CH482159A - Vorrichtung zur kontinuierlichen Entwässerung von Aluminiumfluoridhydraten - Google Patents

Description

  Vorrichtung zur kontinuierlichen Entwässerung von     Aluminiumfluoridhydraten       Es ist bekannt, dass man zur Entwässerung von       Aluminiumfluoridhydraten        Wirbelschichtvorrichtungen     mit     Aussenbeheizung    einsetzen kann. Dabei ist es aber  sehr wichtig, dass das zu entwässernde Hydrat innerhalb  weniger Sekunden auf die gewünschte Temperatur ge  bracht wird. Denn nur dann kann eine Abspaltung von       Fluorwasserstoff    durch Hydrolyse während des     Aufheiz-          vorganges    verhindert werden und damit ein Aluminium  fluorid hoher Reinheit erhalten werden.  



  Die     Calcination    von feuchtem     Aluminiumfluoridhy-          drat    erfordert eine Wärmemenge von ca. 1150 kcal je  Kilogramm Fertigprodukt. Da die notwendige     Endtempe-          ratur    bei der     Calcination    aber etwa 600 C beträgt,  müssen die Wände, die ja die Wärme an die Wirbel  schichtteilchen übertragen sollen, eine Temperatur von  650 bis 800 C aufweisen.  



  Bei diesen Temperaturen haben aber nur mehr weni  ge technisch verwendbare Werkstoffe die notwendige  chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit. Als  brauchbare Werkstoffe kommen also nur mehr hoch  legierte     Chrom-Nickelstähle    in Betracht. Diese haben  aber den grossen Nachteil einer erhöhten Sprödigkeit,  besonders an gekrümmten und geschweissten Stellen, was  sich besonders bei den Schweissstellen an der beheizten  Wand auswirkt, bei den Wärmeausdehnungen     aufgrund     des Durchmessers des Apparates eine wesentliche Rolle  spielen.  



  Diese Nachteile werden bei einer Vergrösserung der  Anlage, verbunden mit einer des Durchmessers des       Wirbelschichtofens    wirksam. Ausserdem ist bei     grösse-          rem    Durchmesser nicht mehr gewährleistet, dass das  gesamte Produkt innerhalb weniger Sekunden auf die  Temperatur von 600 C gebracht wird.  



  Allgemein kann gesagt werden, dass an eine Vorrich  tung zur     Calcination    von     Aluminiurnfluorid    die Forde  rung gestellt wird, bei möglichst kleinem Volumen und  damit kleiner     Verweilzeit    des     Produktes    die erforderliche  Heizfläche unterbringen zu können,     wobei    auf die Eigen  schaften der verfügbaren Werkstoffe Rücksicht genom  men werden muss.  



  Eine direkte     Beheizung    der Wirbelschicht scheidet  aus chemischen Gründen aus, und die durch eine Über-         hitzung    des Wirbelgases     zuführbare    Wärmemenge ist für  den vorliegenden Fall zu gering, so dass das Prinzip der       Heizung    mit beheizten Flächen nicht verlassen werden  kann.  



  Es ist auch schon bekannt, Wirbelschichten durch  Heizkörper, sogenannte Strahlrohre, mit einem Gas- oder  Ölbrenner an einem Ende zu beheizen, die     in    die  Wirbelschicht hineinragen. So ist     z.B.    eine Vorrichtung  vorgeschlagen worden, bei der ein ausserhalb der Wirbel  schicht gas- oder ölbeheiztes Strahlrohr in zwei Windun  gen die Wirbelschicht durchsetzt, wobei die Krümmun  gen jeweils ausserhalb der Wirbelschicht     liegen.    Dies  bedingt, dass das Strahlrohr an     z.B.    6 Stellen im Ofen  mantel gelagert sein muss und dadurch, dass es stärker  erhitzt wird als der Ofenmantel selbst, starke Spannungen  an diesen     Durchtrittsstellen    auftreten.  



       Ferner    wurden Wirbelschichten auch schon durch  direkt in der Wirbelschicht liegende Brennkammern  erhitzt, was zu einer starken örtlichen Überhitzung in der  Brennkammer im Vergleich zu den     Gaszu-    und     -ableitun-          gen    führt.  



  In der Metallindustrie sind für     Wärmebehandlungs-          öfen,        z.B.        Durchlauföfen    - also zur     Aufheizung    der  Ofenatmosphäre - sogenannte Mantelstrahlrohre  bekannt (Gaswärme, 10 (1961), 28/36). So ein Mantel  strahlrohr besteht aus einem einseitig geschlossenen  Rohr, in dessen Innenraum ein zweites Rohr konzen  trisch so angeordnet ist, dass     zwischen    beiden Rohren ein  Ringraum gebildet wird.

   Der Brenner ist so ausgebildet,  dass er gleichzeitig als     Rekuperator    dient, und die  Rauchgase werden so geführt, dass sie am Ende des  Innenrohres um 180  umgelenkt werden und im Ring  raum zurückströmen, den     Rekuperatorbrenner    umspülen  und dabei die Verbrennungsluft vorwärmen. Dadurch  bleibt die Temperatur über die Rohrlänge nahezu kon  stant.  



