 400 mm d'eau. Les densités de suspension ~taient dan~ -la zone entre le répartiteur de gaz et la conduite de gaz se-condaire 4 environ 200 k ~m3, dans la zone au-dessus de la conduite de gaz secondaire 4 : 10 kg/m3, et dans la partie in-f~rieure du réacteur de séjour environ 650 k~ m3. -~
La production, à raison de 900 k ~ h d~Al203 était extraite du réacteur 6, à l'aide du dispositif d'extraction 9 et introduite dans l'échangeur thermique 30.
Dans ledit échangeur 30 par fluidisation avec 3025 Nm3/h d'air froid, on produisait une couche fluidisée non ex-pansée. L'air s'y réchauffa~t ~ 250 C et était ensuite dirigé
comme air secondaire par la conduite 4 vers le réacteur ~. -Dans l'échangeur 24, l'oxyde était refroidi ~ environ 80 C
par le réfrigérant 36 qui était parcouru par de l'eau de re-froidissement.
-.~ - . , ~ ; .
Pour la décomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydraté, on connait un proc~dé dit "à lit fluidisé" classique ;
dans un tel procéd~, il existe une phase dense souvent appelée "lit fluidisé" et au-dessus, une phase de densité beaucoup plus faible constituée de gaz et de poussière en suspension diluée dans ce gaz ; la densité varie brusquement à la limite de ces deux phases (demandes de brevets allemands publiées nos 1.667.195 et 2.261.083). On connait aussi un procédé dans lequel existe un état fluidisé fortement expansé (demande de brevet allemand publiée no. 1.767.628) ; dans ce procédé un état de fluidisation sans couche ~ limite sup~rieure définie est maintenu en employant une vitesse de gaz nettement plus élevée que pour maintenir un lit fluidisé classique ; le produit solide serait rapidement 1053~4;~
entra~né par le gaz, hors du réacteur, si on n'alimentait pas constamment.
La concentration en produit solide est plus faible que dans un lit, mais nettement plus élevée que dans l'espace qui surmonte ce l~t. Il n'existe pas de saut brusque entre la den-sit~ d'une phase dense et celle d'une phase plus légère au-dessus de cette phase den~e, mais à l'intérieur du réacteur, la con-centration en matière solide diminue progressivement du bas vers le haut.
Avec le procédé de la demande de brevet allemand publiée nov 1.767.628, on parvient, en particulier, à une récupération très poussée de la chaleur contenue dans les gaz qui s'échappent et dans la matière solide extraite ; il est donc possible d'ob-tenir une utilisation maximale du combustible, c'est-~-dire un rendement calorifique optimum. ~a combustion en deux étapes~
à savoir d'abord inoomplète avec uniquement le gaz de fluidisation dans la région des densités élevées, ensuite en présence de gaz secondaire en quantité égale ou légarement supérieurs à la quan- -tité correspondante à une combustion complète, exclut des sur-chauffes locales de la masse Muidisée. On peut obtenir une tem-pérature très constante et la régler avec précision.
Malgré ses grands avantages, ce procédé connu présente un inconvénient lors de son emploi pour la décomposition du chlo-rure d'aluminium hexahydraté. Pour des raisons techniques liées à la réaction, par exemple à cause des changements de phase ou lorsque l'on recherche une grande pureté de l'alumine produite, il est nécessaire que le temps de séjour minimum de l'oxyde d'a- - -luminium dans le système réactionnel soit elevé. Certes, dans ce procédé connu, on peut obtenir ce résultat en augmentant la hauteur du four de traitement, mais on augmente aussi la perte de charge à travers le milieu fluidisé et, du m~me fait, la con-sommation d'énergie J
'~
lOS;~
Pour obtenir une élévation du temps moyen de séjour, on ne dispose que de deux moyens : soit, à densité constante de la suspension dans le r~acteur fluidisé, diminuer la pro-duction (avec la même perte de charge), soit, à production constante, augmenter la densité de la suspension, ce qui eGt lié à une forte augmentation de la perte de charge et de la recirculation de matière solide largement supérieures aux quan-tit~s techniquement nécessaires.
~ e but de la présente invention est, en conservant les avantages du procédé qui vient d~être décrit, dléliminer les inconvénients signalés ci-dessus, c~est-à-dire d~obtenir un temps de séjour moyen ~levé sans 8tre obligé d~accepter en même temps une dépense supplémentaire dlénergie.
