CS220756B2

CS220756B2 - Self-regulating dust distributing devices, especially for equipment for calcining alumina

Info

Publication number: CS220756B2
Application number: CS194978A
Authority: CS
Inventors: Istvan Kraxner; Antal Seboek; Janos Steiner; Jozsef Toth
Original assignee: Magyar Aluminium; Alm Asfuzitoei Timfoeldgyar
Priority date: 1978-03-28
Filing date: 1978-03-28
Publication date: 1983-04-29

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.The invention relates to a self-regulating dust distribution device, in particular for alumina calcination devices. The essence of this device is that it consists of a closed, possibly thermally insulated container, provided with one feed opening and more than one, in particular two, outlet openings with outlet edges at the same height, a lower part formed as a pneumatic or vibrating agitator, and material discharge means connected to the outlet openings.

Description

Vynález se týká samoregulujícího zařízení k rozdělování prachu, zejména pro zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a self-regulating device for distributing dust, in particular for a device for calcining alumina.

V současné době používaná zařízení ke kalcinaci kysličníku hlinitého lze rozdělit do tří skupin:The currently used alumina calcination plant can be divided into three groups:

a) sušení a předehřívání hydrátu probíhá v cyklónech, žíhání v rotační peci. K chlazení výsledného produktu slouží deskové chladiče, chladicí bubny apod.;a) drying and preheating of the hydrate takes place in cyclones, annealing in a rotary kiln. Plate coolers, cooling drums, etc .;

bj jak sušení a předehřátí hydrátu, tak i chlazení výsledného produktu probíhá v cyklónech, zatímco žíhání se provádí v rotační peci;bj both drying and preheating the hydrate and cooling the resulting product in cyclones while annealing is carried out in a rotary kiln;

c) sušení, předehřátí a ohřev probíhá v cyklónech, zatímco se žíhá ve speciálních reaktorech. K chlazení výsledného produktu slouží cyklóny a fluidizační chladiče.c) drying, preheating and heating takes place in cyclones while annealing in special reactors. Cyclones and fluidization coolers are used to cool the resulting product.

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.Pure, i.e. 100% alumina, gara-modification is particularly suitable for metallurgical purposes. In practice, however, it is unreachable. Therefore, an end product is sought which, in addition to the gamma modification, contains only the alpha modification but only a relatively small proportion in relation to the gamma modification.

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.A characteristic common feature of the alumina calcination plant of the a, a and b groups is that a complete scale of crystalline modifications can be found in the calcined aluminum oxides produced therein. In fact, the hydrate passes through the hydrate heating system very quickly, within 1 to 2 minutes, during which time the hydrate is heated to 400 to 500 ° C. Annealing up to 1200 ° C takes place in a rotary kiln, which is thermally technically operating under very unfavorable conditions. The residence time of the material in the rotary kiln can be changed by varying the rotational speed of the kiln. However, it may happen that some of the individual particles of material are not sufficiently heated or at an appropriate temperature which is insufficient due to the time used for thermal decomposition.

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.This deficiency is lacking in the device for calculating the alumina group c, since more favorable thermal conditions for annealing are created in the reactor. In addition, the material residence time can be varied within a wide range. As a result, alumina with the corresponding gamma / alpha modification can be produced. A drawback of these Group c alumina calcination devices is that the removal of alumina can only be accomplished by a complicated, automatically operating device.

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.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an alumina calcination plant with a residence time in the hydrate heating system to achieve a homogeneous product, while at the same time obtaining alumina from the plant by simple means.

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.The above-mentioned drawbacks do not have a self-regulating dust distribution device, in particular for the alumina calcination plant according to the invention, which consists in that it consists of a closed or thermally insulated container provided with one inlet opening and more than one, in particular two outlet apertures with discharge edges at the same height, a lower part formed as a pneumatic or vibrating cultivator, and material discharge means connecting to the apertures.

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.Preferably, the drainage means are formed by troughs. Preferably, the device according to the invention further comprises one or more control plates for changing and adjusting the width of one or more outlets. The device according to the invention also preferably comprises a mechanism for height adjusting the outflow edges of the outflow openings.

