DE102007041586B4 - Process and plant for the heat treatment of granular solids - Google Patents

Process and plant for the heat treatment of granular solids Download PDF

Info

Publication number
DE102007041586B4
DE102007041586B4 DE102007041586.0A DE102007041586A DE102007041586B4 DE 102007041586 B4 DE102007041586 B4 DE 102007041586B4 DE 102007041586 A DE102007041586 A DE 102007041586A DE 102007041586 B4 DE102007041586 B4 DE 102007041586B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line
fluidized bed
solids
bed reactor
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102007041586.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007041586A1 (en
Inventor
Pekka Hiltunen
Günter Schneider
Michael Missalla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metso Outotec Oyj
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Priority to DE102007041586.0A priority Critical patent/DE102007041586B4/en
Priority to BRPI0816090A priority patent/BRPI0816090B1/en
Priority to EA201000417A priority patent/EA016569B1/en
Priority to PCT/EP2008/005619 priority patent/WO2009026989A1/en
Priority to AU2008291392A priority patent/AU2008291392B2/en
Priority to UAA201003637A priority patent/UA100992C2/en
Publication of DE102007041586A1 publication Critical patent/DE102007041586A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007041586B4 publication Critical patent/DE102007041586B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/44Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
    • C01F7/441Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
    • C01F7/445Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination making use of a fluidised bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/001Calcining
    • B01J6/004Calcining using hot gas streams in which the material is moved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00141Coils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/0053Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

Verfahren zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen, insbesondere zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid, wobei die Feststoffe nach Vorwärmung in wenigstens einer Vorwärmstufe in einem Wirbelschichtreaktor erhitzt und dann wenigstens einem Wirbelschichtkühler zugeführt werden, in welchem die wärmebehandelten Feststoffe mit Hilfe von Fluidisierungsluft gekühlt werden, wobei man die Fluidisierungsluft aus dem Kühler abzieht und als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor leitet und der Sekundärgasstrom aufgeteilt und ein Bypassstrom an dem Wirbelschichtreaktor vorbei in eine Förderleitung für die Feststoffe geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Bypassstromes variabel ist und dass die Größe des Bypassstromes in Abhängigkeit von der Zufuhrrate der Feststoffe in den Wirbelschichtreaktor geregelt wird.Process for the heat treatment of granular solids, in particular for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide, the solids are heated after preheating in at least one preheating in a fluidized bed reactor and then fed to at least one fluidized bed cooler, in which the heat-treated solids are cooled by means of fluidizing air the fluidizing air is withdrawn from the condenser and passed as secondary gas into the fluidized bed reactor and split the secondary gas flow and a bypass flow is passed to the fluidized bed reactor in a feed line for the solids, characterized in that the size of the bypass flow is variable and in that the size of the bypass stream Depending on the feed rate of the solids is regulated in the fluidized bed reactor.

Figure DE102007041586B4_0001
Figure DE102007041586B4_0001

Description

Die Erfindung betrifft die Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen, insbesondere die Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid, wobei die Feststoffe nach Vorwärmung in wenigstens einer Vorwärmstufe in einem Wirbelschichtreaktor erhitzt, insbesondere kalziniert und dann wenigstens einem Wirbelschichtkühler zugeführt werden, in welchem die wärmebehandelten Feststoffe mit Hilfe von Fluidisierungsgas gekühlt werden, wobei man das Fluidisierungsgas aus dem Kühler abzieht und als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor leitet.The invention relates to the heat treatment of granular solids, in particular the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide, the solids are heated after preheating in at least one preheating in a fluidized bed reactor, in particular calcined and then fed to at least one fluidized bed cooler, in which the heat-treated solids with the aid of fluidizing gas are cooled, wherein the fluidizing gas is withdrawn from the condenser and passes as a secondary gas in the fluidized bed reactor.

Ein derartiges Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumoxid (Al2O3) aus Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) ist aus der EP 0 861 208 B1 bekannt. Hierbei wird das Aluminiumhydroxid nach Durchlaufen zweier Vorwärmstufen in einer zirkulierenden Wirbelschicht kalziniert. Die Vorwärmung des Aluminiumhydroxids erfolgt mit Hilfe von Abgas aus einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten Abscheider. Aus der Rückführleitung des Abscheiders wird wasserfreies heißes Aluminiumoxid abgezweigt und in einem Wirbelschichtkühler mit Luft direkt und indirekt gekühlt. Die dabei indirekt erwärmte Luft wird als Fluidisierungsluft in den Wirbelschichtreaktor geleitet, während die zur direkten Kühlung als Fluidisierungsluft in den Wirbelschichtkühler eingeführte Luft aus dem Kühler abgezogen und als Sekundärluft ebenfalls in den Wirbelschichtreaktor geleitet wird.Such a process for producing anhydrous alumina (Al 2 O 3 ) from aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) is known from EP 0 861 208 B1 known. Here, the aluminum hydroxide is calcined after passing through two preheating stages in a circulating fluidized bed. The preheating of the aluminum hydroxide is carried out with the aid of exhaust gas from a downstream of the fluidized bed reactor separator. From the return line of the separator anhydrous hot alumina is branched off and cooled directly and indirectly in a fluidized bed cooler with air. The thereby indirectly heated air is passed as fluidizing air in the fluidized bed reactor, while the introduced for direct cooling as fluidizing air into the fluidized bed cooler air is withdrawn from the cooler and also passed as secondary air in the fluidized bed reactor.

Aus der gattungsgemäßen DE 25 24 540 C2 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen bekannt, bei dem die Feststoffe nach Passieren einer Vorwärmstufe in einem Wirbelschichtreaktor erhitzt und dann in einen Wirbelschichtkühler geführt werden, in dem die Feststoffe mit Hilfe von Fluidisierungsluft gekühlt werden. Die aus dem Kühler abgezogene Fluidisierungsluft wird teilweise als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor rückgeführt, wobei als ein mögliches Ausführungsmerkmal ein zusätzlicher, ungeregelter Bypassstrom beschrieben ist, der Teile des Sekundärgases in die Förderleitung für Feststoffe leitet.From the generic DE 25 24 540 C2 For example, a method of heat treatment of granular solids is known in which the solids are heated after passing a preheat stage in a fluidized bed reactor and then passed into a fluidized bed cooler in which the solids are cooled by means of fluidizing air. The fluidizing air withdrawn from the cooler is partially recycled as a secondary gas into the fluidized bed reactor, wherein as a possible embodiment feature an additional, uncontrolled bypass flow is described which directs parts of the secondary gas into the conveying line for solids.

Die DE 1 767 628 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Durchführung endothermer Prozesse nach dem Wirbelschichtprinzip, wobei ein Teil des aus dem Kühler abgezogenen Gasstroms direkt in eine zweite Trockungsstufe eingeleitet wird.The DE 1 767 628 A1 also describes a method for carrying out endothermic processes according to the fluidized bed principle, wherein a portion of the withdrawn from the cooler gas stream is introduced directly into a second drying stage.