Ce but est atteint, suivant la présente invention, en mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus de façon telle que la matiare solide séparée du gaz est introduite dans un réacteur de sé~our fluidi~é avec une faible vitesse de gaz, un courant partiel de matière solide est recyclé en continu ~-en quantité contrôlée dans le réacteur fluidisé ci-apr~s d~
signé par réacteur turbulent pour y établir une densité de -suqpension déterminée et le reste de la matière solide est ame-née ~ un refroidisseur fluidisé apras un temps de sé~our suffisamment long dans le systèmeO
Selon l~invention, la partie centrale d~un appareil-lage de mise en oeuvre du procédé consiste essentiellement en un réacteur turbulent,et un réacteur de sé~our. Ies phases individuelles de la réaction totale sont distribuées entre les deux réacteurs conformément aux nécessités techniques de la ' réaction. La partie principale des besoins calorifiques né-3~ cessaires pour la décomposition est fournie dans le réacteur turbulent. Llobtention de la qualité finale du produit qui exige un temps relativement plus long par exemple à cause lOS;~3 des changements de phase ou des processus de diffusion et n~a beqoin que d~un ~aible apport de chaleur, se produit ensuite grâce à un séjour prolongé dans le réacteur de séjour.
Des particules de 20 à 300 ~ par exemple, correspon-dant à une grosseur moyenne de particules de 50~u sont très rapidement rechauff~es et, ~ cause de leur grande surface spé-cifique, réagissent tr~s rapidement de sorte que dans la plu-part des ca~ 90 ~ de la réaction totale se sont déj~ produits au cours du premier passage à travers le r~acteur turbulent.
La réaction s~achève ensuite efficacement dans le réacteur de séjour en ménageant aussi bien le produit que ltappareillage.
Le procédé selon l~invention réunit la possibilité
d~un développement intensif de chaleur dans le réacteur tur-bulent et les avantages d~une combustion souple, à une valeur très proche de la stoechiométrie parce qu~à deu~ ~tages. Les inconvénients résultant des exigences de temps de séjour rap-pelées ci-de~sus sont évités par l~introduction de~ matières so-lides séparées des gaz dans le réacteur de séjour, dlou on recycle autant de matiare solide qu~il est nécessaire pour régler la densité de la suspension dans le réacteur turbulent et, é- ~ --galement, pour éviter des différences de température dans l~ensem-ble du système r~acteur turbulent-réacteur de séjour.
De préférence, on choisit les conditions de ~onction-nement dans le réacteur turbulent e~ l~extraction de matière so-lide hors du réacteur de séjour en tenant compte de la quantit~ -de chlorure nouvellement introduite, de telle sorte que la den-sité moyenne de la suspension ait, dans la zone située entre le répartiteur de gaz et llintroduction de gaz secondaire, une valeur comprise entre 20 et 300 k~ m3 et dans la zone au-dessus de la tubulure d~indroduction de gaz secondaire une valeur com-prise entre 1 et 20 k ~ m3.
Aux conditions indiquées ci-dessus, le réacteur tur-lOS3~3 bulent présente une perte de charge d~environ 250 à 900 mm d~eau, De la définition des conditions de marche pour le réacteur turbulent, il résulte, pour les nombres caractéristiques de Froude et d~Archim~de, les limites su~vantes :
0,1 ~ 3/4~r2 . _ g ~ 10 ~k ~g et/ou 0~1 c Ar ~ 100 où d 3 g (~k - ~g~
~g ~ 2 dont les symboles représentent : -~r, nombre de ~roude Ar, nombre dlArchimède Pg, densité des gaz en k~m3 ;
g, constante de la gravitation en m/~ec2 ~ -Pk, densité de la particule solide en kg/m3 dk, diamètre de la particule sphérique en m , vi~co~it~ cin~matique en m2 /sec ~a den~it~ de suspension dans le réacteur de sé~our est, par contre, nettement plus élevée, et ce, en raison de la faible ~ -vitesse du gaz de fluidisation, qui doit ~eulement pour l~essentiel, ;:
assurer une agitation (homogénéisation) de la matiere solide. -Pour utiliser à plein le réacteur de séjour, la densité de sus- :
pension devrait être supérieure à 600 k ~ m3. :-En ce qui concerne les nombres de Froude et dlarchimède, -il s~ensuit que ~
- le domaine du nombre d~A-rchimède est le même que pour le réac-teur turbulent, - et le nombre de Froude satisfait à : -3/4 O ~r2 . ~ ~ 5 ~o~3 /~ k - P g ~es dimen~ions relatives du réacteur turbulent et du réacteur de séjour sont déterminées pour ltessentiel par le temps , .. . . , ~ ', ' . , . .'.
