EA021211B1 - Способ и установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия - Google Patents

Способ и установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия Download PDF

Info

Publication number
EA021211B1
EA021211B1 EA201190030A EA201190030A EA021211B1 EA 021211 B1 EA021211 B1 EA 021211B1 EA 201190030 A EA201190030 A EA 201190030A EA 201190030 A EA201190030 A EA 201190030A EA 021211 B1 EA021211 B1 EA 021211B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stage
hydrate
aluminum hydroxide
dryer
preheating
Prior art date
Application number
EA201190030A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201190030A1 (ru
Inventor
Михель Миссала
Пекка Хилтунен
Роджер Блай
Эрвин Шмидбауэр
Корнелис Клетт
Гюнтер Шнайдер
Original Assignee
Ототек Оюй
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 Ототек Оюй filed Critical Ототек Оюй
Publication of EA201190030A1 publication Critical patent/EA201190030A1/ru
Publication of EA021211B1 publication Critical patent/EA021211B1/ru

Links

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
    • C01F7/444Apparatus therefor
    • 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
    • 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
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/18Methods for preparing oxides or hydroxides in general by thermal decomposition of compounds, e.g. of salts or hydroxides
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к получению оксида алюминия из гидроксида алюминия, где гидроксид алюминия подогревают в первой ступени предварительного нагрева, предварительно обжигают во второй ступени предварительного нагрева и обжигают до оксида алюминия в реакторе с псевдоожиженным слоем, причем затем полученный продукт охлаждают по меньшей мере в одном циклонном теплообменнике, а затем в многоступенчатом косвенном охладителе. Для снижения потребления энергии обжиговой установкой в реактор подают псевдоожижающий воздух с температурой до 150°С, а гидроксид алюминия перед поступлением в первую ступень предварительного нагрева, по меньшей мере, частично подают в сушилку для гидрата, в которой его нагревают косвенным путем с помощью теплопередающей среды из первой ступени косвенного охладителя и сушат.

Description

Настоящее изобретение относится к получению оксида алюминия из гидроксида алюминия, где гидроксид алюминия подогревают в первой ступени предварительного нагрева, предварительно обжигают во второй ступени предварительного нагрева и обжигают до оксида алюминия в реакторе, причем затем полученный продукт охлаждают по меньшей мере в одном циклонном теплообменнике, а затем в многоступенчатом косвенном охладителе.
Гидроксиды металлов являются сырьем для получения оксидов металлов, которые представляют собой важное исходное вещество в неорганической химии. В природных месторождениях гидроксиды металлов в основном присутствуют в смешанной форме, так что сырье необходимо очищать.
В случае получения гидроксида алюминия очистку осуществляют с помощью так называемого способа Байера, в котором добытые минералы, главным образом боксит, измельчают и пропитывают раствором гидроксида натрия. Нерастворимые остатки, такие как красный шлам, который содержит в основном оксид железа, таким образом, можно отделить от растворенного гидрата алюминия с помощью фильтрования, сгущения или других способов. С помощью кристаллизации и дальнейшего фильтрования из данного раствора получают чистый гидроксид алюминия (А1(ОН)3).
Способ получения оксида алюминия (А12О3) из гидроксида алюминия известен, например, из патентов ЕР 0861208 В1 или ΌΕ 102007014435 А1. Влажный отфильтрованный гидроксид алюминия сначала сушат в первом циклонном теплообменнике и подогревают до температуры приблизительно 160°С. После отделения в циклонном сепараторе твердые частицы подают во второй циклонный подогреватель, в котором их дополнительно сушат отходящим газом из рециркуляционного циклона для циркулирующего псевдоожиженного слоя, а затем загружают в циркулирующий псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем. В реакторе с псевдоожиженным слоем гидроксид алюминия обжигают до оксида алюминия при температуре приблизительно 1000°С. Часть потока подогретого гидроксида алюминия отделяют после первого циклонного подогревателя (ЕР 0861208 В1) или после второго циклонного подогревателя (ΌΕ 102007014435 А1) и смешивают с горячим оксидом алюминия, извлеченным из рециркуляционного циклона для циркулирующего псевдоожиженного слоя. Затем горячую смесь продуктов охлаждают в многоступенчатом циклонном охладителе при прямом контакте с воздухом, а затем подают в охладитель с псевдоожиженным слоем для окончательного охлаждения. Псевдоожижение псевдоожиженного слоя в реакторе с псевдоожиженным слоем осуществляют с помощью псевдоожижающего газа (первичного воздуха), который в первой камере охладителя с псевдоожиженным слоем подогрели до температуры 188°С. Вторичный воздух, перед тем как его подают в реактор с псевдоожиженным слоем, дополнительно нагревают до 525°С при прямом теплообмене с оксидом алюминия в циклонных теплообменниках для охлаждения продукта.