  Es konnte nun     überraschenderweise    gefunden wer  den, dass solche Mantelstrahlrohre für das rasche und  gleichmässige Aufheizen von Wirbelschichten auf sehr  hohe     Temperaturen    besonders geeignet sind, wie es für  die erfolgreiche     Kalzinierung    von     Aluminiumfluoridhy-          draten    erforderlich ist.

        Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach  eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entwässerung von       Aluminiumfluoridhydraten    unter thermisch und mecha  nisch schonenden Bedingungen in einem Wirbelschicht  ofen mit indirekter     Beheizung,    gekennzeichnet durch  einen oder mehrere     hintereinandergeschaltete    Wirbel  schichtöfen, wobei dieser oder jeder     einzelne    aus einem  zylinderförmigen Ofenmantel besteht, in den     ein    oder  mehrere, am Ofendeckel befestigte, gasbeheizte Mantel  strahlrohre vertikal hineinragen und dabei fast bis zur  Loch- oder porösen     Sinterplatte    des     Wirbelschichtofens     reichen.  



  In einer solchen Vorrichtung können     Spannungen     durch behinderte Wärmeausdehnung am Mantelstrahl  rohr nicht auftreten, da sich das Strahlrohr nach der  Ofenseite hin frei ausdehnen kann.  



  Eine bevorzugte Ausführungsform der     erfindungsge-          mässen    Vorrichtung stellt auch die Anordnung der  Heizelemente, die den gleichen Durchmesser und unter  einander den gleichen Abstand besitzen, dar. Die Mantel  strahlrohre sind in einem oder mehreren konzentrischen  Kreisen zum Ofenmantel im Ofen angeordnet, dadurch  wird eine gleichmässige Wärmeverteilung in der Wirbel  schicht erreicht.  



  Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen     Fig.    1  und     Fig.    2, die eine     besonders    bevorzugte Ausführungs  form der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch  wiedergeben.     Fig.    1 stellt den Aufriss und     Fig.2    den  zugehörigen Grundriss dar.  



  Jeder     einzelne        Wirbelschichtofen    besteht im wesentli  chen aus einem zylinderförmigen Ofenmantel 1. Der       Wirbelschichtofen    ist oben mit einem ebenen Deckel 2  mit Öffnungen für das     Produktzuleitungsrohr    6, für ein  oder mehrere Mantelstrahlrohre 5 und für das Gasaus  trittsrohr 7 abgeschlossen. 13 bedeutet das Zuleitungs  rohr für das Heizgas, 12 das Zuleitungsrohr für die  Verbrennungsluft und mit 14 ist die Abgasleitung für das  Rauchgas bezeichnet. 11 bedeutet den Brenner des  Mantelstrahlrohres 5, der von einem     Rekuperator    15  umgeben ist.

   Die Rauchgase werden am Ende des  Innenrohres 16 um 180  umgelenkt, strömen in Pfeilrich  tung zurück und umspülen den     Rekuperator.     



  Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform  sind drei oder vier Mantelstrahlrohre 5 in einem zum  Ofenmantel 1     konzentrischen    Kreis angeordnet. Den  unteren Abschluss des Ofens bildet ein Boden 3, in den       eine    Loch- oder poröse     Sinterplatte    4 eingelassen ist. Bei  9 strömt das     Blasegas    ein. Auf der Seite des Produktaus-         trittsrohres    8 befindet sich ein gekrümmtes     Abschirm-          blech    10, welches     knapp    unter dem     Gasaustrittsrohr    7  beginnt und fast bis zur     Sinterplatte    4 reicht und mit dem  Ofenmantel 1 fest verbunden ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur kontinuierlichen Entwässerung von Aluminiumfluoridhydraten unter thermisch und mecha nisch schonenden Bedingungen in einem Wirbelschicht- ofen mit indirekter Beheizung, gekennzeichnet durch ein oder mehrere hintereinander geschaltete Wirbelschicht öfen, wobei dieser oder jeder einzelne aus einem zylinder- förmigen Ofenmantel (1) besteht, in den ein oder mehre re, am Ofendeckel (2) befestigte, gasbeheizte Mantel strahlrohre (5)

   vertikal hineinragen und dabei fast bis zur Loch- oder porösen Sinterplatte (4) des Wirbelschicht ofens reichen. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere Mantelstrahlrohre, die den gleichen Durchmesser und untereinander den gleichen Abstand besitzen, in einem oder mehreren konzentri schen Kreisen zum Ofenmantel (1) im Ofen angeordnet sind. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wirbelschichtofen oben mit einem ebenen Deckel (2) mit Öffnungen für das Produkt- Zuleitungsrohr (6), für ein oder mehrere Mantelstrahl rohre (5) und für das Gasaustrittsrohr (7), unten mit einem Boden (3) mit Blasgaszuführöffnung (9) und in diesen Boden eingelassener Loch- oder porösen Sinter platte (4) abgeschlossen ist und dass sich auf der Seite des Produktaustrittsrohres (8) ein gekrümmtes Abschirm- blech (10) befindet,

   welches kanpp unter dem Gasaus trittsrohr (7) beginnt und fast bis zur Loch- oder porösen Sinterplatte (4) reicht und mit dem Ofenmantel (1) fest verbunden ist. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 3 Mantelstrahlrohre enthält. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 4 Mantelstrahlrohre enthält.