l~S;~3 moyen de séJour nécessaire à l~obtention d~un produit de qualité
d~terminée. En général, il est avantageux de prendre comme règle un temps moyen de séjour des matières solides dans le réacteur turbulent compris entre 10 et 30 minutes et de prendre un temps de 2 à 10 fois plus grand dans le réacteur de ~éjour.
Dans la définition du temps moyen de séjour dans le réacteur turbulent, on tient compte aussi du débit de matière soli-de recyclé à partir du réacteur de séjour et on peut le calculer ~ partir de la somme des densités moyennes de suspension dans les deux réacteurs rapportée au débit de produit horaire.
~ e choix des débits de gaz de fluidisation et de gaz secondaire, mais surtout la répartition des deux courants gazeux et le niveau de l~introduction du ga~ secondaire, donnent des possibilité~ supplémentaires de réglage.
Dans une autre variante de l~invention, le gaz secon-daire est introduit à un niveau qui se situe entre le 1/10 et le 1/3 de la hauteur totale du réacteur turbulent. ~e rapport de la quantité de gaz secondaire introduit dans le réacteur tur-bulent à celle du ga~ de fluidisation est judicieusement com-pris entre 10 et 1.
Si, pour le réglage de la densité de suspension n~e~saire dans le réacteur turbulent, il apparait nécessaire de limiter à une faible ~aleur le recyclage du produit à partir du réacteur de ~éjour tout en souhaitant cependant conserver un temps total de séjour relati~ement long, il est ju~icieux de réchauffer le produit dans le réacteur de séjour par injec-tion directe de combustible. ~e recyclage ne sert pas à com-penser les pertes thermiques du réacteur de séjour, par exemple par rayonnement, mais seulement à permettre un réglage plu8 précis.
Dans le cas d~un produit de départ particulièrement humide, on peut avoir avantage pour régler la température des ~os~
gaz sortants à ~ntroduire la matière dans le réacteur turbulent en partie directement, en partie indirectement apras réchauffage par le courant du gaz sortant. Par une répartition appropriée, on peut, par exemple, r~gler une température avantageuse danQ
les dispositifs dlépuration du gaz sortant et éviter de des-cendre en-dessous du point de rosée.
Pour obtenir un rendement thermique poussé, selon - une autre variante avantageuse de l~invention, on refroidit le courant des particules solides sortantes dans un échangeur flui-disé qui comporte plusieurs chambre~ parcourues en série. Cet échangeur peut, de plus, être équip~ dléléments plongeant dans les chambres, dans lesquelles peut circuler du ga~ de fluidi- ~ ~
sation qui est ainsi réchauf~é avant d~être introduit dans le ~ -réacteur turbulent et/ou le réacteur de sé~our.
~es quantités de gaz envoyées dans les réacteurs sont choisies judicieusement de telle sorte qu~il existe dans le réacteur turbulent une vitesse de gaz comprise entre 3 et 15 m~sec, de préférence entre 4 et 10 ~ sec, et dans le réac-teur de séjour des vitesses comprises entre 0,1 et 0,3 ~ sec, ces vitesses étant rapportées chaque fois au réacteur vide, ~ -dans les conditions normales de température et de pression. -Les températures de travail peuvent être choisies dans un intervalle très large, et on tient compte principale-ment de la qualité du produit ~ obtenir~ Elles peuvent varier en~re 650 et 1050 C, environ.
Comme gaz d,e fluidisation et gaz secondaire, conte-nant dans chaque cas de l~oxygène, on peut employer de l'air.
Pour obtenir dans les gaz sortants une forte concentration en acide chlorhydrique, il est avantageux d~employer comme gaz ~~ de fluidisation et gaz secondaire des gaz riches en oxygène, de préférence avec des teneurs d~oxygane jusqu~à 70 % en volume.
