CS220756B2 - Samoregulující zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinací kysličníku hlinitého - Google Patents

Abstract

Vynález se týká samoregulujícího zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinací kysličníku hlinitého. Podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že je tvořeno uzavřenou, případně tepelně izolovanou nádobou, opatřenou jedním priváděcím otvorem a více než jedním, zejména dvěma výtokovými otvory s výtokovými hranami v téže výšce, spodní částí, vytvořenou jako ©pneumatický neb vibrační kypřič, a odváděcími prostředky materiálu napojujícími se na výtokové otvory.

Description

Vynález se týká samoregulujícího zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého.

V současné době používaná zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého lze rozdělit do tří skupin:

a) sušení a předehřívání hydrátu probíhá v cyklónech, žíhání v rotační peci. K chlazení výsledného produktu slouží deskové chladiče, chladicí bubny apod.;

bj jak sušení a předehřátí hydrátu, tak i chlazení výsledného produktu probíhá v cyklónech, zatímco žíhání se provádí v rotační peci;

c) sušení, předehřátí a ohřev probíhá v cyklónech, zatímco se žíhá ve speciálních reaktorech. K chlazení výsledného produktu slouží cyklóny a fluidizační chladiče.

K metalurgickým účelům je vhodný zejména čistý, tj. 100% kysličník hlinitý gara-modifikace. Prakticky je však nedosažitelný. Proto se usiluje o takový produkt, který vedle gama-modifikace obsahuje pouze alfa-modifikaci, avšak jen poměrně malý podíl v poměru ke gama-modifikaci.

Charakteristickým společným znakem zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého skupiny a, a b je, že v kalcinovaných kysličnících hliníku v nich vyráběných lze naléz úplnou stupnici krystalických modifikací. Přitom totiž projde hydrát velmi rychle, během 1 až 2 minut, ohřívacím systémem hydrátu, přičemž je hydrát v průběhu této doby ohřát na 400 až 500 °C. Žíhání až do 1200 °C probíhá v rotační peci, která po tepelně technické stránce pracuje ve velmi nepříznivých podmínkách. Doba prodlení materiálu v rotační peci může být změněna změnou počtu otáček pece. Přesto se však může stát, že některé jednotlivé částečky materiálu nejsou dostatečně ohřátý nebo při odpovídající teplotě, která je vzhledem k době použité pro termický rozklad nedostatečná.

Tento nedostatek nemají zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého skupiny c, neboť v reaktoru jsou vytvořeny příznivější tepelně technické podmínky pro žíhání. Kromě toho lze dobu pobytu materiálu měnit v širokém rozmezí. V důsledku toho je možno vyrobit kysličník hlinitý s odpovídající gama/alfa-modifikací. Nedostatkem těchto zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého skupiny c je, že odebírání kysličníku hlinitého lze provádět pouze pomocí komplikovaného, automaticky pracujícího zařízení.

Vynález si klade za úkol zajistit u zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého dobu pobytu v systému pro ohřev hydrátu, potřebnou k dosažení homogenního produktu, a zároveň dosáhnout odběr kysličníku hlinitého ze zařízení jednoduchými prostředky.

Výše uvedené nedostatky nemá samoregulující zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno uzavřenou, případně tepelně izolovanou nádobou, opatřenou jedním přiváděcím otvorem a více než jedním, zejména dvěma, výtokovými otvory s výtokovými hranami v téže výšce, spodní částí, vytvořenou jako pneumatický nebo vibrační kypřič, a odváděcími prostředky materiálu, napojujícími se na výtokové otvory.

S výhodou jsou odváděči prostředky tvořeny žlaby. Zařízení podle vynálezu s výhodou dále zahrnuje jednu nebo několik regulačních desek ke změně a nastavení šířky jednoho nebo několika výtokových otvorů. Zařízení podle vynálezu rovněž výhodně zahrnuje mechanismus k výškovému nastavování výtokových hran výtokových otvorů.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že zajišťuje u kalclnačních zařízení kysličníku hlinitého skupin a a b dobu pobytu v systému pro ohřev hydrátu potřebnou k dosažení homogenního produktu a nadto umožňuje, zejména u kalcinačních zařízení skupiny c, při zachování nezměněné dobré kvality produktu, jednoduchý a neproblematický odběr kysličníku hlinitého ze zařízení bez komplikovaných a automaticky pracujících zařízení. Zařízení dokonce pracuje jako samoregulační.