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.The advantage of the device according to the invention is that it provides the residence time in the hydrate heating system for the alumina calendering equipment a and b to achieve a homogeneous product and, moreover, allows, especially with the c group calcining equipment, unchanged good product quality. aluminum from equipment without complicated and automatically working equipment. The device even works as a self-regulating.

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.Giant. 1 shows schematically a cross-section through a dust distribution device, FIG. 2 shows another embodiment of the object of FIG. 1, FIG. 3 shows a cross-sectional view in another plane of the object of FIG. 1, with additional control plates being provided. Giant. 4 shows the object according to FIG. 1 and the height-adjusting plates for the outflow edges of the outlet openings; FIG. FIG. Fig. 6 shows the object of Fig. 5 with a dust distribution device according to the invention; Fig. 7 shows schematically an aluminum oxide c calcining plant and Fig. 8 shows the object of Fig. 7 with a dust distribution device according to the invention.

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.FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention. The closed vessel 1 has an inlet opening 2, two outflow openings 3, 4, in the lower part 5 a porous partition wall and an air supply line 6 opening into the space below the partition wall. Troughs 9, respectively. The outlet edges 28, 29 of the outlet openings 3, 4 are at the same height along a straight line.

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.The device according to the invention shown in Fig. 2 differs from the device in Fig. 1 in that the upper portions of the tubes 20, 21 built into the wall of the container 1 form two outflow openings. The ends of the tubes form the outflow edges 30, 31 and are in the same plane.

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.FIG. 3, which shows a horizontal cross-section of the device of FIG. 1, shows the control plates 7a, 7b, which can be displaced independently of one another in a water plane 210756, thereby increasing or decreasing the width of the outlets.

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.FIG. 4 shows an embodiment of the invention according to FIG. 1, supplemented by control plates 8a, 8b which are movable together up and down and regulate the height level of the discharge edges 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.The device operates in such a way that the preheated hydrate flows continuously through the inlet opening 2. Through the air duct 6, the air passes under the partition wall 5. The air penetrates the pores of the partition wall 5 and keeps the hydrate floating. It then continuously exits through the outflow openings 3, 4 from the container 1 and reaches the troughs 9 and 9, respectively. 10. The width of the outlets 3, 4 may be the same or even different, depending on the ratio in which the effluent hydrate is to be divided into two parts.

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.By means of the control plates 7a, 7b, the ratio of the hydrate continuously exiting through the outlet openings 3, 4 can also be varied during operation. Through the control plates 8a, 8b, the amount of hydrate present in the vessel 1 can be increased or decreased, and hence the thermal residence time of the hydrate passing through.

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 kanálemThe connection of the device according to the invention to known devices of groups a and b as well as the function of the device is illustrated by Figs. 2 and 6. In Fig. 5 a traditional device is sketched in which the hydrate enters the dispensing system 14 continuously into the hydrate preheater 11, then 16 to the feed box 12 and from there to the furnace 13. From the furnace 13, the calcined alumina is discharged through a duct.

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 19.18. The heat required for calcination is generated behind the burner 17 in the furnace 13. The flue gases are passed from the furnace 13 through the feed box 12 and through the channel 15 to the preheater 11, where they preheat the hydrate and then leave the apparatus through the channel 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.In Fig. 6 the device according to Fig. 5 is supplemented by a device according to the invention. Here, the preheated hydrate flows through the channel 35 and the inlet opening 2 into the container 1, where it dwells for a period which is determined by the capacity of the container. Then, a portion in proportion to the length of the outlet edges 28, 29 of the outlet openings 3, 4 flows through the trough 9 into the duct 36 where it is entrained by the flue gas and fed back to the hydrate preheater 11 in which it mixes with fresh hydrate coming from the hydrate dispensing system 14. The second part, after the trough 10, reaches the feed box 12 and from there comes to the furnace 13. The vessel 1 receives the air necessary to raise the hydrate through the air duct 6 while the flue gas leaves the hydrate preheater 11 through the channel 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.The known device of group c is shown in Fig. 7 alone and in Fig. 8 with the device according to the invention. The hydrate passes through the hydrate dispensing system 14 to the hydrate preheater 11, from where it passes through the channel 16 to the reactor 22, where it is calcined by the heat generated by the burner 17. The flue gases and calcined alumina . The separated alumina moves through the channel 25 to the automatic shutter 26, which part of it - as the final product - is discharged through the channel 18 and the other part is forced through the channel 27 back into the reactor. The device according to the invention here replaces the automatic closure in such a way that the material flows from the separating cyclone 24 into the container 1, leaving it after the residence time determined by its capacity, a portion of the material in proportion to the length of the discharge edges 28, 29 and 29 respectively. 30, 31, through channel 32 as the final product. The remainder flows through channel 33 back to the reactor 22.