~es gaz qui quittent l1échangeur de préséchage sont, _' . ' ' ' ' ' ~ '. .
lOS~4;~
avant l~absorption de llHCl qu~ils contiennent, soigneusement débarrassés des matiares solides entrainées, par exemple au moy-en d~un électrofiltre ou d~un laveur-venturi. Mais le produit solide séparé ou ce qui e~t séparé dans le laveur peut être réintroduit dans le réaoteur turbulent.
~ invention est ci-après commentée avec plus de détails, à l'aide des figures et de l~exemple.
La figure 1 est une représentation schématique de la partie constituant le coeur du procédé et comportant un réac-teur turbulent et un réacteur de séjour~
~ a figure 2 est un ~chéma d~une mise en oeuvre recom-mandée du procédé.
Selon la figure 1, on introduit dans le réacteur tur-bulent 1 le gaz de fluidisation par 2 et la mati~re préchauffée par 3. ~introduction du gaz secondaire se fait par 4, celle du combustible par 5. ~a matière solide et les gaz chauds qui sortent du réacteur sont séparés dans la partie supérieure du réacteur de sé~our 6; la matiare solide descend vers la partie inférieure de ce réacteur, faiblement fluidisée par du gaz a-20 mené par 7. ~e retour contrôlé de matière solide dans le ré- -acteur 1 se fait par la conduite 8; le produit fini sort par le dispositif d~extraction 9. Une conduite 10 permet d'introduire du combustible en vue d~un éventuel chauffage supplémentaire du -réacteur de sé~our 6.
Dans le schéma figure 2, le chlorure d~aluminium hy-draté humide, contenu dan~ une trémie d~alimentation 11 est re- ~ -pris par une bande doseuse 12, passe par une goulotte de dis-tribution 13 puis par le dispositif d~entr~e 14, enfin est in-troduit dans un échangeur de préséchage 15, par exemple un sé-choir-venturi où il est entra~né et chauffé par les gaz sortant du réacteur turbulent 1.
Par suite de la chaleur amenée par les gaz sortants, ;... . .
lOS;~ <3 la liqueur chlorhydrique d'imprégnation s'évapore et le chlo-rure se décompose en partie.
Le chlorure préséché et en partie décomposé est entra~né par les gaz sortant de lléchangc~r de préséchage 15 et est séparé dans au moins un cyclone de dépoussi~rage 19. ~e dépoussiérage des gaz e~t achevé dans un appareil approprié
20 par exemple un éleotrofiltre. ~e gaz dépoussiéré quitte llinstallation à la sortie de ce dernier ; il est dirigé vers un dispositif d'absorption non représenté.
Pour éviter, en cas de panne, des surchauffes du système d'évacuation des gaz, de l'eau ou une solution d'acide chlorhydrique peuvent être injectées automatiquement par 21 et 22 dans le présécheur 15.
~ a matière solide séparée dans le cyclone de dépous-si~rage 19 est ramenée par la conduite 23 dans le réacteur turbulent 1. ~a matière solide récup~rée dans l'électrofiltre 20 est ra~semblée et égaleme~t ramenée par la conduite de retour 23.
~ e produit préséché et déjà en partie décomposé est introauit dans le réacteur turbulent 1. ~a quantit~ de chaleur nécessaire pour l'achèvement de la décomposition du chlorure et de la calcination de l'alumine formée est fournie par 5 au moyen d'injecteurs non réprésentés introduisant directement le combustible dans le milieu fluidisé. Com~ combustible, on peut utiliser un combustible liquide tel que du fuel ou un gaz combustible~
~es gaz de combustion et de fluidisation nécessaires pour le fonctionnement du réacteur turbulent sont amenés en partie ~ titre de gaz de fluidisation par 2 au-dessous du ré- -partiteur de gaz 33 et en partie comme gaz secondaire par 4 au-dessus de ce m~me répartiteur de gaz.