Auch aus der DE 102 60 741 A1 ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von körnigem Feststoff bekannt, die neben Vorwärmestufe, Wirbelschichtreaktor, Abfuhrleitung und Sekundärgasleitung eine von der Sekundärgasleitung abzweigende Bypassleitung zurück in die Förderleitung der Feststoffe beinhaltet.Also from the DE 102 60 741 A1 a device for heat treatment of granular solid is known, which includes in addition to preheating, fluidized bed reactor, discharge line and secondary gas line branching off from the secondary gas line bypass line back into the conveying line of the solids.

Es hat sich herausgestellt, dass bei Teillastbetrieb einer solchen Kalzinieranlage der spezifische Energieverbrauch (kJ/t Al2O3) höher ist als im Volllastbetrieb. Dies liegt daran, dass im Teillastbetrieb eine stark überstöchiometrische Verbrennung erfolgt (Verbrennungsluft-Brennstoff-Verhältnis λ >> 1), die zu höheren Abgastemperaturen führt als im Volllastbetrieb. Im Teillastbetrieb kann die Verbrennungsluft nicht beliebig verringert werden, um das λ-Verhältnis anzupassen, da die Verbrennungsluft gleichzeitig auch als Fördergas in den Förderleitungen eingesetzt wird und somit eine Mindestgeschwindigkeit bzw. Mindestförderluftmenge nicht unterschreiten darf.It has been found that at partial load operation of such a calcining plant the specific energy consumption (kJ / t Al 2 O 3 ) is higher than in full load operation. This is due to the fact that in partial load operation a strong superstoichiometric combustion takes place (combustion air / fuel ratio λ >> 1), which leads to higher exhaust gas temperatures than in full load operation. In partial load operation, the combustion air can not be arbitrarily reduced in order to adjust the λ ratio, since the combustion air is also used as a delivery gas in the delivery lines and thus must not fall below a minimum speed or minimum delivery air quantity.

Aufgabe der Erfindung ist es, den spezifischen Energieverbrauch einer Anlage auch bei Teillastbetrieb zu verringern.The object of the invention is to reduce the specific energy consumption of a system even at partial load operation.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Sekundärgasstrom wird an einer oder mehreren Stellen des Stromes aufgeteilt und ein Bypassstrom oder mehrere Bypassströme wird an dem Wirbelschichtreaktor vorbei in eine Förderleitung für die Feststoffe geleitet. Die Transport- und Verbrennungsaufgaben der Luft werden somit entkoppelt. Der als Verbrennungsluft in den Wirbelschichtreaktor eingebrachte Anteil des Sekundärgasstroms kann entsprechend der für die Kalzinierung der zugeführten Feststoffe ausreichenden Brennstoffzufuhr angepasst werden. Der verbleibende Teil des Sekundärgasstroms wird als Bypassstrom an dem Wirbelschichtreaktor vorbei direkt in eine Förderleitung für die Feststoffe geleitet, so dass dort eine ausreichende Fördergasmenge gewährleistet wird. Die Größe des Bypassstromes ist variabel, wobei sie vorzugsweise gemeinsam mit der Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Zufuhrrate der Feststoffe in den Wirbelschichtreaktor geregelt wird. Dadurch kann das λ-Verhältnis im Wirbelschichtreaktor für unterschiedliche Lastzustände des Reaktors jeweils optimal eingestellt werden.This object is achieved with the invention in a method of the type mentioned above essentially by the features of claim 1. The secondary gas stream is split at one or more locations of the stream, and one bypass stream or multiple bypass streams is passed past the fluidized bed reactor into a solids delivery line. The transport and combustion tasks of the air are thus decoupled. The introduced as combustion air in the fluidized bed reactor fraction of the secondary gas stream can be adjusted according to the sufficient for the calcination of the supplied solids fuel. The remaining part of the secondary gas stream is passed as a bypass flow past the fluidized bed reactor directly into a feed line for the solids, so that there is a sufficient amount of conveying gas is ensured. The size of the bypass stream is variable, and it is preferably controlled together with the fuel supply as a function of the feed rate of the solids in the fluidized bed reactor. As a result, the λ ratio in the fluidized bed reactor can be optimally adjusted for different load states of the reactor.

Es hat sich herausgestellt, dass auch bei einer sehr geringen Anlagenlast, bei der bis zu 70% des Sekundärgasstromes als Bypassstrom an dem Wirbelschichtreaktor vorbeigeführt werden, eine deutliche Verringerung des spezifischen Energieverbrauchs erreichbar ist.It has been found that even with a very low system load, in which up to 70% of the secondary gas flow are bypassed as a bypass flow to the fluidized bed reactor, a significant reduction in specific energy consumption can be achieved.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Bypassstrom vor einer Vorwärmstufe für die Feststoffe in die Förderleitung geleitet, um dort eine ausreichende Fluidisierung zu gewährleisten. Hierdurch kann gleichzeitig die im Sekundärgas enthaltene Wärmeenergie zur Vorwärmung der Feststoffe genutzt werden.In a further development of the invention, the bypass stream is passed before a preheating stage for the solids in the delivery line to ensure there adequate fluidization. As a result, at the same time the heat energy contained in the secondary gas can be used to preheat the solids.

Werden die Feststoffe einem Vorwärmer, insbesondere einem Suspensionsvorwärmer, zugeführt, in welchem sie mit Abgas aus einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten Abscheider vorgewärmt werden, wobei die Gas-/Feststoffmischung aus dem Suspensionsvorwärmer über eine zweite Förderleitung einem zweiten Abscheider zugeführt wird, so wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Bypassstrom in die zweite Förderleitung eingespeist. In dem Suspensionsvorwärmer wird bei der Kalzinierung von Aluminiumhydroxid frisches Hydrat zugemischt, welches unmittelbar mit den aus dem ersten Abscheider abgezogenen heißen Ofengasen reagieren sollte. If the solids are fed to a preheater, in particular a suspension preheater, in which they are preheated with exhaust gas from a separator arranged downstream of the fluidized bed reactor, the gas / solids mixture being fed from the suspension preheater via a second delivery line to a second separator, according to one particular preferred embodiment of the invention, the bypass flow fed into the second delivery line. In the suspension preheater fresh hydrate is mixed in the calcination of aluminum hydroxide, which should react directly with the withdrawn from the first separator hot furnace gases.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Bypassstrom in eine erste Förderleitung eingespeist, über welche Abgas aus dem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten ersten Abscheider in den Suspensionsvorwärmer eingeführt wird.According to another preferred embodiment of the invention, the bypass flow is fed into a first delivery line, via which exhaust gas from the fluidized bed reactor downstream first separator is introduced into the suspension preheater.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Gas-/Feststoffmischung aus dem Suspensionsvorwärmer einem zweiten Abscheider zugeführt, dessen Abgas zur Vorwärmung und Förderung frischer Feststoffe über eine dritte Förderleitung einer ersten Vorwärmstufe zugeführt wird, wobei der Bypassstrom direkt in die dritte Förderleitung eingespeist wird.In a further preferred embodiment of the invention, the gas / solids mixture from the suspension preheater is fed to a second separator, the exhaust gas for preheating and conveying fresh solids via a third delivery line of a first preheating is fed, wherein the bypass flow is fed directly into the third delivery line.