Из патента ЕР 0245751 В1 известен способ осуществления эндотермических процессов в тонкоизмельченных твердых веществах, с помощью которого тепло, получаемое в процессе в целом, используют более эффективным образом. Во время обжига гидроксида алюминия часть потока исходного материала подают в нагретый косвенным путем подогреватель, а затем вводят в электростатический осадитель вместе с подаваемым напрямую исходным сырьем. Затем твердые частицы подают из электростатического осадителя через две последовательно соединенные подогревающие системы в циркулирующий псевдоожиженный слой, в котором твердые частицы псевдоожижают с помощью псевдоожижающего газа (первичного воздуха) и обжигают при температурах приблизительно 1000°С. Поток твердых частиц, которые извлекают из циркулирующего псевдоожиженного слоя, охлаждают в косвенном охладителе с псевдоожиженным слоем, образующем первую ступень охлаждения, а затем подают во вторую и третью ступени охлаждения, которые также представляют собой охладители с псевдоожиженным слоем, чтобы дополнительно охладить твердый продукт. Первичный воздух, нагретый в первом охладителе с псевдоожиженным слоем, вводят в реактор с псевдоожиженным слоем в качестве псевдоожижающего воздуха с температурой 520°С, тогда как псевдоожижающий воздух из охладителей с псевдоожиженным слоем подают в реактор с псевдоожиженным слоем в качестве вторичного воздуха с температурой 670°С. Теплопередающую среду из второго охладителя с псевдоожиженным слоем подают в косвенный подогреватель для исходного материала в качестве нагревающей среды с температурой 200°С, а затем направляют обратно во впускное отверстие второго охладителя с псевдоожиженным слоем после охлаждения до 160°С.
Обжиг гидроксида алюминия требует очень много энергии. Традиционные способы требуют потребления энергии приблизительно 3000 кДж на 1 кг полученного оксида алюминия.
Задачей настоящего изобретения является снижение потребления энергии обжиговой установкой и обеспечение эффективного способа обжига гидроксида алюминия.
Согласно настоящему изобретению данную задачу по существу решают с помощью способа, отличительные признаки которого изложены в п.1 формулы изобретения, в котором в реактор подают псевдоожижающий газ с температурой от 40 до 150°С, в частности от 70 до 120°С, и перед поступлением в первую ступень предварительного нагрева гидроксид алюминия, по меньшей мере, частично подают в сушилку для гидрата, в которой его нагревают косвенным путем до температуры, составляющей предпочтительно от 80 до 120°С, с помощью теплопередающей среды из первой ступени косвенного охлади- 1 021211 теля и сушат. Поскольку перед поступлением в реактор с псевдоожиженным слоем псевдоожижающий газ (первичный газ) больше не нагревают до высокой температуры, его больше не нужно пропускать через косвенный охладитель в целях нагрева, в отличие от уровня техники. Поскольку первая ступень косвенного охладителя больше не требуется для подогрева первичного газа, ее можно использовать для нагрева теплопередающей среды, которую затем подают в сушилку для гидрата для сушки исходного сырья. Для косвенного нагрева теплопередающей среды предпочтительно применять охладитель с псевдоожиженным слоем. Для этой цели также можно применять охладители других типов, например вращающиеся охладители.
Поскольку первичный газ не подогревают, псевдоожижающий воздух вводят прямо в реактор с псевдоожиженным слоем без дополнительного нагрева согласно данному изобретению.
Предпочтительно в сушилку для гидрата подают теплопередающую среду с температурой от 130 до 200°С, в частности от 140 до 170°С, из первой ступени охладителя с псевдоожиженным слоем.
Согласно воплощению данного изобретения теплопередающая среда циркулирует между первой ступенью охладителя с псевдоожиженным слоем и сушилкой для гидрата, так что никакой дополнительной теплопередающей среды подавать не нужно. На стадии охлаждения имеется в наличии достаточное количество энергии, чтобы нагреть теплопередающую среду и достичь эффективной сушки. В то же время перенос энергии между стадиями охлаждения и сушки регулируют в зависимости от количества и влажности гидроксида алюминия, чтобы достичь большей гибкости в управлении установкой и снизить потребление энергии.
Согласно данному изобретению применяют жидкую теплопередающую среду, например термическое масло, но особенно воду, поскольку она доступная и дешевая, и ее можно легко перемещать между секциями установки.