~a matière entraInée par le courant chaud des gaz ~ --_g_ ~. ., , ~. -. ~. ., / -lOS.;~4;~
résultant de la combustion est séparée de ces gaz dans la par-tie supérieure du réacteur de s~our 6 et parvient ensuite dans la zone inférieure de ce dernier. Pour la fluidisation danR
cette zone, on utilise une quantité au~si faible que possible de gaz de fluidisation introduite par 7. Si c~est néce~saire, on peut a~outer en supplément une faible quantité de combustible par 10 au-dessus du répartiteur de gaz 34. Du fait du long temps de séjour à haute température et de la tras faible flui-disation dans le réacteur de séjour 6, on obtient que :
- par un long temps de séjour total~ on produit de -l~oxyde d~aluminium à tras faible teneur résiduelle en chlore et~
- seule la quantité de matière solide nécessaire pour le maintien de llétat de fluidisation désirée dans la partie inférieure du réacteur 1 est recyclée.
~es gaz chauds venant du réacteur turbulent 1 par llin-termédiaire du réacteur de séjour 6 sont dirigés vers l~échan-geur de pr~séchage 15 où ils remplissent la fonction décrite précédemment.
Pour éviter une c~rrosion par l~acide chlorhydrique 20 condensé, on veille, par un choix approprié du rev8tement de l~installation ainsi que de la température dans le présécheur 15 et dans l~ensemble du système dlévacuation des gaz, à ce r que les températureR des parois des appareils se trouvent au-dessus de 200 C.
Du réacteur 6 par la conduite 8, une partie de la matiare solide est ra~en~e dans le réacteur 1 et une partie est extraite par le dispositif doseur 9. ~a partie extraite est dirigée vers un échangeur 30 qui est fluidisé avec du gaz con-tenant de l~oxygène amené par la conduite 32. Dans le cas où
30 une partie des produits est entra~née par les gaz r~chauffés, ceux-ci sont séparés dans le cyclone 31 et réintro~uits dans lléchangeur par la tuyauterie 35. ~e gaz réchauffé est amené
- ~OS;~4;:~
par la conduite 4 comme gaz secondaire dans le réacteur tur-bulent 1.
Si l~on recherche une température de sortie plus basse pour le solide, celui-ci peut passer dans un second échan-geur 24.
Pour régler la température dan~ le réacteur turbulent 1, on peut y introduire une portion très variable du chlorure par un réglage approprié du répartiteur ~3 permettant d~in-troduire une partie du produit de départ dans le réacteur 1 par le di~positif d~alimentation directe 16.
Par suite du bon mélange et de lléchange intensif - de chaleur entre matière ~olide et gaz de combustion, il s'é-tablit dans l'ensemble du système formé par le réacteur 1 et le réacteur 6 une température de calcination homogène. Par suite de la répartition du débit des gaz, il slétablit dans la zone entre le répartiteur de gaz et l~entrée de gaz secondaire dans le réacteur 1 une zone turbulente ~ forte concentration de ma-tière solide. Dans la partie haute du réacteur, la concentra-tion de matière solide diminue, de telle sorte que la suspension entrant dans le réacteur de séjour 6 possède une denqité rela-tivement faible.
Exemple :
On disposait d~une installation comportant :
- un réacteur 1 qui avait un diamatre intérieur de 1,3 m et une hauteur intérieure de 10 m.
- un réacteu,r de séjour 6 dont la zone inférieure jusqu~à la conduite de retour 8 avait un diam~tre intérieur de 0,8 m et une hauteur intérieure de 2 m.
un refroidisseur de produit fini constitué par deux chambres ~30 et 24 en série.
~a conduite 4 pour llintroduction du gaz secondaire dans le réacteur 1 se trouvait ~ une hauteur de 2 m ; la con-- - : . ......................... .
-. . .
~ 0 S ~ ~4;~
duite 5 pour l'introduction du combustible se trouvait à une hauteur de 0,30 m au-dessus du répartiteur de gaz 33.
La trémie d'alimentation 11 délivrait par heure 4,7 t de chlorure hexahydraté humide sur la bande peseuse 12 par la goulotte de répartition 13. ~es particules de ce chlorure avaient un diamètre moyen de 150,u, 50 % d'entre elles ayant un diam~tre supérieur et 50 ~ un diamètre inférieur. ~e pro-duit était distribué de telle sorte qu'environ~70 % parvenaient par le dispositif d'alimentation 14 dans lléchangeur 15 et qu'en-viron 30 % parvenaient directement au réacteur 1.