Grundsätzlich kann der Sekundärgasstrom an jeder Stelle des Prozesses mit einem oder mehreren Bypassströmen geteilt werden. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird aber der Sekundärgasstrom nach dem Durchlaufen der Vorwärmstufen des Sekundärgasstromes (Kühlstufen des Materials aus dem Reaktor) geteilt.In principle, the secondary gas stream can be divided at any point of the process with one or more bypass streams. In the preferred embodiment of the invention, however, the secondary gas stream is divided after passing through the preheating stages of the secondary gas stream (cooling stages of the material from the reactor).

Eine Anlage zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wird durch die Merkmale des Anspruchs 7 beschrieben. In der Bypassleitung ist ein Regelventil, Schieber oder dgl. inklusive Messeinrichtung für den Volumenstrom vorgesehen. Weiterhin kann in einer Weiterbildung der Erfindung in der Bypassleitung und/oder in der verbleibenden Sekundärluftleitung eine Einrichtung zur Kontrolle des Druckes und/oder des Druckverlustes vorgesehen sein.A plant for heat treatment of granular solids, which is suitable for carrying out the method according to the invention is described by the features of claim 7. In the bypass line, a control valve, slide or the like. Provided including measuring device for the flow rate. Furthermore, in a development of the invention in the bypass line and / or in the remaining secondary air line, a device for controlling the pressure and / or the pressure loss can be provided.

Um die in dem Sekundärgasstrom enthaltene Wärme optimal auszunutzen, ist die Bypassleitung mit einer zu der wenigstens einen Vorwärmstufe führenden Förderleitung verbunden. In order to optimally utilize the heat contained in the secondary gas flow, the bypass line is connected to a conveying line leading to the at least one preheating stage.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Wirbelschichtreaktor ein erster Abscheider nachgeordnet, dessen Abgas über eine erste Förderleitung in einen Vorwärmer, insbesondere einen Suspensionsvorwärmer, geleitet wird, wobei der Suspensionsvorwärmer über eine zweite Förderleitung mit einem zweiten Abscheider verbunden ist und die Bypassleitung in die zweite Förderleitung mündet.In one embodiment of the invention, the fluidized bed reactor is followed by a first separator, the exhaust gas via a first feed line in a preheater, in particular a suspension preheater is passed, the suspension preheater is connected via a second delivery line with a second separator and the bypass line in the second delivery line empties.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Bypassleitung mit der ersten Förderleitung verbunden.In another embodiment of the invention, the bypass line is connected to the first delivery line.

Bei einer noch weiteren Ausgestaltung ist der zweite Abscheider über eine dritte Förderleitung mit einer ersten Vorwärmstufe für frische Feststoffe verbunden, und die Bypassleitung mündet in die dritte Förderleitung.In a still further embodiment, the second separator is connected via a third delivery line to a first preheating stage for fresh solids, and the bypass line opens into the third delivery line.

Die oben beschriebenen Einspeisungspunkte für die Bypassleitungen können in Abhängigkeit von den Anlagebedingungen alternativ oder kumulativ vorgesehen werden, wobei die jeweiligen Anteile individuell über die in den Bypassleitungen vorgesehenen Regelventile geregelt werden.The above-described feed points for the bypass lines can be provided alternatively or cumulatively, depending on the conditions of the installation, wherein the respective proportions are controlled individually via the control valves provided in the bypass lines.

Die erfindungsgemäße Prozessführung kann für alle Prozesse eingesetzt werden, die eine Förderung von Feststoffen benötigen z. B. Kalzinierung von Magnesiumcarbonat, Spaltung von Magnesiumsulfat, Röstung von Erzen oder Eisenerzvorwärmung.The process control according to the invention can be used for all processes that require a promotion of solids z. As calcination of magnesium carbonate, cleavage of magnesium sulfate, roasting ores or Eisenerzvorwärmung.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency.

Es zeigen:Show it:

1 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 1 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a first embodiment of the invention,

2 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform, 2 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a second embodiment,

3 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform, 3 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a third embodiment,

4 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform, 4 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a fourth embodiment,

5 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform, 5 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a fifth embodiment,

6 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer sechsten Ausführungsform, 6 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a sixth embodiment,

7 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer siebten Ausführungsform, 7 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to a seventh embodiment,

8 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer achten Ausführungsform, 8th 1 schematically a system for carrying out the method according to the invention according to an eighth embodiment,

9 ein Diagramm, das die Verringerung des spezifischen Energieverbrauchs in Abhängigkeit von dem an dem Wirbelschichtreaktor vorbeigeführten Bypassstrom darstellt. 9 a diagram illustrating the reduction of specific energy consumption in dependence on the bypass flow past the fluidized bed reactor.

Jede der Figuren zeigt nur die bevorzugte Ausführung, in der jeweils beispielhaft eine Bypassleitung nach der letzten Vorwärmung der Sekundärluft von der Sekundärluftleitung abzweigt.Each of the figures shows only the preferred embodiment, in each case a bypass line branches off after the last preheating of the secondary air from the secondary air line.

Bei der in 1 gezeigten Anlage gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird filterfeuchtes Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) an einer Aufgabestation 1 in einen ersten Flash-Reaktor 2 oder einen Suspensionsvorwärmer (erste Vorwärmstufe) eingetragen, in dem es von einem aus der Anlage kommenden Abgasstrom erfasst und einer Abscheideeinrichtung 3 zugeführt wird. Das aus der Abscheideeinrichtung 3 austretende Abgas wird zur Entstaubung einer bspw. elektrostatischen Gasreinigung 4 und schließlich einem nicht dargestellten Kamin zugeleitet.At the in 1 shown plant according to the first embodiment of the invention is filter-moist aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) at a loading station 1 in a first flash reactor 2 or a suspension preheater (first preheating stage) is entered, in which it is detected by an exhaust gas stream coming from the plant and a separation device 3 is supplied. That from the separator 3 exiting exhaust gas is used for dedusting an example. Electrostatic gas cleaning 4 and finally fed to a fireplace, not shown.

Der aus der Abscheideeinrichtung 3 austretende Feststoff gelangt über eine Leitung 5 in einen zweiten Vorwärmer, der insbesondere als Suspensionsvorwärmer 6 ausgebildet ist (zweite Vorwärmstufe), in welchem der Feststoff von dem über eine erste Förderleitung 7 aus einem Rückführzyklon (erster Abscheider) 8 einer zirkulierenden Wirbelschicht austretenden Abgas erfasst und weiter entwässert bzw. dehydratisiert wird. Die Gas-/Feststoffmischung aus dem Suspensionsvorwärmer 6 wird über eine zweite Förderleitung 9 einem Abscheidezyklon (zweiter Abscheider) 10 zugeführt, in welchem die Feststoffe von dem Gas getrennt werden. Das Gas wird über eine dritte Förderleitung 11 als Fördergas in den Flash-Reaktor 2 eingeleitet und transportiert das frische Aluminiumhydroxid zu der Abscheideeinrichtung 3, wobei es gleichzeitig die Feststoffe vorwärmt.The from the separator 3 escaping solid passes through a pipe 5 in a second preheater, in particular as a suspension preheater 6 is formed (second preheating stage), in which the solid of the via a first conveying line 7 from a recycle cyclone (first separator) 8th detected exhaust gas exiting a circulating fluidized bed and further dehydrated or dehydrated. The gas / solids mixture from the suspension preheater 6 is via a second delivery line 9 a separation cyclone (second separator) 10 fed, in which the solids are separated from the gas. The gas is delivered via a third delivery line 11 as a delivery gas in the flash reactor 2 introduced and transported the fresh aluminum hydroxide to the separator 3 while preheating the solids.