В сушилке для гидрата гидроксид алюминия предпочтительно поддерживают в псевдоожиженном состоянии, чтобы увеличить теплопередачу и, таким образом, по возможности минимизировать поверхность теплообмена. В качестве псевдоожижающего газа можно применять преимущественно воздух. Г аз из сушилки для гидрата, возможно, после отделения пыли, можно выпускать прямо в атмосферный воздух или можно использовать для возврата воды.
Согласно предпочтительному воплощению данного изобретения теплопередающая среда, предпочтительно вода под давлением, циркулирует при повышенном давлении, составляющем от 0,1 до 5 МПа (от 1 до 50 бар), предпочтительно от 0,2 до 4 МПа (от 2 до 40 бар). Если в качестве теплопередающей среды применяют термическое масло, его можно довести до требуемой температуры почти без давления.
Согласно особенно предпочтительному воплощению данного изобретения часть потока гидрата направляют мимо сушилки для гидрата. Таким образом, можно реагировать на различное содержание влаги в гидрате. В то же время можно регулировать температуру отходящего газа. Согласно данному изобретению температуру отходящего газа можно снизить до 110-170°С, предпочтительно до 120-140°С, чтобы понизить потери энергии, связанные с выпуском отходящего газа через дымовую трубу.
Согласно воплощению данного изобретения после второй ступени предварительного нагрева предусмотрена третья ступень предварительного нагрева, в которой гидроксид алюминия нагревают до температуры 250-500°С. Благодаря такому сильному подогреву гидроксида алюминия в реактор нужно подводить меньше энергии, так что более низкая температура первичного газа оказывает пренебрежимо малое воздействие. Кроме того, третья ступень предварительного нагрева обеспечивает более точное регулирование температуры на отдельных стадиях процесса и обеспечивает оптимизацию процесса. В результате, можно дополнительно снизить потребление энергии.
Данное изобретение также относится к установке для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия, которая пригодна для осуществления описанного выше способа. Установка включает по меньшей мере один подогреватель в первой ступени предварительного нагрева для подогрева гидроксида алюминия, по меньшей мере один подогреватель во второй ступени предварительного нагрева для предварительного обжига гидроксида алюминия, реактор для обжига гидроксида алюминия до оксида алюминия и по меньшей мере один циклонный охладитель для прямого охлаждения полученного продукта, а также многоступенчатый охладитель с псевдоожиженным слоем, предусмотренный после него, для косвенного охлаждения полученного продукта. Согласно данному изобретению перед первой ступенью предварительного нагрева предусмотрена сушилка для гидрата для сушки гидроксида алюминия, причем через сушилку для гидрата проходит циркуляционный трубопровод для теплопередающей среды для косвенного нагрева гидрата, причем циркуляционный трубопровод соединен с первой ступенью охладителя с псевдоожиженным слоем.
Согласно воплощению данного изобретения после второй ступени предварительного нагрева предусмотрена третья ступень предварительного нагрева, которая включает циклонный теплообменник и сепаратор.
Согласно одному из воплощений данного изобретения вокруг сушилки для гидрата предусмотрен обводной трубопровод, который соединен с первой ступенью предварительного нагрева, чтобы можно было подавать часть потока гидрата прямо в первую ступень предварительного нагрева.
- 2 021211
Согласно данному изобретению разделение потока гидрата между сушилкой для гидрата и обводным трубопроводом осуществляют с помощью регулирующего клапана, который предпочтительно приводят в действие в зависимости от температуры отходящего газа.
Дополнительные воплощения, преимущества и возможные применения данного изобретения также можно узнать из последующего описания воплощения и чертежа. Все описанные и/или проиллюстрированные характерные особенности, сами по себе или в любом сочетании, образуют предмет настоящего изобретения, независимо от их включения в формулу изобретения или от обратной ссылки на них.
На единственном чертеже схематически изображена установка для осуществления способа по данному изобретению.
Согласно технологической схеме способа по данному изобретению, которая изображена на чертеже, отфильтрованный влажный гидроксид алюминия (А1(ОН)3) загружают в загрузочную станцию 1. Через трубопровод 2 гидроксид алюминия вводят в сушилку 3 для гидрата, в которой гидрат нагревают до температуры приблизительно 100-110°С путем косвенного теплообмена с жидкой теплопередающей средой, в частности водой, и сушат почти полностью, начиная с влажности, например, 6%. Затем высушенный гидрат подают в циклонный теплообменник 4 первой ступени предварительного нагрева и подогревают до температуры 100-200°С. Регулирование температуры в сушилке для гидрата осуществляют в зависимости от влажности подаваемого гидрата, так что можно быстро реагировать на отклонения свойств исходного сырья без снижения энергоэффективности установки.