Příklad 1Example 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 úletemIn a 20,000 kg / h aluminum oxide calcination furnace, the amount of hydrate delivered by the feed system 14 (Fig. 5) to the preheater 11 is 35,550 kg / h, its temperature is 65 ° C, its bound humidity is 12%, its loss on ignition , 5% and its loss by drift

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.3.6 kg / h. Through the channel 16, the intermediate product at a temperature of 400 ° C enters the feed box. The temperature of the alumina in the furnace 13 reaches 1200 ° C. Through the channel 18 the already cooled alumina leaves the system. This alumina contains 70-80% alpha modification and 30-20% gamma modification.

Příklad 2Example 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 3When a hydrate of the same quality and quantity is dosed, it flows from the preheater 11 (FIG. 6) through a channel 35 and a supply opening 2 into a container 1 according to the invention. After the time the hydrate remains in the vessel 1, which is determined by the useful content of the vessel 1 - in this example, it is 30 minutes - 50% of the material flows through the outlet opening 3 and the trough 9 into the channel 36. where it is mixed with fresh hydrate. In this way, the material at 500 DEG C. is continuously introduced into the vessel 1 and from there the remaining 50% of the material through the outlet opening 4 and the trough 10 into the feed box 12. Under these circumstances 50-55% of the alumina leaving the furnace 13 through channel 18 modification and 50 to 45 ° / oz gamma-modification. Example 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.If the starting data of Example 2 is true, but if a feed box 12 with burner 24 and post-heating is used, the intermediate temperature is 800 ° C. The average residence time is 30 minutes, 20-30% of the alumina leaving the furnace 13 through channel 18, consisting of alpha-modification and 80-70% of gamma-modification.

Příklad 4Example 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, napříkladThe starting hydrate, as in the previous example, is passed from the preheater 11 (FIG. 8) of the hydrate through channel 16 to the reactor 22, from there through channel 23 to the cyclone separator and from there to the vessel 1 according to the invention. Air flows through the air duct 6 and keeps the hydrate buoyant and flows in accordance with the technological regulations in proportion to the lengths of the outflow edges 28, 29 and 29, respectively. 30, 31, for example

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.Through the duct 33 through the reactor 22 back to the reactor 22 and 55%, as a resultant product, it passes through the duct 32 to the cooling system. The aluminum oxide produced in this way contains 20% alpha-modification and 80% gamma-modification.

Claims

Self-regulating dust distribution device, in particular for an alumina calcination plant, characterized in that it consists of a closed or thermally insulated container (1) having one supply opening (2) and more than one, in particular two, outlet openings (1). 3, 4; 20, 21) with discharge edges (28, 29; 30, 31) at the same height, a lower part (5) formed as a pneumatic or vibration cultivator, and material discharge means (9, 10) connecting to outlets (3, 4).

Self-regulating device according to claim 1, characterized in that the material removal means (9, 10) are formed by troughs.

A self-regulating device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises one or more control plates (7a, 7b) for changing and adjusting the width of one or more outlets (3, 4).

A self-regulating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a mechanism (8a, 8b) for height-adjusting the outflow edges (28, 29) of the outflow openings (3, 4).