Die in dem Abscheidezyklon 10 abgeschiedenen Feststoffe werden über eine Feststoffzufuhrleitung 12 in einen Wirbelschichtreaktor 13a eingetragen, in welchem sie mit Hilfe von über eine Brennstoffleitung 14 zugeführtem Brennstoff bei einer Temperatur im Bereich von 850 bis 1000°C kalziniert werden. Die zur Verbrennung erforderlichen sauerstoffhaltigen Gasströme, bspw. Luft oder sauerstoffangereicherte Luft, werden über eine Primärgasleitung 15 als Fluidisierungsgas und über eine Sekundärgasleitung 16 als Sekundärgas zugeführt.The in the separation cyclone 10 separated solids are passed through a solids feed line 12 in a fluidized bed reactor 13a enlisted in which they with the help of over a fuel line 14 supplied fuel at a temperature in the range of 850 to 1000 ° C calcined. The oxygen-containing gas streams required for combustion, for example air or oxygen-enriched air, are conveyed via a primary gas line 15 as fluidizing gas and via a secondary gas line 16 fed as secondary gas.

Die Gas-Feststoff-Suspension tritt über eine Verbindungsleitung 17 in den Rückführzyklon 8 der zirkulierenden Wirbelschicht ein, in dem eine neuerliche Trennung von Feststoff und Gas erfolgt. Über eine Abfuhrleitung 18 wird der aus dem Rückführzyklon 8 austretende Feststoff einem ersten, aus Steigleitung 19 und Zyklonabscheider 20 gebildeten Suspensionskühler zugeleitet. Das Abgas des Zyklonabscheiders 20 gelangt über die Sekundärgasleitung 16 in den Wirbelschichtreaktor 13a, der Feststoff in einen aus Steigleitung 21 und Zyklonabscheider 22 gebildeten zweiten Suspensionskühler. Das Abgas des zweiten Suspensionskühlers wird über eine Leitung 23 als Fördergas in die Steigleitung 19 des ersten Suspensionskühlers geleitet. Nach dem Verlassen des letzten Suspensionskühlers erfährt das erzeugte Aluminiumoxid eine Schlusskühlung in einem mit vier Kühlkammern ausgestatteten Wirbelschichtkühler 24. In dessen erster Kammer erfolgt eine Aufheizung des dem Wirbeischichtreaktor 13a zugeführten Fluidisierungsgases (Primärgas), in den nachgeschalteten Kammern eine Kühlung gegen ein Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser, das im Gegenstrom geführt wird. Das Aluminiumoxid tritt schließlich über die Leitung 25 aus.The gas-solid suspension passes through a connecting line 17 in the return cyclone 8th the circulating fluidized bed, in which a further separation of solid and gas takes place. Via a discharge line 18 becomes the one from the recycling cyclone 8th escaping solid a first, from riser 19 and cyclone separators 20 fed suspension cooler supplied. The exhaust gas of the cyclone separator 20 passes through the secondary gas line 16 in the fluidized bed reactor 13a , the solid in a riser 21 and cyclone separators 22 formed second suspension cooler. The exhaust gas of the second suspension cooler is via a line 23 as conveying gas into the riser 19 passed the first suspension cooler. After leaving the last suspension cooler, the alumina produced undergoes final cooling in a fluidized-bed cooler equipped with four cooling chambers 24 , In the first chamber there is a heating of the Wirbeischichtreaktor 13a supplied fluidizing gas (primary gas), in the downstream chambers cooling against a heat transfer medium, preferably water, which is conducted in countercurrent. The alumina eventually passes over the line 25 out.

Von der Sekundärgasleitung 16 zweigt vor dem Wirbelschichtreaktor 13a eine Bypassleitung 26a ab, die in die zweite Förderleitung 9 mündet. In der Bypassleitung 26a ist ein Regelventil 27a oder ein Schieber oder dgl. vorgesehen, um den Anteil des aus der Sekundärgasleitung 16 abgezweigten Bypassstromes einzustellen.From the secondary gas line 16 branches in front of the fluidized bed reactor 13a a bypass line 26a starting in the second delivery line 9 empties. In the bypass line 26a is a control valve 27a or a slider or the like provided to the proportion of the secondary gas line 16 Set branched bypass current.

Bei Volllastbetrieb der Anlage wird das Regelventil 27a normalerweise geschlossen sein, so dass das gesamte über die Sekundärgasleitung 16 und die dazugehörigen vorgeschalteten Kühler und Leitungen herangeführte Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor 13a eingespeist wird und für die Verbrennung zur Verfügung steht. Arbeitet die Anlage dagegen nur bei Teillast, d. h. wird nur eine geringere Menge an Aluminiumhydroxid über die Aufgabestation 1 aufgegeben, so kann der Anteil des über die Leitung 16 in den Wirbelschichtreaktor 13a eingespeisten Sekundärgases verringert werden, um das λ-Verhältnis an die für die Kalzinierung geringerer Aluminiumhydroxidmengen erforderliche geringere Brennstoffzufuhr anzupassen einen Anstieg der Verbrennungs- und damit der Abgastemperaturen zu vermeiden. Der verbleibende Teil des Sekundärgastromes wird über die Bypassleitung 26a direkt in die zweite Förderleitung 9 eingespeist und unterstützt die Förderung der Feststoffe von dem Suspensionsvorwärmer 6 durch die weiteren Teile der Anlage. Hierdurch wird sichergestellt, dass immer eine ausreichende Fördergasmenge zur Verfügung steht und ein Absetzen und Anbacken von Partikeln an den Wänden der Förderleitungen oder der Abscheider vermieden wird. Gleichzeitig wird die im Bypassstrom enthaltene Wärmeenergie zur Vorwärmung der Feststoffe genutzt.At full load operation of the system becomes the control valve 27a normally be closed, leaving the entire over the secondary gas line 16 and the associated upstream coolers and lines brought secondary gas into the fluidized bed reactor 13a is fed and available for combustion. In contrast, the system only operates at partial load, ie only a smaller amount of aluminum hydroxide is supplied via the feed station 1 abandoned, so the proportion of over the line 16 in the fluidized bed reactor 13a be fed reduced secondary gas to adjust the λ ratio to the required for the calcination of lower amounts of aluminum hydroxide smaller fuel supply to avoid an increase in the combustion and thus the exhaust gas temperatures. The remaining part of the secondary gas flow is via the bypass line 26a directly into the second delivery line 9 fed and supports the promotion of solids from the suspension preheater 6 through the other parts of the plant. hereby it is ensured that there is always a sufficient amount of conveying gas available and settling and caking of particles on the walls of the delivery lines or the separator is avoided. At the same time, the heat energy contained in the bypass flow is used to preheat the solids.