Часть потока гидрата можно подавать через обводной трубопровод 5 мимо сушилки 3 для гидрата прямо в циклонный теплообменник 4. Величину данной части потока регулируют с помощью регулирующего клапана 6, который может располагаться в трубопроводе 2 или в обводном трубопроводе 5. Регулирование обходного потока осуществляют в зависимости от температуры отходящего газа, чтобы по возможности минимизировать потери энергии. Если большее количество гидрата проходит через сушилку 3 для гидрата, то температура отходящего газа из циклонного теплообменника 4 увеличивается, поскольку в сушилке 3 для гидрата удаляют больше влаги (воды), и она не испаряется в последующем циклонном теплообменнике 4. Когда в сушилку 3 для гидрата подают малое количество гидрата, большее количество влажного гидрата подают в циклонный теплообменник 4, и температура отходящего газа, соответственно, уменьшается.
Поток отходящего газа, поступающий из второй ступени предварительного нагрева, увлекает твердые частицы, введенные в циклонный теплообменник 4, нагревает их и пневматически вводит их через трубопровод 7 во впускную область электростатического газоочистителя (электростатического осадителя) 8, который представляет собой предварительный сепаратор. В электростатическом осадителе 8 газ очищают и выпускают в дымовую трубу, которая не показана, с температурой от 110 до 170°С, предпочтительно от 120 до 140°С. В результате уменьшения количества воды из влажного гидрата в отходящем газе, благодаря вышерасположенной сушилке 3 для гидрата, отсутствует опасность конденсации воды на частях установки, несмотря на такую низкую температуру. Благодаря отсутствию конденсации избегают коррозии в установке.
Через трубопровод 9 твердые частицы, выходящие из электростатического газоочистителя 8, подают во второй циклонный теплообменник 10 второй ступени предварительного нагрева, в котором поток газа, выходящий из третьей ступени предварительного нагрева, увлекает твердые частицы, нагревает их до температуры 150-300°С и подает их в разделительный циклон 12 через трубопровод 11. Через трубопровод 13 поток отходящего газа из разделительного циклона 12 подают в циклонный теплообменник 4, чтобы нагреть гидрат и доставить его в электростатический осадитель 8.
Через трубопровод 14 твердые частицы из разделительного циклона 12 подают в третий циклонный теплообменник 15 (третью ступень предварительного нагрева), где их увлекает поток газа, выходящий из рециркуляционного циклона 16 для циркулирующего псевдоожиженного слоя, и дополнительно обезвоживают при температурах от 200 до 450°С, в частности от 250 до 370°С, и по меньшей мере частично дегидратируют (предварительно обжигают) до моногидрата алюминия (А1ООН).
Через трубопровод 17 поток газа и твердых частиц подают в разделительный циклон 18, в котором, в свою очередь, осуществляют разделение потока газа и твердых частиц, причем твердые частицы выпускают вниз через трубопровод 19, а отходящий газ вводят во второй циклонный теплообменник 10 второй ступени предварительного нагрева.
Таким образом, во второй и, особенно, в третьей ступени предварительного нагрева осуществляют предварительный обжиг гидроксида алюминия. Предварительный обжиг в смысле настоящего изобретения подразумевает частичную дегидратацию или удаление таких соединений, как НС1 и ΝΟΧ. С другой стороны, обжиг относится к полной дегидратации или к удалению таких соединений, как §О2.
После разделительного циклона 18, примыкающего к третьему циклонному теплообменнику 14, поток твердых частиц разделяют с помощью устройства, описанного, например, в патенте ΌΕ 102007014435 А1. Через трубопровод 19 основной поток, содержащий приблизительно 80-90% потока твердых частиц, подают в реактор 20 с псевдоожиженным слоем, в котором моногидрат алюминия обжигают при температурах от 850 до 1100°С, в частности приблизительно 950°С, и дегидратируют до оксида
- 3 021211 алюминия (А1203). Подачу топлива, требующегося для обжига, осуществляют через топливный трубопровод 21, который расположен на малой высоте над колосниковой решеткой реактора 20 с псевдоожиженным слоем. Потоки кислородсодержащего газа, требующегося для горения, подают в качестве псевдоожижающего газа (первичного воздуха) через подающий трубопровод 22 и в качестве вторичного воздуха через подающий трубопровод 23. Благодаря подаче газа достигают относительно высокой плотности суспензии в нижней области реактора между колосниковой решеткой и местом подачи 23 вторичного газа и относительно низкой плотности суспензии над местом подачи 23 вторичного газа. После обычного сжатия первичный воздух с температурой приблизительно 80°С без дополнительного нагрева подают в реактор 20 с псевдоожиженным слоем. Температура вторичного воздуха составляет приблизительно 550°С.