Dans le séchoir-venturi t5, par mélange avec le cou-rant de gaz chaud3 à 850 C ~ortant de la partie supérieure du réaoteur 6, la température était d'environ 250 C. A la ~ortie de ce présécheur, toute l'humidité s'était évapor~e et le chlo-rure avait été en partie décomposé. Pratiquement la totalité
de la matière solide entra~née par le gaz était séparée dans le -cyclone ~9 ; elle parvenait par la conduite de retour 23 dans le réacteur 1. ~a purification finale des gaz sortants se faisait en 20. La pous~ière séparée était également ramenée à la con-duite de retour 23. ~a température des ga~ sortants, contenant de llHCl, se trouvait au-dessus du point de rosée de l'HCl.
Au-dessous du répartiteur de gaz 33 du réacteur 1, on introduisait par heure 756 Nm3 d'air froid par 2 pour la fluidisation. Par la conduite 4 3025 Em3 /h d'air pr~chauffés 250 C dans l'~changeur thermique 30 étaient introduits comme air secondaire dans le, réacteur 1 par la conduite 4. Le rap-port de la quantité de l'air secondaire à celle de l'air de fluidisation du réacteur i était de 4.
Pour couvrir les besoins en calories, on introduisait 3~ 305 kg/h de fuel lourd dans l'espace entre le répartiteur de gaz 33 et la conduite de gaz secondaire 4. Dans cette zone, la combustion de fuel était incomplète. Au dessus de la con-lVS~3 duite d~ gaz secondaire 4~ il y avait combustion complète. Par la circulation de la matiare ~olide dans le réacteur 1 lui-même et par recyclage de la matière solide venant du réacteur 6 s'établissait une température homogène de 850 C.
Dans la partie supérieure du réacteur 6, les matières solides sortant du réacteur 1 étaient séparées du courant de gaz, ~ -- descendaient dans la partie inférieure et formaient un lit fluidisé. Au-dessous du répartiteur de gaz du réacteur 6, on envoyait 80 Nm3 /h d'air, pour maintenir la matière à l'état de couche lluidisée dense.
Pour un temps de séjour moyen de la matière solide dans le sy~tème total d'environ 2,2 h, il s'établissait une ré-partition dans le rapport de 0,5 entre les quantitéq de matières présentes dans le réacteur turbulent 1 et le réacteur de sé~our 6. ~a perte de charge dans le réacteur 1 était réglée à en-viron 400 mm d'eau. Les densités de suspension ~taient dan~ -la zone entre le répartiteur de gaz et la conduite de gaz se-condaire 4 environ 200 k ~m3, dans la zone au-dessus de la conduite de gaz secondaire 4 : 10 kg/m3, et dans la partie in-f~rieure du réacteur de séjour environ 650 k~ m3. -~
La production, à raison de 900 k ~ h d~Al203 était extraite du réacteur 6, à l'aide du dispositif d'extraction 9 et introduite dans l'échangeur thermique 30.
Dans ledit échangeur 30 par fluidisation avec 3025 Nm3/h d'air froid, on produisait une couche fluidisée non ex-pansée. L'air s'y réchauffa~t ~ 250 C et était ensuite dirigé
comme air secondaire par la conduite 4 vers le réacteur ~. -Dans l'échangeur 24, l'oxyde était refroidi ~ environ 80 C
par le réfrigérant 36 qui était parcouru par de l'eau de re-froidissement.
-.~ - . , ~ ; .
Claims (12)
1. Procédé pour la décomposition thermique du chlo-rure d'aluminium hexahydraté dans un état de fluidisation for-tement expansé, avec une diminution de la concentration de matière solide de bas en haut d'un réacteur turbulent et avec extraction des matières solides avec les gaz à la partie supé-rieure de ce réacteur, les matières solides étant ensuite sépa-rées des gaz et en partie recyclées dans le milieu fluidisé, la matière à soumettre au procédé étant prédéshydratée et par-tiellement décomposée dans au moins un échangeur de préséchage chauffé par les gaz chauds sortant du four fluidisé, puis a-menée au réacteur fluidisé, après quoi le produit résultant de la réaction est amené à un échangeur fluidisé, qui utilise un gaz contenant de l'oxygène comme gaz de fluidisation; au moins une partie du gaz réchauffé sortant de l'échangeur fluidisé
étant amenée au four turbulent comme gaz secondaire au-dessus du répartiteur de gaz, le chauffage nécessaire pour l'exécution de la réaction se faisant par amenée de combustible dans la zone entre le répartiteur de gaz et le point d'introduction de gaz secondaire, caractérisé en ce que les matières solides sé-parées du gaz sont transportées dans un réacteur de séjour à
faible vitesse de gaz, en ce qu'un courant partiel de matière solide est renvoyé, en quantité contrôlée, dans le four tur-bulent pour le réglage d'une densité déterminée de la suspension dans ce pour, et en ce que le produit résultant de la réaction est extrait à travers un échangeur après un temps de séjour suffisamment long dans les réacteurs.
étant amenée au four turbulent comme gaz secondaire au-dessus du répartiteur de gaz, le chauffage nécessaire pour l'exécution de la réaction se faisant par amenée de combustible dans la zone entre le répartiteur de gaz et le point d'introduction de gaz secondaire, caractérisé en ce que les matières solides sé-parées du gaz sont transportées dans un réacteur de séjour à
faible vitesse de gaz, en ce qu'un courant partiel de matière solide est renvoyé, en quantité contrôlée, dans le four tur-bulent pour le réglage d'une densité déterminée de la suspension dans ce pour, et en ce que le produit résultant de la réaction est extrait à travers un échangeur après un temps de séjour suffisamment long dans les réacteurs.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que, dans le réacteur turbulent, la densité de la suspension est réglée dans la zone entre le répartiteur de gaz et l'amenée de gaz secondaire à une valeur comprise entre 20 et 300 kg/m3, et dans la zone au-dessus de l'introduction de gaz secondaire à une valeur comprise entre 1 et 20 kg/m3.
par le fait que, dans le réacteur turbulent, la densité de la suspension est réglée dans la zone entre le répartiteur de gaz et l'amenée de gaz secondaire à une valeur comprise entre 20 et 300 kg/m3, et dans la zone au-dessus de l'introduction de gaz secondaire à une valeur comprise entre 1 et 20 kg/m3.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
par le fait que la densité du lit fluidisé dans le réacteur de séjour est réglée à environ 600 kg/m3.
par le fait que la densité du lit fluidisé dans le réacteur de séjour est réglée à environ 600 kg/m3.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps moyen de passage des matières solides dans le réacteur turbulent est réglé entre 10 et 30 minutes.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 4, caractérisé
par le fait que le temps moyen de passage des matières solides dans le réacteur de séjour est réglé entre 2 et 10 fois le temps de passage dans le réacteur turbulent.
par le fait que le temps moyen de passage des matières solides dans le réacteur de séjour est réglé entre 2 et 10 fois le temps de passage dans le réacteur turbulent.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz secondaire est amené à un niveau situé entre 10 et 30 à de la hauteur de la partie du réacteur turbulent s'é-tendant au-dessus du répartiteur de gaz.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le rapport de la quantité de gaz secondaire amené
au réacteur turbulent à la quantité de gaz de fluidisation de ce réacteur est compris entre 10 et 1.
par le fait que le rapport de la quantité de gaz secondaire amené
au réacteur turbulent à la quantité de gaz de fluidisation de ce réacteur est compris entre 10 et 1.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réacteur de séjour est chauffé.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière à soumettre au procédé est introduite dans le réacteur turbulent en partie directement et en partie in-directement après échange de chaleur avec les gaz chauds sor-tants.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que la matière solide extraite est refroidie dans un échangeur qui comprend plusieurs chambres en série.
par le fait que la matière solide extraite est refroidie dans un échangeur qui comprend plusieurs chambres en série.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que, comme gaz de fluidisation et/ou gaz secondaire, on emploie des gaz riches en oxygène, avec des teneurs d'oxy-gène allant jusqu'à 70 % environ.
par le fait que, comme gaz de fluidisation et/ou gaz secondaire, on emploie des gaz riches en oxygène, avec des teneurs d'oxy-gène allant jusqu'à 70 % environ.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les gaz quittant l'échangeur de préséchage sont purifiés dans un électrofiltre ou dans un laveur-venturi et que les matières solides separées sont recyclées.
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|---|---|
| CA1053443A true CA1053443A (fr) | 1979-05-01 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CA253,912A Expired CA1053443A (fr) | 1975-06-03 | 1976-06-02 | Procede pour la decomposition thermique du chlorure d'aluminium hexahydrate |
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Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
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