Alternativ kann der Bypassstrom auch beispielsweise aus der Leitung 23 oder der ersten Kühlstufe 29 des Wirbelschichtkühlers abgezweigt werden.Alternatively, the bypass flow can also be taken from the line, for example 23 or the first cooling stage 29 the fluidized bed cooler are diverted.

Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen ähnlich aufgebaut wie die Anlage gemäß 1. Allerdings ist bei der in 2 gezeigten Anlage der Wirbelschichtkühler in zwei getrennten Kühlstufen 29, 30 aufgebaut, wobei die erste Kühlstufe 29 der ersten Kammer des Wirbelschichtkühlers 24 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht und der Aufheizung des dem Wirbelschichtreaktor 13a zugeführten Fluidisierungsgases (Primärgas) dient. In der zweiten Kühlstufe 30 wird das erzeugte Aluminiumoxid in drei Kühlkammern gegen ein Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser, das im Gegenstrom geführt wird, schlussgekühlt.In the 2 shown second embodiment of the present invention is substantially similar in structure to the system according to 1 , However, at the in 2 shown installation of the fluidized bed cooler in two separate cooling stages 29 . 30 built, the first cooling stage 29 the first chamber of the fluidized bed cooler 24 according to the first embodiment and the heating of the fluidized bed reactor 13a supplied fluidizing gas (primary gas) is used. In the second cooling stage 30 the aluminum oxide produced is finally cooled in three cooling chambers against a heat transfer medium, preferably water, which is conducted in countercurrent.

Im Übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der in 2 gezeigten Anlage der Anlage der ersten Ausführungsform gemäß 1, so dass auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann.Incidentally, the structure and functioning of the in 2 shown installation of the system of the first embodiment according to 1 so that reference may be made to the above description.

Bei der in 3 gezeigten dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage wird ein Teilstrom des mäßig warmen Aluminiumhydroxids vor Einspeisen in den Suspensionsvorwärmer 6 abgezweigt und über einen Hydratbypass 31 einer Mischkammer 32 zugeführt, in welcher es dem in Wirbelschichtreaktor 13a erzeugten heißen Aluminiumoxid zugemischt wird. Dieses Verfahren ist in der EP 0 861 208 B1 im Detail beschrieben.At the in 3 shown third embodiment of a system according to the invention is a partial stream of moderately warm aluminum hydroxide before feeding into the suspension preheater 6 branched off and via a hydrate bypass 31 a mixing chamber 32 supplied in which it in the fluidized bed reactor 13a produced hot alumina is mixed. This procedure is in the EP 0 861 208 B1 described in detail.

Bei der dritten Ausführungsform führt die von der Sekundärgasleitung 16 abzweigende Bypassleitung 26b in die erste Förderleitung 7, über welche das heiße Abgas aus dem Rückführzyklon 8 in den Suspensionsvorwärmer 6 eingeführt wird. Dadurch wird der für die Fluidisierung in dem Suspensionsvorwärmer 6 zur Verfügung stehende Gasstrom erhöht. Die Größe des Bypassstromes wird über das Regelventil 27b geregelt.In the third embodiment, the leads from the secondary gas line 16 branching bypass line 26b in the first funding line 7 over which the hot exhaust gas from the recycle cyclone 8th in the suspension preheater 6 is introduced. This becomes the one for fluidization in the suspension preheater 6 increased available gas flow. The size of the bypass flow is via the control valve 27b regulated.

Im Übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der in 3 gezeigten Anlage der Anlage der ersten Ausführungsform gemäß 1, so dass auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann.Incidentally, the structure and functioning of the in 3 shown installation of the system of the first embodiment according to 1 so that reference may be made to the above description.

Die in 4 gezeigte vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage unterscheidet sich von der Anlage gemäß 3 nur dahingehend, dass der Abzweigpunkt für den Hydratbypass 33 verlegt wurde. Anstatt wie beiIn the 4 shown fourth embodiment of a system according to the invention differs from the system according to 3 only to the effect that the branch point for the Hydratbypass 33 was moved. Instead of like

3 vor dem Suspensionsvorwärmer 6 abzuzweigen, zweigt der Hydratbypass 33 bei der Anlage gemäß 4 nach dem zweiten Abscheider 10 vor der Einführung der Feststoffe in den Wirbelschichtreaktor 13a ab. Hierdurch wird bereits eine Vorkalzinierung des im Bypass geführten Aluminiumhydroxids erreicht, so dass die Endkalzinierung dieser Feststoffe in der Mischkammer 32 beschleunigt wird. 3 in front of the suspension preheater 6 branch off, the Hydratbypass branches 33 at the plant according to 4 after the second separator 10 before the introduction of the solids in the fluidized bed reactor 13a from. As a result, a precalcination of the bypassed aluminum hydroxide is already achieved, so that the final calcination of these solids in the mixing chamber 32 is accelerated.

Die in 5 gezeigte fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen ähnlich aufgebaut wie die Anlage gemäß 3. Allerdings wurde lediglich der Einspeisungspunkt für die Bypassleitung 26c verlegt. Bei dieser Ausführungsform führt die von der Sekundärgasleitung 16 abzweigende Bypassleitung 26c in die dritte Förderleitung 11, die den Abscheidezyklon 10 mit dem Flash-Reaktor 2 verbindet. Hierdurch wird eine stärkere Vorwärmung des frischen, über die Aufgabestation 1 zugegebenen Aluminiumhydroxids in der ersten Vorwärmstufe erreicht. Außerdem wurde ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 2 der Wirbelschichtkühler mit zwei getrennten Kühlstufen 29, 30 ausgestaltet.In the 5 shown fifth embodiment of the present invention is essentially similar to the system according to 3 , However, only the feed point for the bypass line 26c laid. In this embodiment, the leads from the secondary gas line 16 branching bypass line 26c to the third funding line 11 that the separation cyclone 10 with the flash reactor 2 combines. As a result, a stronger preheating of the fresh, on the Aufgabestation 1 added aluminum hydroxide in the first preheating reached. In addition, similar to the embodiment according to 2 the fluidized bed cooler with two separate cooling stages 29 . 30 designed.

Bei der in 6 gezeigten sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde gegenüber der Anlage gemäß 5 lediglich der Abzweigpunkt für den Hydratbypass 33 verlegt und zwar in gleicher Weise wie bei der vierten Ausführungsform gemäß 4.At the in 6 shown sixth embodiment of the present invention has been compared to the system according to 5 only the branch point for the Hydratbypass 33 laid in the same manner as in the fourth embodiment according to 4 ,