Через соединительный трубопровод 24 суспензия газа и твердых частиц поступает в рециркуляционный циклон 16 для циркулирующего псевдоожиженного слоя, в котором осуществляют дальнейшее разделение твердых частиц и газа. Выходящие из рециркуляционного циклона 16 твердые частицы, температура которых составляет приблизительно 950°С, через трубопровод 25 подают в смесительный бак 26. Через обводной трубопровод 27 в смесительный бак 26 также вводят отделенную под разделительным циклоном 18 часть потока моногидрата алюминия, температура которого составляет приблизительно от 320 до 370°С. В смесительном баке 26 поддерживают температуру, составляющую приблизительно 700°С, путем смешивания в соответствующем соотношении потока горячего оксида алюминия, который подают через трубопровод 25, и потока моногидрата алюминия, который подают через обводной трубопровод 27. Потоки двух продуктов тщательно смешивают в смесительном баке 26, который включает псевдоожиженный слой, чтобы моногидрат алюминия, который подают через обводной трубопровод 27, также полностью обжечь до оксида алюминия. Очень длительное время пребывания, составляющее до 30 или до 60 мин, приводит к превосходному обжигу в смесительном баке. Однако время пребывания, составляющее менее 2 мин, в частности приблизительно 1 мин или даже менее 30 с, также может быть достаточным.
Из смесительного бака 26 полученный продукт вводят в первый циклонный охладитель, образованный из подъемного трубопровода 28 и циклонного сепаратора 29. Через трубопровод 23 отходящий газ из циклонного сепаратора 29 подают в реактор 20 с псевдоожиженным слоем в качестве вторичного воздуха, а твердые частицы подают во второй циклонный охладитель, образованный из подъемного трубопровода 30 и циклонного сепаратора 31, и, наконец, в третий циклонный охладитель, образованный из подъемного трубопровода 32 и циклонного сепаратора 33. Поток газа через отдельные циклонные охладители осуществляют в противотоке по отношению к твердым частицам через трубопроводы 35 и 34.
После выхода из последнего циклонного охладителя полученный оксид алюминия подвергают окончательному охлаждению в охладителе 36 с псевдоожиженным слоем, оборудованном тремячетырьмя камерами охлаждения. Оксид алюминия с температурой приблизительно 300°С поступает в его первую камеру 36а и нагревает жидкую теплопередающую среду, в частности воду, до температуры 140-195°С, предпочтительно 150-190°С, в частности 160-180°С. Нагретую теплопередающую среду подают в сушилку 3 для гидрата через циркуляционный трубопровод 37, чтобы сушить гидроксид алюминия (гидрат) путем косвенного теплообмена. Гидрат поддерживают в псевдоожиженном состоянии, чтобы увеличить теплопередачу и, таким образом, по возможности минимизировать размеры поверхности теплообмена. Затем гидрат медленно сушат при низкой температуре и с относительно малыми градиентами температуры или скоростями нагрева. Благодаря такой осторожной обработке уменьшают нагрузку на частицы гидрата, и снижают вероятность их разрушения. В результате, количество мелкой пыли в твердых частицах уменьшается, что приводит к меньшей потере давления в установке. Пар, полученный при сушке гидрата, можно применять для снижения влажности гидрата на фильтре для гидрата. Поскольку количество тепла, переходящего к теплопередающей среде в охладителе 36 с псевдоожиженным слоем, зависит только от количества полученного оксида алюминия, поток массы гидрата в сушилку 3 для гидрата можно увеличить вследствие более низкой влажности гидрата. В результате можно дополнительно снизить удельное потребление энергии установкой.
После прохождения через сушилку 3 для гидрата теплопередающую среду с температурой приблизительно 100-190°С, предпочтительно 120-180°С, в частности 140-170°С, направляют обратно в первую ступень 36а охладителя с псевдоожиженным слоем через циркуляционный трубопровод 37. Давление в теплопередающем контуре предпочтительно регулируют так, чтобы избежать конденсации теплопередающей среды в сушилке 3 для гидрата, и поддерживают его равным приблизительно от 0,1 до 5 МПа (от 1 до 50 бар), в частности от 0,2 до 4 МПа (от 2 до 40 бар).
В камерах 36Ь-36й. расположенных ниже по потоку, оксид алюминия дополнительно охлаждают до температуры, составляющей приблизительно 80°С, с помощью теплопередающей среды, предпочтительно воды, которую направляют в противотоке, а затем выпускают его в качестве продукта через трубопровод 38.