Obr. 1 ukazuje schematicky řez zařízením k rozdělování prachu, obr. 2 znázorňuje jiné provedení předmětu podle obr. 1, obr. 3 ukazuje řez v jiné rovině předmětem z obr. 1, přičemž jsou provedeny dodatečné regulační desky. Obr. 4 ukazuje předmět podle obr. 1 a regulačními deskami k výškovému nastavování výtokových hran výtokových otvorů, obr. 5 znázorňuje schematicky kalcinační zařízení kysličníku hlinitého skupiny a, resp. b. Obr. 6 ukazuje předmět podle obr. 5 šé zařízením k rozdělování prachu podle vynálezu, obr. 7 znázorňuje schematicky kalcinační zařízení kysličníku hlinitého skupiny c a obr. 8 znázorňuje předmět podle obr. 7 se zařízením k rozdělování prachu podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněno jako příklad provedení zařízení podle vynálezu. Uzavřená nádoba 1 má přiváděči otvor 2, dva výtokové otvory 3, 4, ve spodní části 5 porézní dělicí stěnu a vzduchové přívodní potrubí 6, ústící do prostoru nacházejícího se pod dělicí stěnou. Žlaby 9, resp. 10 se napojují na výtokové otvory 3, 4. Výtokové hrany 28, 29 výtokových otvorů 3, 4 jsou podle přímky ve stejné výšce.

Zařízení podle vynálezu, znázorněné na obr. 2, se liší od zařízení na obr. 1 tím, že horní části trubek 20, 21 zabudovaných do stěny nádoby 1 tvoří dva výtokové otvory. Konce trubek tvoří výtokové hrany 30, 31 a jsou v téže rovině.

Na obr. 3, který ukazuje vodorovný průřez zařízením podle obr. 1, jsou znázorněny regulační desky 7a, 7b, které jsou na sobě navzájem nezávisle posouvatelné ve vodo220756 rovné rovině, a tím zvětšují nebo zmenšují šířku výtokových otvorů.

Na obr. 4 je znázorněno provedení vynálezu podle obr. 1, doplněné regulačními deskami 8a, 8b, které jsou spolu pohyblivé nahoru a dolů a regulují výškovou úroveň výtokových hran 28, 29.

Zařízení pracuje tak, že předehřátý hydrát proudí kontinuálně přiváděcím otvorem 2. Vzduchovým potrubím 6 se vzduch dostává pod dělicí stěnu 5. Vzduch proniká póry dělicí stěny 5 a udržuje hydrát ve vznosu. Ten pak kontinuálně vystupuje výtokovými otvory 3, 4 z nádoby 1 a dostává se na žlaby 9, resp. 10. Šířka výtokových otvorů 3, 4 může být shodná nebo i různá, podle toho v jakém poměru má být vytékající hydrát rozdělen na dvě části.

Pomocí regulačních desek 7a, 7b může být poměr hydrátu kontinuálně vystupujícího výtokovými otvory 3, 4 měněn i během provozu. Regulačními deskami 8a, 8b může být množství hydrátu, nacházejícího se v nádobě 1, zvětšeno nebo zmenšeno, tudíž i doba tepelné prodlevy procházejícího hydrátu.

Napojení zařízení podle vynálezu na známá zařízení skupin a a b, jakož i funkce zařízení, je objasněna pomocí obr. 2 a 6. Na obr. 5 je naskicováno tradiční zařízení, ve kterém se hydrát dostává z dávkovacího systému 14 kontinuálně do předehřívače 11 hydrátu, pak kanálem 16 do přiváděči skříně 12 a odtud do pece 13. Z pece 13 se kalcinovaný kysličník hlinitý odvádí kanálem

18. Teplo potřebné pro kalcinaci vzniká za hořákem 17 v peci 13. Spaliny se vedou z pece 13 přiváděči skříní 12 a kanálem 15 do předehřívače 11, kde předehřívají hydrát a pak opouštějí zařízení kanálem 19.

Na obr. 6 je zařízení podle obr. 5 doplněno zařízením podle vynálezu. Zde protéká předehřátý hydrát kanálem 35 a přiváděcím otvorem 2 do nádoby 1, kde se zdrží po dobu, která je dána kapacitou nádoby. Pak odtéká část v poměru délky výtokových hran 28, 29 výtokových otvorů 3, 4 žlabem 9 do kanálu 36, kde je strhávána spalinami a je vedena zpět do předehřívače 11 hydrátu, ve kterém se mísí s čerstvým hydrátem přicházejícím z dávkovacího systému 14 hydrátu. Druhá část se dostává po žlabu 10 do přiváděči skříně 12 a odtud přijde do pece 13. Nádoba 1 dostává vzduch nutný ke kypření hydrátu vzduchovým potrubím 6, zatímco spaliny opouštějí předehřívač 11 hydrátu kanálem 19.

Známé zařízení skupiny c je znázorněno na obr. 7 samotné a na obr. 8 se zařízením podle vynálezu. Hydrát prochází dávkovacím systémem 14 hydrátu do předehřívače 11 hydrátu, odkud se dostává kanálem 16 do reaktoru 22, kde se kalcinuje teplem, vyvíjeným hořákem 17. Spaliny a kalcinovaný kysličník hlinitý se dostávají kanálem 23 do odlučovacího cyklónu 24, odkud přicházejí spaliny do předehřívače 11 hydrátu. Odloučený kysličník hlinitý se pohybuje kanálem 25 k automatickému uzávěru 26, který část z něj — jako výsledný produkt — vypouští kanálem 18 a ostatní část protlačuje kanálem 27 nazpět do reaktoru. Zařízení podle vynálezu zde nahrazuje automatický uzávěr tím způsobem, že materiál teče z odlučovacího cyklónu 24 do nádoby 1, z ní po době pobytu určené její kapacitou, vystupuje část materiálu v poměru délky výpustných hran 28, 29, resp. 30, 31, kanálem 32 jako výsledný produkt. Zbývající část protéká kanálem 33 nazpět do reaktoru 22.

Příklad 1

U kalcinační pece o výkonu 20 000 kg/h kysličníku hlinitého je množství hydrátu podávané dávkovacím systémem 14 (obr. 5) do předehříváku 11 35 550 kg/h, jeho teplota je 65 °C, jeho vázaná vlhkost 12 %, jeho ztráta žíháním 0,5 % a jeho ztráta úletem

3,6 kg/h. Kanálem 16 se meziprodukt o teplotě 400 °C dostává do přiváděči skříně. Teplota kysličníku hlinitého v peci 13 dosahuje 1200 °C. Kanálem 18 opouští již ochlazený kysličník hlinitý systém. Tento kysličník hlinitý obsahuje 70 až 80 % alfa-modifikace a 30 až 20 °/o gama-modifikace.

Příklad 2

Je-li dávkován hydrát téže kvality a téhož množství, pak protéká z předehříváku 11 (obr. 6) kanálem 35 a přiváděcím otvorem 2 do nádoby 1 podle vynálezu. Po uplynutí doby, po kterou hydrát zůstává v nádobě 1 a která je určena užitečným obsahem nádoby 1 — v tomto příkladu je to 30 minut — teče 50 % materiálu výtokovým otvorem 3 a žlabem 9 do kanálu 36. Odtud je dopravováno spalinami do předehříváku 11 hydrátu, kde se mísí s čerstvým hydrátem. Tím se trvale dostává do nádoby 1 materiál o teplotě 500 °C a odtud zbylých 50 % materiálu výtokovým otvorem 4 a žlabem 10 do přiváděči skříně 12. Za těchto okolností sestává 50 až 55 % kysličníku hlinitého, opouštějícího pec 13 kanálem 18, z alfa-modifikace a 50 až 45 °/o z gama-modifikace. Příklad 3

Platí-li výchozí údaje příkladu 2, avšak je-li použito přiváděči skříně 12 s hořákem 24 a dodatečného otápění, je teplota meziproduktu 800 °C. Průměrná doba pobytu je 30 minut, 20 až 30 % kysličníku hlinitého, •opouštějícího pec 13 kanálem 18, sestává z alfa-modifikace a 80 až 70 % z gama-modifikace.

Příklad 4

Hydrát s výchozími údaji jako v předchozím příkladu se dostává z předehříváku 11 (obr. 8) hydrátu kanálem 16 do reaktoru 22, odtud kanálem 23 do odlučovacího cyklónu a odtud do nádoby 1 podle vynálezu. Vzduchovým potrubím 6 proudí vzduch a udržuje hydrát ve vznosu a v souladu s technologickým předpisem protéká v poměru délek výtokových hran 28, 29, resp. 30, 31, například

B °/o kanálem 33 nazpět do reaktoru 22 a 55 % se dostává jako výsledný produkt kanálem 32 do chladicího systému. Kysličník hlinitý vyráběný tímto způsobem obsahuje 20 % alfa-mOdifikace a 80 % gama-modifikace.

Claims (4)

1. Samoregulující zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého, vyznačující se tím, že je tvořeno uzavřenou, případně tepelně izolovanou nádobou (1) opatřenou jedním přiváděcím otvorem (2) a více než jedním, zejména dvěma, výtokovými otvory (3, 4; 20, 21) s výtokovými hranami (28, 29; 30, 31) v téže výšce, spodní částí (5), vytvořenou jako pneumatický nebo vibrační kypřič, a odváděcími prostředky (9, 10) materiálu, napojujícími se na výtokové otvory (3, 4).

2. Samoregulující zařízení podle bodu 1, vynalezu vyznačující se tím, že odváděči prostředky (9, 10) materiálu jsou tvořeny žlaby.

3. Samoregulující zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zahrnuje jednu nebo několik regulačních desek (7a, 7b) ke změně a nastavení šířky jednoho nebo několika výtokových otvorů (3, 4).

4. Samoregulující zařízení podle kteréhokoliv z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že zahrnuje mechanismus (8a, 8b) k výškovému nastavování výtokových hran (28, 29) výtokových otvorů (3, 4).