Die 7 und 8 zeigen alternative Ausgestaltungen des Wirbeischichtreaktors 13a, b, c. Während bei den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 6 eine zirkulierende Wirbelschicht mit einem Wirbelschichtreaktor 13a und einer Rückführleitung 13a' vorgesehen ist, ist bei der siebten Ausführungsform der Erfindung gemäß 7 ein Flash-Reaktor 13b vorgesehen. Bei der achten Ausführungsform der Erfindung gemäß 8 ist dagegen ein Ringwirbelschichtreaktor 13c vorgesehen, wie er bspw. in der DE 102 60 741 A1 näher beschrieben ist. Im Übrigen entspricht die Funktions- und Wirkungsweise der Anlagen gemäß den 7 und 8 den ersten bis sechsten Ausführungsformen, so dass insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen wird. Es ist aber jederzeit möglich, auch andere Reaktoren als Wirbelschicht- oder Flash-Reaktoren mit Abscheidern einzusetzen, beispielsweise Zyklone, Drehrohröfen oder ähnliche Industrieöfen.The 7 and 8th show alternative embodiments of the fluidized bed reactor 13a , b, c. While in the embodiments according to the 1 to 6 a circulating fluidized bed with a fluidized bed reactor 13a and a return line 13a ' is provided is in the seventh embodiment of the invention according to 7 a flash reactor 13b intended. In the eighth embodiment of the invention according to 8th on the other hand is a ring fluidized bed reactor 13c provided, as he eg. in the DE 102 60 741 A1 is described in more detail. Incidentally, the function and mode of operation of the systems comply with the 7 and 8th the first to sixth embodiments, so that reference is made to the above description. However, it is always possible to use other reactors than fluidized bed or flash reactors with separators, for example cyclones, rotary kilns or similar industrial furnaces.

Es versteht sich, dass die alternativen Einspeisungspunkte der Bypassleitung 26a, b, c in die zweite Förderleitung 9, erste Förderleitung 7 bzw. dritte Förderleitung 11 sowie die Gestaltung des Wirbelschichtreaktors 13a, b, c oder des Wirbelschichtkühlers 24, 29, 30, wie sie bei einzelnen Anlagen im Detail beschrieben wurden, in beliebiger Kombination auch bei den jeweils in den anderen Figuren dargestellten Anlagen eingesetzt werden können. Auch ist es möglich, alle drei Einspeisungspunkte der Bypassleitungen 26a, b, c kumulativ vorzusehen. In diesem Fall erfolgt die Aufteilung des Bypassstromes durch entsprechende Ansteuerung der Regelventile 27a, b, c entsprechend den Anforderungen der Anlage. Weiterhin ist es selbstverständlich möglich, die Abzweigungspunkte an jede Stelle der Sekundärgasleitung bzw. der gesamten vorgelagerten Zufuhrleitungen für Sekundärgas zu legen.It is understood that the alternative feed points of the bypass line 26a , b, c in the second delivery line 9 , first funding line 7 or third funding line 11 and the design of the fluidized bed reactor 13a , b, c or the fluidized bed cooler 24 . 29 . 30 , as described in detail in individual plants, can be used in any combination in the systems shown in the other figures. It is also possible to use all three feed points of the bypass lines 26a , b, c cumulatively. In this case, the distribution of the bypass current is carried out by appropriate control of the control valves 27a , b, c according to the requirements of the system. Furthermore, it is of course possible to place the branch points at any point of the secondary gas line or the entire upstream supply lines for secondary gas.

Mit der erfindungsgemäßen Aufteilung des Sekundärgasstromes in einen als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor 13a, b, c eingespeisten und einen an dem Wirbelschichtreaktor 13a, b, c vorbei, direkt in die Förderleitungen 7, 9, 11 eingespeisten Bypassstrom, der der Förderung und Wärmerückgewinnung dient, lässt sich der spezifische Energieverbrauch einer Kalzinierungsanlage im Teillastbetrieb wesentlich reduzieren.With the inventive division of the secondary gas flow in a secondary gas in the fluidized bed reactor 13a , b, c and one fed to the fluidized bed reactor 13a , b, c over, directly into the delivery lines 7 . 9 . 11 fed bypass stream, which serves the promotion and heat recovery, the specific energy consumption of a calcination plant can be significantly reduced during partial load operation.

In 9 ist bei einer Anlage gemäß 1 der spezifische Energieverbrauch als Funktion der Teillast von 1250 t/d bis 2500 t/d dargestellt. Die obere, durchgezogene Kurve entspricht dem Verlauf des spezifischen Energieverbrauchs, wenn kein Bypassstrom verwendet wird. Die untere, gestrichelte Kurve entspricht dem Verlauf des spezifischen Energieverbrauchs mit Bypassstrom und der Bedingung, dass die Kalzinierung mit einem Luftüberschuss Lambda = 1,2 betrieben wird. Wird kein Bypassstrom vorgesehen, so ergibt sich bei einer Teillast von 1250 t/d ein spezifischer Mehrverbrauch von 20% (573 kJ/kg) gegenüber dem Volllastbetrieb von 3300 t/d. Ist dagegen ein Bypassstrom von 70% vorgesehen, so nimmt der spezifische Mehrverbrauch nur um etwa 7 (195 kJ/kg) zu.In 9 is in a plant according to 1 the specific energy consumption is shown as a function of the partial load from 1250 t / d to 2500 t / d. The upper, solid curve corresponds to the course of the specific energy consumption when no bypass current is used. The lower, dashed curve corresponds to the course of the specific energy consumption with bypass flow and the condition that the calcination is operated with an excess air lambda = 1.2. If no bypass current is provided, a partial load of 1250 t / d results in a specific additional consumption of 20% (573 kJ / kg) compared to full-load operation of 3300 t / d. If, on the other hand, a bypass flow of 70% is provided, the specific additional consumption only increases by about 7 (195 kJ / kg).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Aufgabestationfeeding station
22
Flash-Reaktor (erste Vorwärmstufe)Flash reactor (first preheating stage)
33
Abscheideeinrichtungseparating
44
Gasreinigunggas cleaning
55
Leitungmanagement
66
Vorwärmerpreheater
77
erste Förderleitungfirst support line
88th
Rückführzyklon (erster Abscheider)Recycle cyclone (first separator)
99
zweite Förderleitungsecond funding line
1010
Abscheidezyklon (zweiter Abscheider)Separation cyclone (second separator)
1111
dritte Förderleitungthird funding line
1212
FeststoffzufuhrleitungSolid supply line
13a13a
Wirbelschichtreaktor (zirkulierende Wirbelschicht)Fluidised bed reactor (circulating fluidized bed)
13a'13a '
RückführleitungReturn line
13b13b
Flash-ReaktorFlash reactor
13c13c
RingwirbelschichtreaktorAnnular fluidized bed reactor
1414
Brennstoffleitungfuel line
1515
PrimärgasleitungPrimary gas line
1616
SekundärgasleitungSecondary gas line
1717
Verbindungsleitungconnecting line
1818
Abfuhrleitungdischarge line
1919
Steigleitungriser
2020
Zyklonabscheidercyclone
2121
Steigleitungriser
2222
Zyklonabscheidercyclone
2323
Leitungmanagement
2424
WirbelschichtkühlerFluidized bed cooler
2525
Leitungmanagement
26a, b, c26a, b, c
Bypassleitungbypass line
27a, b, c27a, b, c
Regelventilcontrol valve
2929
erste Kühlstufe des Wirbelschichtkühlersfirst cooling stage of the fluidized bed cooler
3030
zweite Kühlstufe des Wirbelschichtkühlerssecond cooling stage of the fluidized bed cooler
3131
Hydratbypasshydrate bypass
3232
Mischkammermixing chamber
3333
Hydratbypasshydrate bypass

Claims (10)

Verfahren zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen, insbesondere zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid, wobei die Feststoffe nach Vorwärmung in wenigstens einer Vorwärmstufe in einem Wirbelschichtreaktor erhitzt und dann wenigstens einem Wirbelschichtkühler zugeführt werden, in welchem die wärmebehandelten Feststoffe mit Hilfe von Fluidisierungsluft gekühlt werden, wobei man die Fluidisierungsluft aus dem Kühler abzieht und als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor leitet und der Sekundärgasstrom aufgeteilt und ein Bypassstrom an dem Wirbelschichtreaktor vorbei in eine Förderleitung für die Feststoffe geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Bypassstromes variabel ist und dass die Größe des Bypassstromes in Abhängigkeit von der Zufuhrrate der Feststoffe in den Wirbelschichtreaktor geregelt wird.Process for the heat treatment of granular solids, in particular for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide, wherein the solids are preheated in at least one preheating stage in a fluidized bed reactor and then fed to at least one fluidized bed cooler, in which the heat-treated solids are cooled by means of fluidizing air the fluidizing air is withdrawn from the condenser and passed as secondary gas into the fluidized bed reactor and split the secondary gas flow and a bypass flow is passed to the fluidized bed reactor in a conveying line for the solids, characterized in that the size of the bypass flow is variable and in that the size of the bypass flow in Depending on the feed rate of the solids is regulated in the fluidized bed reactor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 70% des Sekundärgasstromes als Bypassstrom an dem Wirbelschichtreaktor vorbeigeführt werden.A method according to claim 1, characterized in that up to 70% of the secondary gas stream are bypassed as a bypass stream to the fluidized bed reactor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypassstrom vor einer Vorwärmstufe für die Feststoffe in die Förderleitung geleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass flow is passed before a preheating stage for the solids in the feed line. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe einem Vorwärmer zugeführt werden, dem über eine erste Förderleitung Abgas aus einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten ersten Abscheider zugeführt wird, dass die Gas-/Feststoffmischung aus dem Vorwärmer über eine zweite Förderleitung einem zweiten Abscheider zugeführt wird, und dass der Bypassstrom in die zweite Förderleitung eingespeist wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Solids are fed to a preheater, which is supplied via a first feed line exhaust gas from a downstream of the fluidized bed reactor first separator, that the gas / solid mixture from the preheater via a second feed line to a second separator is fed, and that the bypass flow is fed into the second feed line becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe einem Vorwärmer zugeführt werden, dem über eine erste Förderleitung Abgas aus einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten ersten Abscheider zugeführt wird, und dass der Bypassstrom in die erste Förderleitung eingespeist wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solids are fed to a preheater, the exhaust gas from a downstream of the fluidized bed reactor first separator is fed via a first delivery line, and that the bypass flow is fed into the first delivery line. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe einem Vorwärmer zugeführt werden, dem über eine erste Förderleitung Abgas aus einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeordneten ersten Abscheider zugeführt wird, dass die Gas-/Feststoffmischung aus dem Vorwärmer über eine zweite Förderleitung einem zweiten Abscheider zugeführt wird, in welchem das Abgas von den Feststoffen getrennt wird, dass das Abgas des zweiten Abscheiders zur Vorwärmung und Förderung frischer Feststoffe über eine dritte Förderleitung einer ersten Vorwärmstufe zugeführt wird, und dass der Bypassstrom in die dritte Förderleitung eingespeist wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solids are fed to a preheater, which is supplied via a first feed line exhaust gas from a downstream of the fluidized bed reactor first separator, that the gas / solid mixture from the preheater via a second delivery line a second separator is supplied, in which the exhaust gas is separated from the solids, that the exhaust gas of the second separator for preheating and conveying fresh solids via a third delivery line to a first preheating stage is fed, and that the bypass flow is fed to the third delivery line. Anlage zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c), in welchem die Feststoffe erhitzt, insbesondere kalziniert, werden, wenigstens einer Vorwärmstufe (2, 6) zur Vorwärmung der Feststoffe vor Einleiten in den Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) und wenigstens einem Kühler (20, 21, 22, 23, 24), in welchem die aus dem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) über eine Abfuhrleitung (18) abgezogenen Feststoffe mit Hilfe von Fluidisierungsgas gekühlt werden, wobei man das Fluidisierungsgas aus dem Kühler (20) abzieht und über eine Sekundärgasleitung (16) in den Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) leitet, wobei von der Sekundärgasleitung (16) und/oder der ihr zuführenden Leitung (23) und/oder dem Kühler (29) eine Bypassleitung (26a, 26b, 26c) abzweigt, die an dem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) vorbeiführt und mit einer Förderleitung (7, 9, 11) für die Feststoffe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassleitung (26a, 26b, 26c) ein Regelventil (27a, 27b, 27c) angeordnet ist.Plant for heat treatment of granular solids, in particular for carrying out a process according to one of the preceding claims, with a fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ), in which the solids are heated, in particular calcined, at least one preheating stage ( 2 . 6 ) for preheating the solids prior to introduction into the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) and at least one cooler ( 20 . 21 . 22 . 23 . 24 ), in which the from the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) via a discharge line ( 18 ) solids are cooled by means of fluidizing gas, wherein the fluidizing gas from the cooler ( 20 ) and via a secondary gas line ( 16 ) in the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ), wherein from the secondary gas line ( 16 ) and / or the line ( 23 ) and / or the radiator ( 29 ) a bypass line ( 26a . 26b . 26c ) branches off, which at the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) and with a delivery line ( 7 . 9 . 1 1) for the solids, characterized in that in the bypass line ( 26a . 26b . 26c ) a control valve ( 27a . 27b . 27c ) is arranged. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) ein erster Abscheider (8) nachgeordnet ist, dessen Abgas über eine erste Förderleitung (7) in einen Vorwärmer (6) geleitet wird, dass der Vorwärmer (6) über eine zweite Förderleitung (9) mit einem zweiten Abscheider (10) verbunden ist und dass die Bypassleitung (26a) mit der zweiten Förderleitung (9) verbunden ist.Installation according to claim 7, characterized in that the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) a first separator ( 8th ) whose exhaust gas via a first delivery line ( 7 ) in a preheater ( 6 ), that the preheater ( 6 ) via a second pipeline ( 9 ) with a second separator ( 10 ) and that the bypass line ( 26a ) with the second delivery line ( 9 ) connected is. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) ein erster Abscheider (8) nachgeordnet ist, dessen Abgas über eine erste Förderleitung (7) in einen Vorwärmer (6) geleitet wird, und dass die Bypassleitung (26b) mit der ersten Förderleitung (7) verbunden ist.Installation according to claim 7, characterized in that the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) a first separator ( 8th ) whose exhaust gas via a first delivery line ( 7 ) in a preheater ( 6 ) and that the bypass line ( 26b ) with the first pipeline ( 7 ) connected is. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wirbelschichtreaktor (13a, 13b, 13c) ein erster Abscheider (8) nachgeordnet ist, dessen Abgas über eine erste Förderleitung (7) in einen Vorwärmer (6) geleitet wird, dass der Vorwärmer (6) über eine zweite Förderleitung (9) mit einem zweiten Abscheider (10) verbunden ist, dass der zweite Abscheider (10) über eine dritte Förderleitung (11) mit einer ersten Vorwärmstufe (2) für frische Feststoffe verbunden ist, und dass die Bypassleitung (26c) mit der dritten Förderleitung (11) verbunden ist.Installation according to claim 7, characterized in that the fluidized bed reactor ( 13a . 13b . 13c ) a first separator ( 8th ) whose exhaust gas via a first delivery line ( 7 ) in a preheater ( 6 ), that the preheater ( 6 ) via a second pipeline ( 9 ) with a second separator ( 10 ), that the second separator ( 10 ) via a third funding line ( 11 ) with a first preheating stage ( 2 ) for fresh solids, and that the bypass line ( 26c ) with the third funding line ( 11 ) connected is.
DE102007041586.0A 2007-09-01 2007-09-01 Process and plant for the heat treatment of granular solids Expired - Fee Related DE102007041586B4 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007041586.0A DE102007041586B4 (en) 2007-09-01 2007-09-01 Process and plant for the heat treatment of granular solids
BRPI0816090A BRPI0816090B1 (en) 2007-09-01 2008-07-10 process and installation for heat treatment of granulated solids
EA201000417A EA016569B1 (en) 2007-09-01 2008-07-10 Process and plant for the thermal treatment of granular solids
PCT/EP2008/005619 WO2009026989A1 (en) 2007-09-01 2008-07-10 Process and plant for the thermal treatment of granular solids
AU2008291392A AU2008291392B2 (en) 2007-09-01 2008-07-10 Process and plant for the thermal treatment of granular solids
UAA201003637A UA100992C2 (en) 2007-09-01 2008-07-10 Process and plant for thermal treatment of particulate solids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007041586.0A DE102007041586B4 (en) 2007-09-01 2007-09-01 Process and plant for the heat treatment of granular solids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007041586A1 DE102007041586A1 (en) 2009-03-05
DE102007041586B4 true DE102007041586B4 (en) 2014-03-27

Family

ID=39951542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007041586.0A Expired - Fee Related DE102007041586B4 (en) 2007-09-01 2007-09-01 Process and plant for the heat treatment of granular solids

Country Status (6)

Country Link
AU (1) AU2008291392B2 (en)
BR (1) BRPI0816090B1 (en)
DE (1) DE102007041586B4 (en)
EA (1) EA016569B1 (en)
UA (1) UA100992C2 (en)
WO (1) WO2009026989A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009006094B4 (en) * 2009-01-26 2018-10-31 Outotec Oyj Process and plant for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide
DE102009006095B4 (en) * 2009-01-26 2019-01-03 Outotec Oyj Process and plant for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide
DE102015108722A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Outotec (Finland) Oy Process and plant for the thermal treatment of granular solids
DE102016103100A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-24 Outotec (Finland) Oy Process and apparatus for the thermal treatment of granular solids
DE102016104738A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-21 Outotec (Finland) Oy Process and apparatus for the thermal treatment of granular solids
AU2017365247B2 (en) * 2016-11-22 2019-10-31 Metso Metals Oy Process and plant for thermal treatment in a fluidized bed reactor
CN108083294A (en) * 2018-02-12 2018-05-29 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 A kind of device and method that aluminium oxide and sodium oxide molybdena are extracted from red mud

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1767628A1 (en) * 1968-05-30 1972-03-09 Metallgesellschaft Ag Procedure for carrying out endothermic processes
DE2524540C2 (en) * 1975-06-03 1986-04-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Process for performing endothermic processes
DE10260741A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-08 Outokumpu Oyj Process and plant for the heat treatment of fine-grained solids

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1143880A (en) * 1967-06-16 1900-01-01
DE2048207A1 (en) * 1970-10-01 1972-04-06 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Equipment for the production of alumina from alumina hydrate
DE19542309A1 (en) 1995-11-14 1997-05-15 Metallgesellschaft Ag Process for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1767628A1 (en) * 1968-05-30 1972-03-09 Metallgesellschaft Ag Procedure for carrying out endothermic processes
DE2524540C2 (en) * 1975-06-03 1986-04-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Process for performing endothermic processes
DE10260741A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-08 Outokumpu Oyj Process and plant for the heat treatment of fine-grained solids

Also Published As

Publication number Publication date
EA201000417A1 (en) 2010-10-29
BRPI0816090B1 (en) 2018-09-11
AU2008291392A1 (en) 2009-03-05
AU2008291392B2 (en) 2013-05-23
EA016569B1 (en) 2012-05-30
DE102007041586A1 (en) 2009-03-05
WO2009026989A1 (en) 2009-03-05
BRPI0816090A2 (en) 2015-04-07
UA100992C2 (en) 2013-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3752780B1 (en) Clinker production with oxyfuel process without recirculation of the preheater exhaust gases
DE102007041586B4 (en) Process and plant for the heat treatment of granular solids
DE102009006095B4 (en) Process and plant for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide
DE102009006094B4 (en) Process and plant for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide
EP0861208A1 (en) Process for producing aluminium oxide from aluminium hydroxide
EP3594597B1 (en) Method for controlling a sulphur, halogen and/or alkaline circuit and device for producing cement clinkers from a calcined raw meal
DE2518874C2 (en) Process and plant for at least partial calcination of raw materials
DE3215793A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE SULFURING CIRCUIT AND / OR THE SO (ARROW DOWN) 2 (ARROW DOWN) EMISSION IN A PLANT FOR BURNING FINE GRAIN GOODS
DD231329A5 (en) APPARATUS AND METHOD FOR THE CONTINUOUS CALCINATION OF ALUMINUM HYDROXIDE
EP0154281B1 (en) Process and apparatus for cement manufacture
DE3333718A1 (en) PLANT FOR BURNING FINE-GRAINED GOODS, PARTICULARLY TO CEMENT CLINKER
DE3248175A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR THE THERMAL TREATMENT OF MINERAL RAW MATERIALS
DE602004007818T2 (en) METHOD AND APPARATUS FOR HEATING PARTICLE OR POWDER MATERIAL BEFORE HEATING
DE2737992A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING CEMENT MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF PORTLAND CEMENT
DE3319083A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING LIME-BASED BINDERS, IN PARTICULAR CEMENTS
DE10331364B3 (en) Process and plant for the production of metal oxide from metal hydroxide
DE2846584A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE HEAT TREATMENT OF FINE GRAIN GOODS
DE102010050495A1 (en) Process and plant for the production of aluminum oxide from aluminum hydroxide
EP0179208A1 (en) Process and installation for the heat treatment of fine-grained material
DE3615622A1 (en) METHOD FOR CARRYING OUT ENDOTHERMAL PROCESSES
EP3244989B1 (en) Method for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas of an entrained-flow treatment plant
EP0138057A2 (en) Process and installation for the production of cement clinkers poor in toxic agents, particularly poor in alcali materials
DE102006062151A1 (en) Process and plant for the heat treatment of particulate solids, in particular for the production of metal oxide from metal hydroxide
EP0064489B1 (en) Process for the calcination of raw materials, mainly for the cement production
DE3703596A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CEMENT FROM GROUND CEMENT

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20141230

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee