JPS60215523A - 水酸化アルミニウムを連続的に▲か▼焼するためのプラントおよびこのプラントの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 更特本発明は、■焼すべき物質のための乾燥装置、二つ
の作業段から成る■焼装置および冷却装置とを備えた水
酸化アルミニウムを連続的水酸化アルミニウムの■焼は
従来主として二つの異る■焼装置、回転炉或いはいわゆ
る定置された系、例えばサイクロン或いは渦流動床−■
焼装置を使用して行われた。回転炉内での暇焼が最も良
く知られかつ使用されている。回転炉は純粋のα−含有
量を有する特殊酸化アルミニウムを含むすべての品質の
酸化アルミニウムの製造を可能にする。回転炉内での■
焼の際もちろん、約８０係のα−変態割合までの酸化ア
ルミニウムにあってはエネルギー消費率と製造された生
成物の量の比率はエネルギー伝達効率が悪いので（加熱
ガス流と物質の十分に激しい混合が行われな−ので）不
都合である。

これに対して、いわゆる渦流動床−反応炉内での８０％
以下のα−含有量を有する酸化アルミニウムへの水酸化
アルミニウムの■焼は著しいエネルギー節約をもたらす
。即ち、渦流動床−反応炉内での酸化アルミニウムの■
焼では比燃料消費量の約２０〜５０％の節約となる。し
かし、８０優以上の高いα−含有量を有する高−α−含
有酸化アルミニウムはこのような■焼反応炉内では連続
的に造ることはできない。と云うのは、この製造には高
い温度を必要とし、これＫより酸化アルミニウムが団塊
化し、かつ焼結してし甘い、これにより■焼炉が目詰り
を起してｌ−まりからである。

ドイツ連邦共和国公告特許公報第１．１８４，７４４号
明細書の実施例６には、回転炉の前方に三段のサイクロ
ン熱交換器が接続されているプラントが記載されている
。この公知のプラントにより、比熱消費量ハ低減する。

しかも、サイクロン段に通じる導管内に設けられたバー
ナにより水酸化アルミニウムを、α−変態への極度の変
換工程が開始され、以後自動的にこの転換が進行する温
度へ短時間で加熱することが可能である。変橡工程の開
始はサイクロン系において行われる。この場合、後続し
て設けられた回転炉は水酸化アルミニウムの自動的に経
過する変換のだめの反応室としてのみ働く。回転炉内に
設けられたバーナにより発生する熱損失は均衡される。

達し得る最大のα−割合は、上記実施例３が示すように
７０優にすぎない。

本発明の根底をなす課題は、上記のプラントとこのプラ
ントによる製造方法により、使用可能なすべての変態を
持った酸化アルミニウムを経済的に造ることである。

上記の課題は本発明により、水酸化アルミニウムを連続
的Ｋｇ焼するためのプラントを基にして、■焼装置の第
一の作業段を前方に空気加熱器を後方に保持サイクロン
が接続されている渦流動床−■焼装置から、第二段を後
方に冷却装置が接続された回転炉から構成することによ
って解決される。

渦流動床−■焼装置と回転炉とを本発明により組合せる
ことＫより、このよう々プラントの構造がコンパクトに
なると云う利点が得られる。

渦流動床−暇焼装置は乾燥機および予備■焼装置として
働く回転炉のエネルギー利用が不都合な部分を補う。残
りの部分は高温領域に限られることになる。したがって
手もとある回転炉は元の長さのほぼτの構造長に短縮さ
れる。また既存の回転炉プラントも、炉部分を加熱領域
と１〜て、これに続く部分を冷却機部分として利用する
ことができるように改造することができる。

本発明の他の構成にあっては、保持サイクロンは暇焼物
質のだめの二つの出口弁を（Ｉｆｔ＋ｔており、一方の
出口弁は導管を介して直接回転炉と他方の出口弁は導管
を介して直接冷却装置と結合されている。保持サイクロ
ンと冷却装置間とが直接結合されていることにより、回
転炉を装置部分として迂回利用することができ、一定品
質の酸化アルミニウムを造るために二段の■焼装置を必
要としない。

本発明によるプラントの一つの構成では、保持サイクロ
ンに設けられた出口弁は、回転炉の後方に設けられた冷
却装置に依存しない冷却装置と導管を介して結合されて
いる。この本発明による構成の特別な利点は、■焼装置
の第一の作業段を独立した暇焼装置として、しかも同時
に回転炉と共に他の暇焼装置として、特に第一の作業段
の生成物の品質と異る品質の酸化アルミニウムを造るた
めの■焼装置として運転することができる。

本発明による製造方法の特徴とするところは以下の点に
ある。即ち、水酸化アルミニウムの■焼を相前する二つ
の作業段で、しかも第一の作業段において前方に空気加
熱器が、後方に保持サイクロンが接続されている渦流動
床−■焼装置内でこの水酸化アルミニウムを０〜約８０
チのα−変態割合の酸化アルミニウムに変え、第二の作
業段で回転炉内で１００ｑｂ″ｉ！、でのα−変態割合
の酸化アルミニウムに変えるようにして、しかもこの場
合第一の作業段における■焼を第二の作業段における暇
焼よシも低い温度で行うことである。

■焼方法を二つの作業段に分割することの特別な利点は
、第一の作業段における前方に空気加熱器が、後方に保
持サイクロンが接続されている渦流動床−■焼装置内で
の■焼が特別僅かな比エネルギー消費率で行うことがで
きることである。々ぜなら、物質流およびガス流が同一
方向で流れ、したがってガスと暇焼すべき物質との有利
な密な混合が行われるからである。例えば純粋のγ−変
態を従来の構造様式の回転炉内で造る際約４６００　Ｋ
Ｊ／ｋｇＡｇｏ、の比熱消費量を必要とするが、本発明
による装置にあっては約３２００　ＫＪ／ｋｇを要する
に過ぎず、これにより熱エネルギーが約３０チ節約され
る。

第二の作業段における■焼を、高温部分による方法段の
短縮となる回転炉内で行うのが有利である。８０〜１０
０チのα−割合の酸化アルミニウムを造るだめの高い温
度で生じる、団塊化と粒状化を招く焼結相は回転炉を詰
らせない。

回転炉内で機械的に転動させられることにより、団塊は
有利に粉砕され、均質な生成物が生じるように一様化さ
れる。更に方法を本発明により二つの作業段に分割する
ことにより、酸化アルミニウムの強■焼の際著しいエネ
ルギー節約が可能となる。従来の構造様式の回転炉内で
純粋のα−変態を造る際、比熱消費量は約５２５０ＫＪ
　７ｋｇ　ｈｔ、ｏ３　であシ、本発明による二段階の
■焼、即ち先ず渦流動床−■焼装置、次いで引続き回転
炉内での■焼では約３９００１？／に９を必要とするに
過ぎない。これは殆んど２０チの熱エネルギーの節約を
意味する。

上記方法のバリエーションは以下の点にある。

即ち、第一の作業段において■焼された物質は二つの部
分流に分割され、一方の部分流は回転炉内で更に■焼さ
れ、第二の部分流は冷却装置内で、しかも回転炉の冷却
される生成物に依存することなく冷却される。本発明の
特別な利点は、酸化アルミニウムのだめに二つの別個の
冷却装置を使用して、品質の異る二つの酸化アルミニウ
ム、即ち約８０チ以下のα−割合の品質の酸化アルミニ
ウムと１００チまでのα−割合の品質の特殊酸化アルミ
ニウムとを同時に平行して造ることができることである
。

本発明による方法の他の特徴は、回転炉と冷却装置とか
ら出る酸化アルミニウム粉じんを含んでいる廃気が空気
加熱器に供給され、この際廃気の空気加熱器への導入が
バーナの火炎帯域外で行われることである。これによシ
、粉じんが御しがたい様式で更に■焼されることおよび
、不所望なα−変態が生成物内に達することが有利に回
避される。

以下に添付図面に図示した実施例につき本発明を詳説す
る。

本発明に′よる服焼プラントは、導管２を介して渦流動
床−服飾装置６と結合されている公知の構造様式の乾燥
装置１から成る。この■焼装置は入口側において管導管
６を介して空気加熱器４と、出口側において管導管８を
介して保持サイクロン９と結合されている。空気加熱器
４と渦流動床−■焼装置５ばそれぞれ・々−す装置５．
７を備えている。保持サイクロン９は出口側で乾燥装置
１へ通じている管結合部１４と更に二つの出口弁１０と
１２を備えている。これらの出口弁のうち一方の弁１０
は管導管１１を介して回転炉１５と、他方の弁１２は管
導管１３を介して公知の構造様式の冷却装置１８と結合
されている。回転炉１５は燃焼装置１６を備えており、
かつ遮断弁２４を備えている売気導管２５を介して空気
加熱器４と結合されている。

回転炉１５の物質搬出口１７は冷却装置１８に開口して
いる。冷却装置１８からそれぞれ遮断弁２０と２１を備
えている売気導管１９　、１９ａおよび１９ｂが回転炉
１５と空気加熱器４に通じている。

本発明によるプラントの構成バリエーションは二つの独
立した冷却装置１８と１８′を備えていることである。

この場合、保持サイクロン９の出目弁１２が管導管１５
′を介して直かに冷却装置１８′と結合されており、こ
の冷却装置は回転炉１５の後方に接続されていない。

以下に本発明による製造方法としてのプラントを運転す
るだめの方法を詳しく説明する。

第１図による図示の構成から明瞭であるように、服飾す
るために得られた水酸化アルミニウムが先ず公知様式で
乾燥装置１内で乾燥され、引続き連続的に管導管２を介
して渦流動床−■焼装置３に与えられる。直ちに、粒子
全体の渦流が生じ、加熱ガスとの密な接触が保証される
。

服焼装置内での滞留時間は平均して１秒以下である。

渦流動床−■焼装置５の前方には空気加熱器４が接続さ
れており、この空気加熱器内では少くとも一つのバーナ
５によシ空気が予加熱され、装填された物質を渦流動床
内に保持するため導管６を介して渦流動床−■焼装置５
に供給される。渦流動床−■焼装置６は服飾のために必
要なエネルギーを供給する燃焼装置７を備えている。

渦流動床−■坑装置３内を加熱ガスが流動しているので
、■焼されたもしくは予服飾された物質、いわゆる■焼
物質は導管８を介して熱絶縁された保持サイクロン９に
供給される。この保持サイクロンはサイクロンとその下
方に設けられたサイクロン様の保持容器とから成る構造
的にまとまった単位をなす。このサイクロン内において
、物質は加熱ガスから分離され、保持容器内に捕集され
る。この容器内において、α−変態形成の渦流動床−服
飾装置内で開始される激しい工程が更に継続される。

服焼物質は本発明により保持サイクロン９から連続的に
二つの遮断弁１０と１２を通って、しかも弁１０を通っ
て導管１１内に、弁１２を通って導管１３内へと流れる
。弁１０と１２により極めて有利に洗気速度の調節およ
びこれに伴いα−相の服焼工程へ影響を与える保持サイ
クロン９内の保持時間の調節が可能となる。保持サイク
ロン９から出る加熱ガスは更に熱エネルギーに更に利用
するため乾燥装置１に導管１４を介して供給される。

本発明により第１図によるプラントは、弁１０と１２の
開閉と燃焼装置５，７および１６の運転に応じて三つの
方法バリエーションが生じるように、作業が行われる。

第一ノ方法バリエーションはαを含オない品質を造るの
に役立ちこの品質を造るには空気加熱器４内で空気を加
熱することで十分である。

純粋γ−変態の渦流動床−■坑装置３内での蝦焼の際は
、空気は空気加熱器４内で約８００℃に加熱される。こ
の場合、渦流動床−服飾装置３の燃焼装置７は作動され
ていない。この方法のバリエーションにあっては保持サ
イクロン９内の滞留時間は服飾度に影響を与えない。こ
の滞留時間は一般に数秒である。この有利に短い時間は
■焼物質を完全に均質化するのに十分である。保持サイ
クロン９の弁１０は閉じられており、酸化アルミニウム
は弁１２を通り導管１３を経て作動されていない回転炉
１５の傍らを通り公知の酸化アルミニウム冷却機である
冷却装置１８内に流入する。

粉じんを含んでいる冷却装置１８から出る廃気は導管１
９を経て、開かれている弁２０を通り、導管１９ａを経
て空気加熱器４に供給される。そこで、廃気は位置２２
において空気加熱器４内に流入し、粉じん粒子はバーナ
の火炎帯域内へ入らず、これによって更に服焼される。

導管１９ｂ内の弁２１は閉じられている。

第二の方法バリエーションは、ａｏ％ｔでのα−割合の
酸化アルミニウム、例えば精錬酸化アルミニウムを造る
のに役立つ。この方法バリエーションにあっては、空気
加熱器４内で加熱された空気は渦流動床−■焼装置３内
に導入される。この渦流動床の燃焼装置７は同様に作動
されている。この渦流動床−■焼装置内の温度は、水酸
化アルミニウムの酸化アルミニウムのα−変態への部分
的な変換を可能にする値、即ち約１３００℃に上昇され
る。保持サイクロン？内での保持時間により■焼度を加
減することができる。約５０分の保持時間で、約８０俤
のα−割合の■焼度が達せられる。この方法バリエーシ
ョンにあっては、上に述べた方法バリエーションにおけ
るように弁１０は閉じられており、回転炉１５は働らい
ていない。この場合も、弁１２を経て製造された全酸化
アルミニウムは導管１５を介して直接冷却装置１８に供
給される。冷却装置１８からの廃気の導出は第二の方法
バリエーションにおけると同じように行われる。

第３の方法バリエーションにより、８ｏ〜１００チのα
−変態割合の品質の酸化アルミニウムを造ることができ
る。予備■焼は第二の方法バリエーションに相応して行
われるが、しかし以下の点を異にして行われる。即ち、
この場合、所望の変態形成を可能にする保持サイクロン
９内の保持時間−約３０分−が完全に利用され、■焼物
質の流去は弁１０を介して導管１１内へと行われる。こ
の場合、弁１２は閉じられている。次いで、回転炉１５
内において所望の品質の酸化アルミニウムを得るだめの
仕上げ■焼が行われる。この際、廃ガス案内は上記の方
法バリエーションと以下の点で異って行われる。即ち、
粉じんを含んでいる廃空気は冷却装置１８から開かれて
いる弁２１と導管１９１）を介して回転炉１５内に導か
れ、導管２３と開かれている弁２４とを介して空気加熱
器４に通じている導管１９ａに案内される。この場合、
弁２０は閉じられている。

第２図は他の冷却装置１８′を備えている本発明による
プラントを示している。この冷却装置は回転炉１５の後
方に接続されている冷却装置１日に依存せずに、かつ導
管１５′を介して保持サイクロン９の弁１２と結合され
ている。このようなプラントは既に述べた三つの方法に
関して品質の異る二つの酸化アルミニウムを同時に造る
だめの第四の作業バリエーションを可能にする。

第１の作業段内の方法経過は上記した第二の方法バリエ
ーション内の方法経過に相応する。

第二の作業段においては、■焼物質は保持サイクロン９
から両弁１０と１２を介して予め定められた量で連続し
て導管１１を経て回転炉１５内へ、そして導管１３′を
介して冷却装置１８′内へと流れる。回転炉内において
、■焼物質は１００％のα−割合までの所望の品質に応
じて強■焼される。導管１５′を経て冷却装置δ１８′
内に流入する■焼物質は直接冷却され、８０チ以下のび
一割合の酸化アルミニウムが生じる。両冷却装置１８と
１８′から来る廃気は導管１９と１９′から弁２０と２
１を経て来る洗気分と合体されて、回転炉内の相状態と
必要に応じて分割される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による服焼プラントの概略
図である。 図中符号は ５・・・■焼装置 ４・・・空気加熱器 ９・・・保持サイクロン １５・・・回転炉 １８・・・冷却装置 代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、■焼すべき物質のための乾燥装置、二つの作業段か
   ら成る■焼装置および冷却装置とを備えた水酸化アルミ
   ニウムを連続的に■焼するだめのプラントにおいて、■
   焼装置の第一の作業段が前方に空気加熱器（４）が、後
   方に保持サイクロン（９）が接続されている渦流動床−
   ■焼装置（３）と後方に冷却装置（１８）が接続されて
   いる回転炉（１５）とから成ることを特徴とする、上記
   プラント。 ２、保持サイクロン（９）が■焼物質のだめの二つの出
   口弁（１０と１２）を備えており、これらの弁のうち一
   方の出口弁（１０）が導管（１１）を介して直接回転炉
   （１５）と、そして他方の出口弁（１２）が導管（１３
   ）を介して直接冷却装置（１８）と結合されている、前
   記特許請求の範囲第１項に記載のプラント。 ３、保持サイクロン（９）に設けられた弁（１２）が回
   転炉（１５）の後方に接続されている冷却装置（１８）
   に依存しない冷却装置（１８′）と導管（１５’）を介
   して結合されている、前記特許請求の範囲第２項に記載
   のプラント。 ４、水酸化アルミニウムを連続的に■焼するだめのプラ
   ントを運転する方法において、水酸化アルミニウムの■
   焼を二つの相前後している作業段で、即ち第一の作業段
   において前方に空気加熱器が後方に保持サイクロンが接
   続されている渦流動床−■焼装置内において０〜約８０
   チのα−変態割合の酸化アルミニウムに■焼し、第二の
   作業段において回転炉内で１ｏｏ％ｔでのα−変態割合
   の酸化アルミニウムに■焼するようにして行い、この場
   合第一の作業段内での■焼を第二の作業段内の■焼にお
   けるよりも低い温度で行うことを特徴とする、上記方法
   。 ５、第一の作業段において■焼された物質を二つの部分
   流に分割し、一方の部分流を回転炉内で更に■焼し、第
   二の部分流を回転炉の冷却されべき生成物に依存するこ
   となく冷却装置内で冷却する、前記特許請求の範囲第４
   項に記載の方法。 ６、回転炉と冷却装置とから来る酸化アルミニウム粉じ
   んを含んでいる洗気を空気加熱器へ供給し、この場合売
   気の空気加熱器内への導入をバーナの火炎領域外で行う
   、前記特許請求の範囲第４項或いは第５項に記載の方法
   。