Псевдоожижения в камерах 36а-36б достигают с помощью вторичного воздуха с температурой от 80 до 100°С, который подают через трубопровод 39. Затем вторичный воздух отводят из охладителя 36 с
- 4 021211 псевдоожиженным слоем и применяют в качестве транспортирующего воздуха для третьего циклонного охладителя. Через трубопровод 40 можно подавать дополнительный воздух. Вместо воздуха через трубопроводы 39 и/или 40 также можно подавать чистый кислород или обогащенный кислородом воздух с содержанием кислорода от 21 до 100 об.%.
С помощью данного изобретения можно точно регулировать температуру на отдельных стадиях процесса, посредством чего можно оптимизировать процесс и уменьшить потребление энергии. Следовательно, можно быстро реагировать на отклонения качества, в частности, влажности исходного сырья. По сравнению с уровнем техники можно заметно уменьшить температуру отходящего газа в дымовой трубе и, следовательно, потери энергии. При постоянном качестве продукта модельные расчеты показывают снижение требуемой энергии до 10% на 1 кг продукта. Кроме того, достигают осторожной обработки твердых частиц, так что можно снизить разрушение частиц.
Список номеров позиций на чертеже:
- загрузочная станция;
- трубопровод;
- сушилка для гидрата;
- циклонный теплообменник;
- обводной трубопровод;
- регулирующий клапан;
- трубопровод;
- электростатический осадитель;
- трубопровод;
- циклонный теплообменник;
- трубопровод;
- разделительный циклон;
- трубопровод;
- трубопровод;
- циклонный теплообменник;
- рециркуляционный циклон;
- трубопровод;
- разделительный циклон;
- трубопровод;
- реактор с псевдоожиженным слоем;
- топливный трубопровод;
- подающий трубопровод;
- подающий трубопровод;
- соединительный трубопровод;
- трубопровод;
- смесительный бак;
- обводной трубопровод;
- подъемный трубопровод;
- циклонный сепаратор;
- подъемный трубопровод;
- циклонный сепаратор;
- подъемный трубопровод;
- циклонный сепаратор;
- трубопровод;
- трубопровод;
- охладитель с псевдоожиженным слоем;
- циркуляционный трубопровод;
- трубопровод;
- трубопровод;
- трубопровод.

Claims (11)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения оксида алюминия из гидроксида алюминия, где гидроксид алюминия подогревают в первой ступени предварительного нагрева, предварительно обжигают во второй ступени предварительного нагрева и обжигают до оксида алюминия в реакторе с псевдоожиженным слоем, причем затем полученный продукт охлаждают по меньшей мере в одном циклонном теплообменнике, а затем в многоступенчатом косвенном охладителе, причем в реактор подают псевдоожижающий газ с температурой до 150°С, причем перед поступлением в первую ступень предварительного нагрева гидроксид алюминия, по меньшей мере, частично подают в сушилку для гидрата, в которой его нагревают косвенным путем с помощью теплопередающей среды из первой ступени косвенного охладителя и сушат, причем часть потока гидроксида алюминия направляют мимо сушилки для гидрата, отличающийся тем, что температуру отходящего газа из процесса регулируют с помощью количества гидроксида алюминия, который подают в сушилку для гидрата.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что псевдоожижающий газ сжимают, а затем подают прямо в реактор с псевдоожиженным слоем.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в сушилке для гидрата гидроксид алюминия нагревают до температуры 80-120°С.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в сушилку для гидрата подают теплопередающую среду с температурой 130-200°С из первой ступени косвенного охладителя.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что осуществляют циркуляцию теплопередающей среды между первой ступенью косвенного охладителя и сушилкой для гидрата.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что применяют жидкую теплопередающую среду, в частности воду.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что циркуляцию теплопередающей среды осуществляют под давлением, составляющим от 0,1 до 5 МПа (от 1 до 50 бар), предпочтительно от 0,2 до 1 МПа (от 2 до 10 бар).
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что гидроксид алюминия в сушилке для гидрата поддерживают в псевдоожиженном состоянии.
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что после второй ступени предварительного нагрева предусмотрена третья ступень предварительного нагрева, в которой гидроксид алюминия нагревают до температуры 200-500°С.
  10. 10. Установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия, в частности для осуществления способа по любому из пп.1-9, включающая по меньшей мере один подогреватель (4) в первой ступени предварительного нагрева для подогрева гидроксида алюминия, по меньшей мере один подогреватель (10) во второй ступени предварительного нагрева для предварительного обжига гидроксида алюминия, реактор (20) для обжига гидроксида алюминия до оксида алюминия и по меньшей мере один циклонный охладитель (28, 29, 30, 31, 32, 33) для прямого охлаждения полученного оксида алюминия и многоступенчатый охладитель (36), предусмотренный после него, для косвенного охлаждения полученного оксида алюминия, причем перед первой ступенью (4) предварительного нагрева предусмотрена сушилка (30) для гидрата для сушки гидроксида алюминия, причем через сушилку (3) для гидрата проходит циркуляционный трубопровод (37) для теплопередающей среды для косвенного нагрева гидрата, причем циркуляционный трубопровод (37) соединен с первой ступенью (36а) косвенного охладителя (36), причем вокруг сушилки (3) для гидрата расположен обводной трубопровод (5), который соединен с первой ступенью предварительного нагрева, отличающаяся тем, что между сушилкой (3) для гидрата и обводным трубопроводом (5) расположен регулирующий клапан (6) для разделения потока гидрата, причем регулирующий клапан (6) регулирует температуру отходящего газа, выходящего из электростатического осадителя (8), который расположен ниже по потоку после подогревателя (4) первой ступени предварительного нагрева.
  11. 11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что после второй ступени предварительного нагрева предусмотрена третья ступень предварительного нагрева с циклонным теплообменником (15) и сепаратором (18).
EA201190030A 2009-01-26 2009-12-18 Способ и установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия EA021211B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009006095.2A DE102009006095B4 (de) 2009-01-26 2009-01-26 Verfahren und Anlage zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid
PCT/EP2009/009115 WO2010083865A2 (en) 2009-01-26 2009-12-18 Process and plant for producing metal oxide from metal salts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201190030A1 EA201190030A1 (ru) 2012-02-28
EA021211B1 true EA021211B1 (ru) 2015-04-30

Family

ID=42282598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201190030A EA021211B1 (ru) 2009-01-26 2009-12-18 Способ и установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8460624B2 (ru)
CN (1) CN102317202B (ru)
AU (1) AU2009337948B2 (ru)
BR (1) BRPI0924110B8 (ru)
CA (1) CA2745572C (ru)
DE (1) DE102009006095B4 (ru)
EA (1) EA021211B1 (ru)
FI (1) FI124834B (ru)
GB (1) GB2478240B (ru)
SA (1) SA110310076B1 (ru)
WO (1) WO2010083865A2 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0811938A2 (pt) 2007-05-21 2014-11-25 Exploration Orbite Vspa Inc Processos para a extração de alumínio e de ferro a partir de minérios aluminosos
RU2588960C2 (ru) 2011-03-18 2016-07-10 Орбит Элюминэ Инк. Способы извлечения редкоземельных элементов из алюминийсодержащих материалов
AU2012250460B2 (en) 2011-05-04 2015-11-26 Orbite Aluminae Inc. Processes for recovering rare earth elements from various ores
CA2834356C (en) 2011-06-03 2014-11-25 Orbite Aluminae Inc. Methods for preparing hematite
AU2012308068B2 (en) 2011-09-16 2015-02-05 Aem Technologies Inc. Processes for preparing alumina and various other products
CN102502744B (zh) * 2011-10-26 2013-11-06 北京航天动力研究所 结晶铝盐的免结渣型、多级差温流化焙烧系统及方法
WO2013104059A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Orbite Aluminae Inc. Processes for treating red mud
EP2838848B1 (en) 2012-03-29 2019-05-08 Orbite Technologies Inc. Processes for treating fly ashes
RU2597096C2 (ru) 2012-07-12 2016-09-10 Орбит Алюминэ Инк. Способы получения оксида титана и различных других продуктов
US9353425B2 (en) 2012-09-26 2016-05-31 Orbite Technologies Inc. Processes for preparing alumina and magnesium chloride by HCl leaching of various materials
EP2920114A4 (en) 2012-11-14 2016-03-02 Orbite Aluminae Inc PROCESS FOR PURIFYING ALUMINUM IONS
DE102015108722A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-08 Outotec (Finland) Oy Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung von körnigen Feststoffen
DE102018133362A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Eisenmann Se Injektionseinrichtung zum Abgeben eines Gases, Prozessgassystem zum Zuführen eines Prozessgases, sowie Vorrichtung und Verfahren zum thermischen oder thermo-chemischen Behandeln von Material
KR20220024213A (ko) * 2019-06-07 2022-03-03 메트소 오토텍 핀란드 오이 염화알루미늄 수화물을 산화알루미늄으로 열분해하는 방법 및 설비
CN219463345U (zh) * 2019-11-26 2023-08-04 美卓奥图泰芬兰有限公司 用于处理铝的设备
AU2022100082B4 (en) * 2019-11-26 2023-06-22 Metso Metals Oy Optimized semi-dry process for sintering of aluminosilicates in the production of alumina
CN115869864B (zh) * 2022-12-27 2024-06-25 兰州理工大学 一种无水氟化铝的生产系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0245751A1 (de) * 1986-05-09 1987-11-19 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Durchführung endothermer Prozess
US5286472A (en) * 1989-11-27 1994-02-15 Alcan International Limited High efficiency process for producing high purity alumina
DE19805897C1 (de) * 1998-02-13 1998-12-03 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Schlußkühlung von wasserfreiem Aluminiumoxid

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1143880A (ru) * 1967-06-16 1900-01-01
DE1767628C3 (de) * 1968-05-30 1985-03-14 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Durchführung endothermer Prozesse
DE2524540C2 (de) * 1975-06-03 1986-04-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Durchführung endothermer Prozesse
DE3405298A1 (de) * 1984-02-15 1985-09-05 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Anlage und verfahren zum kontinuierlichen kalzinieren von aluminiumhydroxid
DE19542309A1 (de) 1995-11-14 1997-05-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid
DE10260741A1 (de) 2002-12-23 2004-07-08 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigen Feststoffen
DE10260739B3 (de) * 2002-12-23 2004-09-16 Outokumpu Oy Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallverbindungen
DE102007014435B4 (de) 2007-03-22 2014-03-27 Outotec Oyj Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallsalzen
DE102007041586B4 (de) * 2007-09-01 2014-03-27 Outotec Oyj Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von körnigen Feststoffen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0245751A1 (de) * 1986-05-09 1987-11-19 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Durchführung endothermer Prozess
US5286472A (en) * 1989-11-27 1994-02-15 Alcan International Limited High efficiency process for producing high purity alumina
DE19805897C1 (de) * 1998-02-13 1998-12-03 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Schlußkühlung von wasserfreiem Aluminiumoxid

Also Published As

Publication number Publication date
GB201109904D0 (en) 2011-07-27
GB2478240B (en) 2014-04-30
AU2009337948A1 (en) 2011-09-15
BRPI0924110B1 (pt) 2019-07-09
FI20110259A (fi) 2011-08-09
FI124834B (fi) 2015-02-13
GB2478240A (en) 2011-08-31
DE102009006095B4 (de) 2019-01-03
SA110310076B1 (ar) 2014-01-29
WO2010083865A3 (en) 2010-10-21
US8460624B2 (en) 2013-06-11
AU2009337948B2 (en) 2014-05-15
EA201190030A1 (ru) 2012-02-28
CA2745572C (en) 2017-06-20
WO2010083865A2 (en) 2010-07-29
US20120052000A1 (en) 2012-03-01
CN102317202B (zh) 2013-11-06
DE102009006095A1 (de) 2010-07-29
BRPI0924110B8 (pt) 2023-03-28
CA2745572A1 (en) 2010-07-29
CN102317202A (zh) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA021211B1 (ru) Способ и установка для получения оксида алюминия из гидроксида алюминия
US8313715B2 (en) Process and plant for producing metal oxide from metal salts
SU668578A3 (ru) Способ получени окиси алюмини
SK64298A3 (en) Process for producing aluminium oxide from aluminium hydroxide
AU2007314134B2 (en) Method for alumina production
EA010273B1 (ru) Способ и установка для производства оксида металла из соединений металла
CN102515231A (zh) 循环流化床焙烧炉生产高温氧化铝的装置及方法
CN103080684A (zh) 稳定、冷却和干燥熟石膏的方法和装置
WO2019142387A1 (ja) 汚泥の処理方法及びセメント製造システム
EA016961B1 (ru) Способ и установка для производства оксида металла из солей металла
CN1990384B (zh) 由金属化合物制备金属氧化物的方法和装置
EA018252B1 (ru) Способ для производства обожжённых продуктов и установка для его осуществления
AU2011328390B2 (en) Process and plant for producing alumina from aluminum hydroxide
CN116063014B (zh) 一种磷石膏流态化焙烧装置及方法
KR20050113529A (ko) 유동층식 석회 소성로를 이용한 석회 제조장치 및 이를 이용한 석회 제조 방법
RU2202746C2 (ru) Устройство для термообработки влажных сыпучих неспекающихся материалов
OA16406A (en) Process and plant for producing alumina from aluminum hydroxide.
RU2093465C1 (ru) Установка для получения глинозема из сырого гидроксида алюминия

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM