RU2294896C9

RU2294896C9 - Method, the reactor and the installation for thermal treatment of the powdery material

Info

Publication number: RU2294896C9
Application number: RU2005122229/15A
Authority: RU
Inventors: Сибагатулла Нуруллович Аминов (RU); Сибагатулла Нуруллович Аминов; Григорий Наумович Бездежский (RU); Григорий Наумович Бездежский; Александр Федорович Мысик (RU); Александр Федорович Мысик; Андрей Александрович Рукомойкин (RU); Андрей Александрович Рукомойкин; Сергей Иванович Фролов (RU); Сергей Иванович Фролов; Юрий Андреевич Фролов (RU); Юрий Андреевич Фролов
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2007-06-27
Also published as: RU2294896C1

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy; methods and devices for thermal treatment of the powdery materials.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the technology of reprocessing of the powdery materials, predominantly, the aluminum hydroxide. The method provides for: drying of the aluminum hydroxide by the ascending gases; the aluminum hydroxide cyclone separation; its preheating in the stream of the effluent gases; its feeding into the reaction chamber; the individual preparation of the mixture of the combustion products of the fuel and the air;

Baking of the aluminum hydroxide in the suspension state by the mixture of the fuel combustion products and the oxygen-containing gaseous phase; the cyclone separation of the aluminum oxide; the multi-stepwise cooling by the air with production of the commercial aluminum oxide. Baking of the aluminum hydroxide and the aluminum oxide cooling conduct in two stages. At that the baking at the initial stage conduct using the separately prepared mixture of the combustion products consisting of a part of the fuel and the consumable for the baking and used at the final stage of the aluminum oxide cooling; and the baking at the final stage is realized by the prepared directly in the reaction chamber mixture of the combustion products from the remained part of the fuel and the gaseous-powdery phase enriched with the air used at the initial stage of cooling of the aluminum oxide. The installation contains: the device for the aluminum hydroxide drying; the cyclone separator; the device for the preliminary direct-flow heating of the aluminum hydroxide; the reactor for the aluminum hydroxide baking, which is supplied with the air blower for the air feeding into the burners and contains the cylindrical reaction chamber with the conical bottom and the lower side holes for the material feeding, the lower central hole for the gaseous heat carrier feeding, the upper outlet opening for the gaseous-powdery mixture and the burner device located in the lower part of the reaction chamber and fulfilled in the form of the cylindrical prechamber supplied with the burners uniformly arranged on its surface and having the upper central outlet opening for the mixture of the combustion products and coupled with the lower central inlet opening of the reaction chamber. At that the prechamber is coaxially connected to the lower part of the reaction chamber; the cyclone separator of aluminum oxide, the multi-stepwise cyclone device for cooling the aluminum oxide, supplied with the blower for the air supply to the reactor; the smoke exhaust for removal of the effluent gases and connecting the pipe ducts. According to the invention the reaction chamber contains: the side radially mounted branch-pipes for the air arranged under the lower side inlet holes for the material; the burners radially mounted along the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber; the burners device has the lower tangential inlet branch-pipes for the air, and the prechamber burners are installed radially. The installation is additionally supplied with the device of cooling of the aluminum oxide and the blower for the air supply to the reactor connected with the cyclone separator of the aluminum oxide and with the inlet branch-pipe of the cyclone of the additional device of cooling, the outlet branch-pipe of which is connected with the lateral radially installed in the reaction chamber branch-pipes for the air. At that the inlet branch-pipe of the multi-stepwise device of cooling of the aluminum oxide is connected with the lower tangential branch-pipes for the air, and the inlet branch-pipe of the cyclone of the first step of the multi-stepwise device is connected to the pipe duct for feeding of the aluminum oxide from the additional device of cooling. The invention provides the improvement of the quality of the produced aluminum oxide and profitability of the production process.

EFFECT: the invention ensures the improvement of the quality of the produced aluminum oxide and profitability of the production process.

3 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии переработки порошкообразных материалов и непосредственно касается способа, реактора и установки для термообработки преимущественно гидроксида алюминия. Область применения изобретения охватывает производство строительных материалов, черную и цветную металлургию и, прежде всего, подготовку металлургического сырья для производства алюминия.The invention relates to a technology for processing powdered materials and directly relates to a method, a reactor and a plant for heat treatment of mainly aluminum hydroxide. The scope of the invention covers the production of building materials, ferrous and non-ferrous metallurgy and, above all, the preparation of metallurgical raw materials for aluminum production.

Известен способ получения порошкообразных материалов, включающий тангенциальную подачу сырья, воздуха и топлива в нижнюю часть обжиговой печи, обжиг сырья в восходящем потоке газов, отвод готового продукта и отходящих газов из верхней части обжиговой печи и сепарацию готового продукта без предварительного охлаждения, при этом предварительный нагрев сырья производят в прямотоке фаз теплом отходящих газов, а воздух нагревают теплом охлаждаемого готового продукта (заявка RU 98117484, публ. 20.06.2000).A known method of producing powdered materials, including tangential supply of raw materials, air and fuel to the lower part of the kiln, firing the raw materials in an upward flow of gases, removal of the finished product and exhaust gases from the upper part of the kiln and separation of the finished product without preliminary cooling, while preheating the raw materials are produced in the direct-flow phases by the heat of the exhaust gases, and the air is heated by the heat of the cooled finished product (application RU 98117484, publ. 06/20/2000).

Известный способ не обеспечивает оптимального режима обжига гидроксида алюминия вследствие локального перегрева материала из-за существенной неоднородности температурного поля в поперечном сечении нижней части обжиговой печи с образованием нежелательной модификации альфа-глинозема и перерасхода топлива на процесс. Кроме того, высокий уровень температур продуктов сгорания и тангенциальный ввод сырья и топлива способствуют разрушению и истиранию поверхностного слоя огнеупорной футеровки в нижней части обжиговой печи, в результате чего происходит загрязнение глинозема частицами материала футеровки. Способ также не обеспечивает оптимальный с точки зрения экономии топлива режим термообработки порошкообразного материала, вследствие недостаточной степени использования тепла готового продукта.The known method does not provide the optimal mode of firing of aluminum hydroxide due to local overheating of the material due to significant inhomogeneity of the temperature field in the cross section of the lower part of the firing furnace with the formation of an undesirable modification of alpha-alumina and excessive fuel consumption for the process. In addition, the high temperature of the combustion products and the tangential introduction of raw materials and fuel contribute to the destruction and abrasion of the surface layer of the refractory lining in the lower part of the kiln, resulting in contamination of alumina with particles of the lining material. The method also does not provide the optimum from the point of view of fuel economy heat treatment of the powder material, due to insufficient use of heat of the finished product.

Из предшествующего уровня техники (патент RU 2213697, публ. 10.10.2003 - ближайший аналог) известен также способ термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, включающий предварительную прямоточную сушку влажного гидроксида алюминия в восходящем потоке отходящих газов, циклонную сепарацию высушенного гидроксида алюминия, его предварительный прямоточный нагрев в потоке отходящих газов и подачу в реакционную камеру, отдельное приготовление смеси продуктов сгорания всего количества топлива, расходуемого на обжиг, и всего количества предварительно нагретого воздуха, ее подачу в нижнюю часть реакционной камеры, обжиг порошкообразного гидроксида алюминия во взвешенном состоянии смесью продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого потока воздуха, циклонную сепарацию полученного глинозема, его многоступенчатое прямоточное охлаждение потоком воздуха, подаваемого к реакционной камере, и окончательное охлаждение с получением товарного глинозема.From the prior art (patent RU 2213697, publ. 10.10.2003 - the closest analogue) is also known a method of heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, including preliminary direct-flow drying of wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, cyclone separation of dried aluminum hydroxide, its preliminary direct-flow heating in the exhaust gas stream and feeding into the reaction chamber, separate preparation of the mixture of combustion products of the total amount of fuel spent on ig, and the total amount of preheated air, its supply to the lower part of the reaction chamber, firing of powdered aluminum hydroxide in suspension by a mixture of fuel combustion products and a preheated air stream, cyclone separation of the obtained alumina, its multistage direct-flow cooling with a stream of air supplied to the reaction chamber , and final cooling to obtain marketable alumina.

В этом способе приготовление смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого воздуха осуществляют отдельно (например, в форкамере или выносном горелочном устройстве) путем сжигания всего количества топлива, расходуемого на обжиг гидроксида алюминия, в потоке всего количества предварительно нагретого воздуха, используемого для охлаждения глинозема. Затем подготовленную смесь подают в нижнюю часть реакционной камеры и туда же подают для обжига высушенный гидроксид алюминия. Далее в восходящем потоке смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого воздуха осуществляют одностадийный обжиг порошкообразного материала и отводят поток газопорошковой смеси из верхней части реакционной камеры. Способ не обеспечивает оптимального режима обжига гидроксида алюминия вследствие перегрева частиц обжигаемого материала из-за высоких температур смеси продуктов сгорания топлива и нагретого воздуха с образованием нежелательной модификации альфа-глинозема и перерасхода топлива на процесс. Подача высокотемпературной (до 1800°С и более) газообразной смеси также приводит к перегреву поверхностного слоя огнеупорной футеровки в нижней части реакционной камеры, снижению его стойкости и загрязнению глинозема частицами разрушаемой футеровки. В известном способе осажденный в циклонном сепараторе глинозем подают в циклонный многоступенчатый охладитель и в нем осуществляют одностадийное прямоточное охлаждение глинозема потоком атмосферного воздуха, который теплом готового продукта нагревается до 900-950°C и направляется на приготовление смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого воздуха. Однако, несмотря на нагрев воздуха теплом глинозема до высоких значений температур, конечная температура охлаждаемого материала остается достаточно высокой (200-300°С), что приводит к необходимости окончательного охлаждения глинозема, например, в охладителе водяного типа. Таким образом, способ также не обеспечивает оптимальный с точки зрения экономии топлива режим термообработки порошкообразного гидроксида алюминия, вследствие недостаточной степени охлаждения и использования тепла готового продукта в процессе термообработки порошкообразного гидроксида алюминия.In this method, the preparation of a mixture of fuel combustion products and preheated air is carried out separately (for example, in a prechamber or an external burner) by burning the entire amount of fuel spent on burning aluminum hydroxide in a stream of the total amount of preheated air used to cool alumina. Then the prepared mixture is fed into the lower part of the reaction chamber, and dried aluminum hydroxide is also fed thereto for roasting. Then, in the upward flow of the mixture of fuel combustion products and preheated air, one-stage firing of the powder material is carried out and the gas-powder mixture is diverted from the upper part of the reaction chamber. The method does not provide the optimal mode of firing aluminum hydroxide due to overheating of the particles of the fired material due to the high temperatures of the mixture of fuel combustion products and heated air with the formation of an undesirable modification of alpha-alumina and excessive fuel consumption for the process. The supply of a high-temperature (up to 1800 ° C and more) gaseous mixture also leads to overheating of the surface layer of the refractory lining in the lower part of the reaction chamber, a decrease in its resistance and contamination of alumina with particles of the destroyed lining. In the known method, the alumina deposited in a cyclone separator is fed into a multi-stage cyclone cooler and it uses single-stage direct-flow cooling of alumina with a stream of atmospheric air, which is heated to 900–950 ° C by the heat of the finished product and sent to prepare a mixture of fuel combustion products and preheated air. However, despite the air being heated by the heat of alumina to high temperatures, the final temperature of the cooled material remains quite high (200-300 ° C), which leads to the need for final cooling of alumina, for example, in a water-type chiller. Thus, the method also does not provide the optimum from the point of view of fuel economy heat treatment of powdered aluminum hydroxide, due to insufficient cooling and the use of heat of the finished product in the process of heat treatment of powdered aluminum hydroxide.

Из предшествующего уровня техники (патент RU 2213697) известен также реактор для обжига порошкообразного материала, содержащий вертикальную цилиндрическую камеру с коническим днищем, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием для газовой фазы и верхним выходным отверстием для газово-суспензионной фазы и горелочное устройство, расположенное в нижней части реакционной камеры, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими тангенциально расположенными горелками, равномерно распределенными по цилиндрической поверхности, имеющее нижнее центральное входное отверстие для воздуха и верхнее центральное выходное отверстие для смеси продуктов сгорания топлива и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием реакционной камеры, при этом форкамера соосно соединена с нижней частью реакционной камеры.From the prior art (patent RU 2213697), a powder material calcination reactor is also known, comprising a vertical cylindrical chamber with a conical bottom with at least one lower lateral inlet for the powdered raw material, a lower central inlet for the gas phase and an upper outlet a hole for the gas-suspension phase and a burner device located in the lower part of the reaction chamber, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several angentsialno arranged burners uniformly distributed around the cylindrical surface having a lower central air inlet and an upper central outlet orifice for the mixture of combustion products and air docked to the lower central inlet opening of the reaction chamber, the prechamber is coaxially connected to the lower part of the reaction chamber.

При таком конструктивном выполнении реактора в процессе его работы реализуется одностадийный обжиг порошкообразного материала, сопровождающийся перегревом гидроксида алюминия, из-за высоких температур смеси продуктов сгорания всего количества топлива, расходуемого на обжиг, и предварительно нагретого воздуха с образованием нежелательной модификации альфа-глинозема и перерасхода топлива на процесс. Кроме того, тангенциальная подача топлива в форкамеру приводит к перегреву огнеупорной футеровки в нижней части реакционной камеры, вследствие развития высокотемпературного горения топлива в объеме воздуха, непосредственно примыкающего к поверхности футеровки, что снижает ее стойкость к истиранию и способствует загрязнению глинозема частицами разрушаемой футеровки.With this constructive design of the reactor, in its operation, a single-stage calcination of the powdered material is carried out, accompanied by overheating of aluminum hydroxide, due to the high temperatures of the mixture of combustion products of the total amount of fuel consumed for calcination, and preheated air with the formation of undesirable modification of alpha-alumina and excessive fuel consumption to the process. In addition, the tangential fuel supply to the pre-chamber leads to overheating of the refractory lining in the lower part of the reaction chamber, due to the development of high-temperature combustion of fuel in the volume of air directly adjacent to the surface of the lining, which reduces its abrasion resistance and contributes to the pollution of alumina by particles of the destroyed lining.

Из предшествующего уровня техники (патент RU 2213697) известна также установка для термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, содержащая устройство для предварительной сушки влажного гидроксида алюминия в восходящем потоке отходящих газов, циклонный сепаратор высушенного порошкообразного гидроксида алюминия, устройство для предварительного прямоточного нагревания порошкообразного гидроксида алюминия в потоке отходящих газов, реактор для обжига порошкообразного материала во взвешенном состоянии смесью продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого потока воздуха, содержащий вертикальную цилиндрическую реакционную камеру с коническим днищем, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием для газовой фазы, верхним выходным отверстием для газово-суспензионной фазы и горелочное устройство, расположенное в нижней части реакционной камеры, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими тангенциально расположенными горелками, равномерно распределенными по цилиндрической поверхности, имеющее нижнее центральное входное отверстие для воздуха, верхнее центральное выходное отверстие для смеси продуктов сгорания и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием реакционной камеры, при этом форкамера соосно соединена с нижней частью реакционной камеры, нагнетатель для подачи первичного воздуха к горелочному устройству, циклонный сепаратор полученного глинозема, многоступенчатое циклонное устройство для охлаждения глинозема и нагревания воздуха с входным и выходным патрубками, выходной патрубок которого соединен трубопроводом с нижним центральным входным отверстием горелочного устройства для воздуха, а связывающий трубопровод для подачи воздуха на вход циклона первой ступени охладителя соединен с трубопроводом для подачи порошкообразного материала из циклонного сепаратора полученного глинозема, нагнетатель для подачи воздуха к реактору, охладитель товарного глинозема и дымосос для отвода отходящих газов в атмосферу. Установка реализует способ термообработки порошкообразного материала с применением реактора для обжига согласно патенту RU 2213697, описанного выше, поэтому ей присущи все вышеуказанные недостатки.From the prior art (patent RU 2213697) is also known installation for heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, containing a device for pre-drying wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, a cyclone separator of dried powdered aluminum hydroxide, a device for preliminary direct-flow heating of powdered aluminum hydroxide in a stream of exhaust gases, a reactor for burning powdered material in suspension a mixture of fuel combustion products and a preheated air stream, containing a vertical cylindrical reaction chamber with a conical bottom, at least one lower lateral inlet for powdered raw material, a lower central inlet for the gas phase, and an upper outlet for the gas-suspension phase and a burner device located in the lower part of the reaction chamber, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several tangentially arranged burners uniformly distributed over a cylindrical surface, having a lower central inlet for air, an upper central outlet for a mixture of products of combustion and air, coupled with a lower central inlet of the reaction chamber, the prechamber coaxially connected to the lower part of the reaction chamber, a blower for primary air supply to the burner device, a cyclone separator for the obtained alumina, a multi-stage cyclone device for cooling alumina heating the air with inlet and outlet nozzles, the outlet nozzle of which is connected by a pipe to the lower central inlet of the burner for air, and the connecting pipe for supplying air to the inlet of the cyclone of the first stage of the cooler is connected to the pipeline for supplying powder material from a cyclone separator of the obtained alumina, a supercharger for air supply to the reactor, commercial alumina cooler and smoke exhaust for exhaust gas to the atmosphere. The installation implements a method of heat treatment of a powdery material using a firing reactor according to patent RU 2213697 described above, therefore, it has all the above disadvantages.

Задача настоящего изобретения состоит в создании таких способа, реактора и установки для термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, которые предусматривают повышение качества товарного глинозема и экономичности процесса термообработки в целом за счет уменьшения локального перегрева частиц гидроксида алюминия и поверхностного слоя огнеупорной футеровки, повышения полноты обжига гидроксида алюминия и увеличения степени использования тепла охлаждаемого воздухом глинозема.An object of the present invention is to provide such a method, a reactor, and an apparatus for heat treating a powder material, mainly aluminum hydroxide, which provide for improving the quality of commercial alumina and the efficiency of the heat treatment process as a whole by reducing local overheating of aluminum hydroxide particles and the surface layer of the refractory lining, increasing the firing completeness aluminum hydroxide and increased use of heat from air-cooled alumina.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, включающим, как и известный способ, предварительную прямоточную сушку влажного гидроксида алюминия в восходящем потоке отходящих газов, циклонную сепарацию высушенного гидроксида алюминия, его предварительный прямоточный нагрев в потоке отходящих газов и подачу в реакционную камеру, отдельное приготовление смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого воздуха, обжиг порошкообразного гидроксида алюминия во взвешенном состоянии в потоке смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретой кислородсодержащей газовой фазы, циклонную сепарацию полученного глинозема, его многоступенчатое прямоточное охлаждение потоком подаваемого к реакционной камере воздуха с получением товарного глинозема, согласно предлагаемому изобретению обжиг гидроксида алюминия и охлаждение глинозема осуществляют последовательно на начальной и заключительной стадиях, причем обжиг на начальной стадии проводят в потоке отдельно приготавливаемой смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и предварительно нагретого воздуха, используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема, а обжиг на заключительной стадии осуществляют в потоке приготавливаемой непосредственно в реакционной камере смеси продуктов сгорания оставшейся части расходуемого на обжиг топлива и газопорошковой фазы, предварительно обогащенной дополнительным потоком нагретого воздуха, используемым на начальной стадии охлаждения глинозема.The specified technical result is achieved by the proposed method of heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, including, as well as the known method, preliminary direct-flow drying of wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, cyclone separation of dried aluminum hydroxide, its preliminary direct-flow heating in a flow of exhaust gases and feeding reaction chamber, separate preparation of a mixture of fuel combustion products and preheated air, pore burning suspended aluminum hydroxide in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and a preheated oxygen-containing gas phase, cyclone separation of the obtained alumina, multistage direct-flow cooling with a stream of air supplied to the reaction chamber to produce commercial alumina, according to the invention, aluminum hydroxide is fired and alumina is cooled in the initial and final stages, and the firing in the initial stage is carried out in a stream separately prepared mixture of combustion products of a part of fuel consumed for firing and preheated air used in the final stage of alumina cooling, and firing at the final stage is carried out in a stream of a mixture of combustion products of the remaining part of fuel consumed for firing and gas-powder phase, previously enriched directly in the reaction chamber additional heated air stream used in the initial stage of alumina cooling.

Осуществление обжига гидроксида алюминия и охлаждения глинозема в две стадии с подачей общего количества топлива и воздуха двумя независимыми потоками на начальную и заключительную стадии обжига позволяет обеспечить плавный режим нагрева частиц гидроксида алюминия путем уменьшения тепловой нагрузки, а значит и температуры теплоносителя (до 1450-1100°С), на начальной стации обжига, исключить локальный перегрев частиц материала и уменьшить образование нежелательной модификации альфа-глинозема до 1-3%. Снижение тепловой нагрузки и температуры газообразного теплоносителя на начальной стадии обжига также позволяет уменьшить локальный перегрев поверхностного слоя огнеупорной футеровки в нижней части реакционной камеры, повысить его стойкость и уменьшить загрязнение глинозема частицами разрушаемой футеровки. Вместе с тем, заявляемое изобретение позволяет интенсифицировать нагрев материала путем увеличения тепловой нагрузки и поддержания оптимальной температуры газообразного теплоносителя (1400-1100°С) на заключительной стадии обжига. Кроме того, способ обеспечивает более полное использование тепла глинозема путем подачи на начальную (высокотемпературную) и заключительную (низкотемпературную) стадии его охлаждения двух независимых потоков атмосферного воздуха, что позволяет интенсифицировать процесс теплообмена как вследствие повышения средней разности температур между охлаждаемым материалом и нагреваемыми потоками воздуха на обеих стадиях, так и вследствие увеличения общего расхода воздуха на охлаждение глинозема. За счет повышения эффективности охлаждения глинозема его конечная температура составляет 90-110°С, что позволяет отказаться от окончательного охлаждения товарного глинозема, например, в охладителе водяного типа. Увеличение теплосодержания и общего количества нагретого атмосферного воздуха, подаваемого для приготовления теплоносителя на начальной и заключительной стадиях обжига гидроксида алюминия, способствует не только экономии топлива, но и ускорению дегидратации частиц материала в реакционной камере и процесса сушки влажного гидроксида алюминия отходящими газами за счет снижения в них содержания водяного пара. Подача низкотемпературного (300-400°С) потока атмосферного воздуха, используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема, для предварительного приготовления смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и нагретого воздуха способствует снижению ее температуры на начальной стадии обжига, а значит - обеспечению плавного режима нагрева частиц гидроксида алюминия в нижней части реакционной камеры. Высокотемпературный (600-700°С) дополнительный поток атмосферного воздуха, используемый на начальной стадии охлаждения глинозема, предпочтительнее подавать в реакционную камеру на предварительное обогащение кислородом газопорошковой фазы. Это способствует меньшей степени ее охлаждения и стабилизации температурного поля в реакционной камере в процессе приготовления смеси продуктов сгорания оставшейся части расходуемого на обжиг топлива и кислородсодержащей газопорошковой фазы, и обжига гидроксида алюминия на заключительной стадии.The implementation of the burning of aluminum hydroxide and cooling of alumina in two stages with the supply of the total amount of fuel and air by two independent streams to the initial and final stages of firing allows for a smooth heating of aluminum hydroxide particles by reducing the heat load, and hence the temperature of the coolant (up to 1450-1100 ° C), at the initial firing station, eliminate local overheating of material particles and reduce the formation of undesirable modification of alpha-alumina to 1-3%. Reducing the heat load and the temperature of the gaseous coolant at the initial stage of firing also allows you to reduce local overheating of the surface layer of the refractory lining in the lower part of the reaction chamber, increase its resistance and reduce pollution of alumina by particles of the destroyed lining. However, the claimed invention allows to intensify the heating of the material by increasing the heat load and maintaining the optimal temperature of the gaseous coolant (1400-1100 ° C) at the final stage of firing. In addition, the method provides a more complete use of alumina heat by supplying to the initial (high-temperature) and final (low-temperature) stages of its cooling two independent streams of atmospheric air, which makes it possible to intensify the heat transfer process as a result of an increase in the average temperature difference between the cooled material and the heated air flows by both stages, and due to an increase in the total air flow for cooling alumina. By increasing the cooling efficiency of alumina, its final temperature is 90-110 ° C, which allows you to abandon the final cooling of commercial alumina, for example, in a water-type cooler. The increase in heat content and the total amount of heated atmospheric air supplied for the preparation of the coolant at the initial and final stages of firing aluminum hydroxide, not only saves fuel, but also accelerates the dehydration of material particles in the reaction chamber and the drying process of wet aluminum hydroxide with exhaust gases by reducing them water vapor content. The supply of a low-temperature (300-400 ° C) stream of atmospheric air used at the final stage of alumina cooling for preliminary preparation of a mixture of the products of combustion of part of the fuel consumed for firing and heated air helps to reduce its temperature at the initial stage of firing, which means to ensure a smooth heating mode particles of aluminum hydroxide at the bottom of the reaction chamber. The high-temperature (600-700 ° C) additional stream of atmospheric air used at the initial stage of alumina cooling is preferable to be fed into the reaction chamber for preliminary oxygen enrichment of the gas-powder phase. This contributes to a lesser degree of its cooling and stabilization of the temperature field in the reaction chamber during the preparation of the mixture of combustion products of the remaining part of the fuel consumed for burning and the oxygen-containing gas-powder phase, and the burning of aluminum hydroxide at the final stage.

Осуществление обжига гидроксида алюминия и охлаждения глинозема в две стадии с подачей общего количества топлива и воздуха двумя потоками на начальную и заключительную стадии обжига позволяет (в зависимости от свойств исходного материала, производительности установки, параметров аппаратурно-технологической схемы процесса термообработки порошкообразного гидроксида алюминия) реализовать возможность гибкого варьирования значениями температур обжига на начальной и заключительной стадиях. В частности, корректировка значений температур газообразного теплоносителя в процессе обжига обеспечивается изменением отношения расходов потоков топлива, подаваемого на начальную (часть расходуемого на обжиг топлива) и заключительную (оставшаяся часть расходуемого на обжиг топлива) стадии обжига, а при необходимости - изменением расходов соответствующих потоков нагретого атмосферного воздуха. Благодаря этому обеспечиваются полнота обжига и заданное качество товарного глинозема, повышение степени использования тепла охлаждаемого глинозема и экономичности процесса термообработки гидроксида алюминия в целом при различных значениях конструктивных параметров реакционной камеры и охладителей глинозема, а значит, обеспечивается использование предлагаемого способа в установках различных размеров и производительности.The implementation of the firing of aluminum hydroxide and cooling of alumina in two stages with the supply of the total amount of fuel and air in two streams to the initial and final stages of firing allows (depending on the properties of the starting material, the performance of the installation, the parameters of the hardware and technological scheme of the process of heat treatment of powdered aluminum hydroxide) to realize flexible variation of the firing temperatures at the initial and final stages. In particular, the correction of the temperature values of the gaseous coolant during the firing process is provided by changing the ratio of the flow rates of the fuel supplied to the initial (part of the fuel consumed for firing) and the final (the remaining part of the fuel consumed for firing) firing stage, and, if necessary, changing the flow rate of the corresponding heated flows atmospheric air. This ensures the completeness of firing and the desired quality of commercial alumina, increasing the degree of utilization of the heat of cooled alumina and the efficiency of the heat treatment of aluminum hydroxide as a whole at various values of the structural parameters of the reaction chamber and alumina coolers, which means that the proposed method is used in plants of various sizes and capacities.

Технических решений, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".Technical solutions that coincide with the essential features of the claimed invention have not been identified, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".The claimed essential features of the invention, predetermining the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "inventive step".

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении степени использования тепла глинозема, качества товарного глинозема (уменьшение содержания альфа-глинозема и частиц разрушаемой футеровки в готовом продукте), экономичности процесса термообработки в целом и обеспечении возможности использования способа в установках различных размеров и производительности и может быть использовало для осуществления процесса термообработки порошкообразных материалов, преимущественно гидроксида алюминия, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".Since the claimed invention provides a technical result, expressed in increasing the degree of use of heat of alumina, the quality of commercial alumina (reducing the content of alpha-alumina and particles of destructible lining in the finished product), the efficiency of the heat treatment process in general, and making it possible to use the method in plants of various sizes and capacities can be used to carry out the process of heat treatment of powder materials, mainly aluminum hydroxide , It can be concluded that the invention meets the criterion "industrial applicability".

Поставленная задача решается также предлагаемым реактором для обжига порошкообразного материала, позволяющим реализовать предлагаемый способ, описанный выше, и представляющим неотъемлемую составную часть общего изобретательского замысла. Заявляемый реактор, как и вышеописанный известный, содержит вертикальную цилиндрическую реакционную камеру с коническим днищем, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием для газообразного теплоносителя, верхним выходным отверстием для газопорошковой смеси и горелочное устройство, расположенное в нижней части реакционной камеры, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими горелками, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности, имеющее верхнее центральное выходное отверстие для смеси продуктов сгорания топлива и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием реакционной камеры, при атом форкамера соосно соединена с нижней частью реакционной камеры, согласно предлагаемому изобретению реакционная камера содержит, по крайней мере, один боковой радиально установленный входной патрубок для воздуха, расположенный под нижним боковым входным отверстием для порошкообразного материала, несколько радиально установленных горелок, равномерно расположенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, горелочное устройство имеет, по крайней мере, один нижний боковой тангенциально установленный входной патрубок для воздуха, а горелки форкамеры установлены радиально.The problem is also solved by the proposed reactor for burning powder material, which allows to implement the proposed method described above, and representing an integral part of the overall inventive concept. The inventive reactor, as described above, contains a vertical cylindrical reaction chamber with a conical bottom, at least one lower side inlet for powdered raw material, a lower central inlet for a gaseous coolant, an upper outlet for a gas-powder mixture and a burner device located in the lower part of the reaction chamber, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several burners evenly spaced along a cylindrical surface having an upper Central outlet for a mixture of products of combustion of fuel and air, docked with the lower Central inlet of the reaction chamber, with a prechamber atom coaxially connected to the lower part of the reaction chamber, according to the invention, the reaction chamber contains at least one lateral radially mounted air inlet located below the lower side inlet for powder material, several radially mounted burners evenly spaced along the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, the burner device has at least one lower side tangentially installed inlet pipe for air, and the pre-chamber burners are installed radially.

Предлагаемый реактор позволяет реализовать двухстадийный обжиг порошкообразного материала и обеспечить плавный режим обжига частиц гидроксида алюминия путем подачи общего количества топлива и воздуха двумя независимыми потоками на приготовление теплоносителя как в горелочное устройство, выполненное в виде форкамеры, так и непосредственно в реакционную камеру. Радиальное расположение в форкамере горелок, например эжекционного типа, совместно с тангенциальным вводом нагретого воздуха в горелочное устройство обеспечивает воспламенение топлива в горелочных тоннелях, эжектирование воздуха горелками из периферийных объемов и завершение горения топлива при температуре 1100-1450°С практически по всему сечению форкамеры, при этом за счет интенсивного перемешивания продуктов сгорания и воздуха формируется равномерное температурное поле в теплоносителе без перегрева огнеупорной футеровки. Применение радиально установленных боковых входных патрубков для нагретого воздуха, расположенных непосредственно под нижними боковыми входными отверстиями для порошкообразного материала, способствует за счет использования энергии воздушного потока равномерному распределению потока частиц, загружаемых в реакционную камеру, по всему сечению потока теплоносителя, поступающего из горелочного устройства. В связи с этим происходит интенсивное перемешивание потоков воздуха и теплоносителя, интенсифицируется теплообмен между нагреваемым материалом и теплоносителем, а также обеспечивается равномерное распределение температур газа и обжигаемых частиц в поперечном сечении реактора на начальной стадии обжига. Радиальное расположение горелок, например эжекционного типа, равномерно размещенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, обеспечивает воспламенение топлива в горелочных тоннелях, эжектирование горелками кислородсодержащей газопорошковой смеси из периферийных объемов и завершение горения топлива во всем объеме поперечного сечения реакционной камеры с формированием равномерного температурного поля. Кроме того, вследствие пониженного содержания кислорода в газопорошковой смеси (примерно 10-14%) горение топлива при температуре 1100-1400°С полностью завершается в объеме реакционной камеры, расположенном выше уровня горелок, что гарантирует на заключительной стадии полноту обжига гидроксида алюминия практически без его перегрева и образования нежелательной модификации альфа-глинозема. В предлагаемом реакторе изменение величины отношения длительностей начальной и заключительной стадий обжига (в зависимости от свойств исходного материала, производительности процесса и параметров аппаратурно-технологической схемы термообработки порошкообразного гидроксида алюминия) обеспечивается изменением расстояния от нижних боковых входных отверстий для порошкообразного материала до уровня расположения горелок в средней части реакционной камеры. Величину удаления горелок, расположенных в средней части реакционной камеры, от нижних боковых входных отверстий для материала предпочтительнее выбирать в пределах 10-25% от общей высоты реакционной камеры.The proposed reactor allows for a two-stage firing of powdered material and provides a smooth firing of aluminum hydroxide particles by supplying the total amount of fuel and air with two independent streams to the preparation of the coolant both in the burner device, made in the form of a pre-chamber, and directly into the reaction chamber. The radial arrangement of burners in the prechamber, for example, of the ejection type, together with the tangential introduction of heated air into the burner device, provides ignition of the fuel in the burner tunnels, ejection of air by the burners from the peripheral volumes and the completion of fuel combustion at a temperature of 1100-1450 ° С over almost the entire cross-section of the prechamber due to intensive mixing of combustion products and air, a uniform temperature field is formed in the coolant without overheating of the refractory lining. The use of radially mounted lateral inlet nozzles for heated air, located directly below the lower lateral inlet openings for the powdered material, contributes to the uniform distribution of the flow of particles loaded into the reaction chamber through the use of air flow energy over the entire cross section of the coolant flow coming from the burner device. In this regard, intensive mixing of air and coolant flows occurs, heat transfer between the heated material and the coolant is intensified, and a uniform temperature distribution of the gas and fired particles in the cross section of the reactor at the initial stage of firing is ensured. The radial arrangement of burners, for example, of an ejection type, uniformly placed on the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, provides ignition of the fuel in the burner tunnels, ejection by the burners of an oxygen-containing gas-powder mixture from peripheral volumes and completion of fuel combustion in the entire volume of the cross section of the reaction chamber with the formation of a uniform temperature field. In addition, due to the reduced oxygen content in the gas-powder mixture (approximately 10-14%), fuel combustion at a temperature of 1100-1400 ° C is completely completed in the volume of the reaction chamber located above the level of the burners, which guarantees at the final stage the completeness of firing of aluminum hydroxide practically without it overheating and the formation of an undesirable modification of alpha-alumina. In the proposed reactor, a change in the ratio of the durations of the initial and final stages of firing (depending on the properties of the starting material, the productivity of the process, and the parameters of the hardware and technological scheme for the heat treatment of powdered aluminum hydroxide) is provided by changing the distance from the lower side inlets for the powdered material to the level of the burners in the middle parts of the reaction chamber. The amount of removal of the burners located in the middle of the reaction chamber from the lower side inlet openings for the material is preferable to choose within 10-25% of the total height of the reaction chamber.

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение вышеописанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".The claimed essential features of the invention, predetermining the receipt of the above technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "inventive step".

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении качества товарного глинозема (уменьшение содержания альфа-глинозема и частиц разрушаемой футеровки в готовом продукте), экономичности процесса термообработки в целом и обеспечении возможности его использования при различных условиях, и может быть использовано для осуществления процесса термообработки порошкообразных материалов, преимущественно гидроксида алюминия, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".Since the claimed invention provides a technical result, which is expressed in improving the quality of commercial alumina (reducing the content of alpha-alumina and particles of destructible lining in the finished product), the efficiency of the heat treatment process as a whole and the possibility of its use under various conditions, and can be used to carry out the heat treatment process powder materials, mainly aluminum hydroxide, it can be concluded that the invention meets the criterion of "industrial actual applicability. "

Поставленная задача решается также предлагаемой установкой для термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, позволяющей реализовать предлагаемый способ, описанный выше, и представляющей неотъемлемую составную часть общего изобретательского замысла. Заявляемая установка, как и вышеописанная известная, содержит устройство для предварительной сушки влажного гидроксида алюминия в восходящем потоке отходящих газов, циклонный сепаратор высушенного гидроксида алюминия, устройство для предварительного прямоточного нагревания порошкообразного гидроксида алюминия в потоке отходящих газов, реактор для обжига порошкообразного материала во взвешенном состоянии в потоке смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретой кислородсодержащей газовой фазы, снабженный нагнетателем для подачи воздуха в горелки реактора, содержащий вертикальную цилиндрическую реакционную камеру с коническим днищем, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием для газообразного теплоносителя, верхним выходным отверстием для газопорошковой смеси и горелочное устройство, расположенное в нижней части реакционной камеры, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими горелками, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности, имеющее верхнее центральное выходное отверстие для смеси продуктов сгорания и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием реакционной камеры, при этом форкамера соосно соединена с нижней частью реакционной камеры, циклонный сепаратор полученного глинозема, многоступенчатое циклонное устройство для охлаждения глинозема и нагревания воздуха с входным и выходным патрубками, снабженное нагнетателем для подачи воздуха к реактору, дымосос для отвода отходящих газов в атмосферу и связывающие трубопроводы, согласно предлагаемому изобретению реакционная камера содержит, по крайней мере, один боковой радиально установленный входной патрубок для воздуха, расположенный под нижним боковым входным отверстием для порошкообразного материала, несколько радиально установленных горелок, равномерно расположенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, горелочное устройство имеет, по крайней мере, один нижний боковой тангенциально установленный входной патрубок для воздуха, а горелки форкамеры установлены радиально, установка также снабжена дополнительным циклонным устройством охлаждения глинозема и нагревания воздуха с входным и выходным патрубками, дополнительным нагнетателем для подачи воздуха к реактору, соединенным связывающим трубопроводом с трубопроводом для подачи глинозема из циклонного сепаратора и входным патрубком циклона дополнительного устройства охлаждения глинозема и нагревания воздуха, выходной патрубок которого соединен трубопроводом с боковым радиально установленным в реакционной камере входным патрубком для воздуха, при этом многоступенчатое циклонное устройство охлаждения глинозема и нагревания воздуха выходным патрубком соединено трубопроводом с нижним боковым тангенциально установленным в горелочном устройстве входным патрубком для воздуха, а связывающий трубопровод входного патрубка циклона первой ступени многоступенчатого циклонного устройства соединен с трубопроводом для подачи глинозема из дополнительного циклонного устройства охлаждения глинозема и нагревания воздуха.The problem is also solved by the proposed installation for heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, which allows to implement the proposed method described above, and representing an integral part of the general inventive concept. The inventive installation, as described above, contains a device for pre-drying wet aluminum hydroxide in an upstream exhaust gas stream, a cyclone separator of dried aluminum hydroxide, a device for preliminary direct-flow heating of powdered aluminum hydroxide in an exhaust gas stream, a reactor for calcining powdered material in suspension a stream of a mixture of products of combustion of fuel and a preheated oxygen-containing gas phase, equipped with a supercharger m for supplying air to the reactor burners, comprising a vertical cylindrical reaction chamber with a conical bottom, at least one lower side inlet for powdered raw material, a lower central inlet for gaseous coolant, an upper outlet for gas-powder mixture and a burner device, located in the lower part of the reaction chamber, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several burners evenly spaced along the cylinder surface, having an upper Central outlet for a mixture of products of combustion and air, docked with the lower Central inlet of the reaction chamber, while the prechamber coaxially connected to the lower part of the reaction chamber, a cyclone separator of the obtained alumina, a multistage cyclone device for cooling alumina and heating the air with inlet and outlet nozzles, equipped with a supercharger for supplying air to the reactor, a smoke exhauster for venting exhaust gases into the atmosphere and connecting pipes gadgets, according to the invention, the reaction chamber contains at least one lateral radially mounted air inlet pipe located below the lower side air inlet for powder material, several radially mounted burners evenly spaced along the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, the burner device has at least one lower lateral tangentially installed air inlet pipe, and radial burners of the pre-chamber oh, the installation is also equipped with an additional cyclone device for cooling alumina and air heating with inlet and outlet nozzles, an additional supercharger for supplying air to the reactor, connected by a connecting pipe to a pipeline for supplying alumina from a cyclone separator and an inlet pipe of a cyclone for an additional device for cooling alumina and air heating, the outlet pipe of which is connected by a pipe to the side air inlet pipe radially mounted in the reaction chamber, in this case, the multistage cyclone device for cooling alumina and heating the air with the outlet pipe is connected by a pipeline to the lower side tangentially installed inlet pipe for air, and the connecting pipe of the inlet pipe of the first stage cyclone of the multistage cyclone device is connected to the pipeline for feeding alumina from an additional cyclone alumina cooling device and heating the air.

Предлагаемая установка позволяет реализовать обжиг порошкообразного гидроксида алюминия и охлаждение глинозема в две стадии путем подачи на начальную (высокотемпературную) и заключительную (низкотемпературную) стадии охлаждения глинозема независимых потоков воздуха с последующей подачей нагретых потоков воздуха, а также двух потоков топлива, на приготовление смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретой кислородсодержащей газовой фазы как в горелочном устройстве реактора (на начальную стадию обжига), так и непосредственно в реакционной камере (на заключительную стадию обжига гидроксида алюминия). Радиальное расположение в форкамере горелок, например эжекционного типа, совместно с тангенциальным вводом нагретого воздуха в горелочное устройство обеспечивает воспламенение топлива в горелочных тоннелях, эжектирование воздуха горелками из периферийных объемов и завершение горения топлива при температуре 1100-1450°С практически по всему сечению форкамеры, при атом за счет интенсивного перемешивания продуктов сгорания и воздуха формируется равномерное температурное поле в теплоносителе без перегрева огнеупорной футеровки. Применение радиально установленных боковых входных патрубков для нагретого воздуха, расположенных непосредственно под нижними боковыми входными отверстиями для порошкообразного материала, способствует за счет использования энергии воздушного потока равномерному распределению потока частиц, загружаемых в реакционную камеру, по всему сечению потока смеси продуктов сгорания и воздуха, поступающего из горелочного устройства. В связи с этим происходит интенсивное перемешивание потоков дополнительного воздуха и теплоносителя, интенсифицируется теплообмен между нагреваемым материалом и смеси продуктов сгорания и воздуха, а также обеспечивается равномерное распределение температур газовой фазы и обжигаемых частиц в поперечном сечении реактора на начальной стадии обжига. Радиальное расположение горелок, например эжекционного типа, равномерно размещенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, обеспечивает воспламенение топлива в горелочных тоннелях, эжектирование горелками кислородсодержащей газопорошковой смеси из периферийных объемов и завершение горения топлива во всем объеме поперечного сечения реакционной камеры с формированием равномерного температурного поля. Кроме того, вследствие пониженного содержания кислорода в газопорошковой смеси горение топлива при температуре 1100-1400°С полностью завершается в объеме реакционной камеры, расположенном выше уровня горелок, что гарантирует на заключительной стации полноту обжига гидроксида алюминия практически без его перегрева и образования нежелательной модификации альфа-глинозема. В предлагаемой установке изменение величины отношения длительностей начальной и заключительной стадий обжига глинозема (в зависимости от свойств исходного материала, производительности установки и высоты реактора) обеспечивается изменением расстояния от нижних боковых входных отверстий для порошкообразного материала до уровня расположения горелок в средней части реакционной камеры. Величину удаления горелок, расположенных в средней части реакционной камеры, от нижних боковых входных отверстий для материала предпочтительнее выбирать в пределах 10-25% от общей высоты реакционной камеры. Применение в установке дополнительного циклонного устройства охлаждения глинозема и нагревания воздуха, оснащенного дополнительным дутьевым нагнетателем, соединенным связывающим трубопроводом с трубопроводом для подачи глинозема из циклонного сепаратора и входным патрубком циклона дополнительного устройства охлаждения глинозема и нагревания воздуха, выходной патрубок которого соединен трубопроводом с боковым радиально установленным в реакционной камере входным патрубком для воздуха, обеспечивает на начальной (высокотемпературной) стадии эффективное охлаждение глинозема примерно от 950 до 600-650°С атмосферным воздухом и нагрев воздуха до 600-700°С, подача которого в боковые входные патрубки, расположенные непосредственно под нижними боковыми входными отверстиями для порошкообразного материала способствует подогреву частиц материала, их равномерному распределению и нагреву в потоке смеси продуктов сгорания и воздуха, поступающего из горелочного устройства, а также обогащению восходящей газопорошковой смеси кислородом перед сжиганием в ней топлива на заключительной стадии обжига глинозема. Предварительное охлаждение глинозема на начальной стадии позволяет на заключительной (низкотемпературной) стадии его охлаждения в многоступенчатом циклонном устройстве, в котором связывающий трубопровод входного патрубка циклона первой ступени многоступенчатого циклонного устройства соединен с трубопроводом для подачи глинозема из дополнительного циклонного устройства охлаждения глинозема и нагревания воздуха, а выходной патрубок соединен трубопроводом с нижним боковым тангенциально установленным в горелочном устройстве входным патрубком для воздуха, обеспечить охлаждение глинозема до температуры, равной 90-110°С, и нагрев атмосферного воздуха до 300-400°С. Подача низкотемпературного (300-400°С) потока атмосферного воздуха, используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема, на отдельное приготовление в форкамере реактора смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и предварительно нагретого воздуха способствует снижению температуры смеси, подаваемой на начальную стадию обжига, а значит - обеспечению плавного режима нагрева частиц гидроксида алюминия в нижней части реакционной камеры. Последовательное охлаждение глинозема в дополнительном и многоступенчатом циклонных устройствах независимыми потоками атмосферного воздуха позволяет интенсифицировать процесс теплообмена как за счет повышения средней разности температур между охлаждаемым материалом и нагреваемыми потоками воздуха на обеих стадиях, так и за счет увеличения общего расхода воздуха на охлаждение глинозема, что позволяет отказаться от окончательного охлаждения товарного глинозема в охладителе водяного типа. Кроме того, увеличение теплосодержания и общего количества нагретого атмосферного воздуха, подаваемого для приготовления теплоносителя на начальной и заключительной стадиях обжига гидроксида алюминия, способствует экономии топлива, ускорению дегидратации частиц материала в реакционной камере и процесса сушки влажного материала отходящими газами за счет снижения содержания водяного пара в потоке газообразного теплоносителя.The proposed installation allows for the implementation of firing of powdered aluminum hydroxide and cooling of alumina in two stages by supplying the initial (high-temperature) and final (low-temperature) stages of alumina cooling with independent air flows followed by heated air flows, as well as two fuel flows, to prepare a mixture of combustion products fuel and preheated oxygen-containing gas phase both in the burner device of the reactor (at the initial stage of firing), and directly enno in the reaction chamber (at the final step of calcination of aluminum hydroxide). The radial arrangement of burners in the prechamber, for example, of the ejection type, together with the tangential introduction of heated air into the burner device, provides ignition of the fuel in the burner tunnels, ejection of air by the burners from the peripheral volumes and the completion of fuel combustion at a temperature of 1100-1450 ° С over almost the entire cross-section of the prechamber atom due to intensive mixing of combustion products and air, a uniform temperature field is formed in the coolant without overheating of the refractory lining. The use of radially mounted side inlets for heated air, located directly below the lower side inlets for powder material, contributes to the uniform distribution of the flow of particles loaded into the reaction chamber through the use of air flow energy over the entire cross section of the flow of the mixture of combustion products and air coming from burner device. In this regard, intensive mixing of additional air and coolant flows occurs, heat transfer between the heated material and the mixture of combustion products and air is intensified, and a uniform temperature distribution of the gas phase and particles to be fired in the reactor cross section at the initial stage of firing is ensured. The radial arrangement of burners, for example, of an ejection type, uniformly placed on the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, provides ignition of the fuel in the burner tunnels, ejection by the burners of an oxygen-containing gas-powder mixture from peripheral volumes and completion of fuel combustion in the entire volume of the cross section of the reaction chamber with the formation of a uniform temperature field. In addition, due to the reduced oxygen content in the gas-powder mixture, fuel combustion at a temperature of 1100-1400 ° C is completely completed in the volume of the reaction chamber located above the level of the burners, which guarantees at the final station the completeness of burning aluminum hydroxide with virtually no overheating and the formation of an undesirable alpha alumina. In the proposed installation, a change in the ratio of the durations of the initial and final stages of alumina firing (depending on the properties of the starting material, plant productivity and reactor height) is provided by changing the distance from the lower side inlets for the powder material to the level of the burners in the middle part of the reaction chamber. The amount of removal of the burners located in the middle of the reaction chamber from the lower side inlet openings for the material is preferable to choose within 10-25% of the total height of the reaction chamber. The use in the installation of an additional cyclone device for cooling alumina and heating the air, equipped with an additional blower blower, connected by a connecting pipe to the pipeline for supplying alumina from the cyclone separator and the inlet pipe of the cyclone of an additional device for cooling alumina and air heating, the outlet pipe of which is connected by a pipe to the side radially installed in the reaction chamber with an inlet pipe for air, provides at the initial (high temperature noy) stages of effective cooling of alumina from about 950 to 600-650 ° C with atmospheric air and heating of air to 600-700 ° C, the supply of which to the side inlet pipes located directly below the lower side inlets for the powder material contributes to the heating of the material particles, their uniform distribution and heating in the flow of the mixture of combustion products and air coming from the burner device, as well as enrichment of the ascending gas-powder mixture with oxygen before burning fuel in it stage of burning alumina. Alumina pre-cooling at the initial stage allows at the final (low-temperature) stage of its cooling in a multi-stage cyclone device, in which the connecting pipe of the first stage cyclone inlet pipe of the multi-stage cyclone device is connected to the pipeline for feeding alumina from an additional cyclone alumina cooling and air heating device, and the output the nozzle is connected by a pipeline to the lower side tangentially installed in the burner device inlet th pipe for air, to provide cooling of the alumina to a temperature of 90-110 ° C and air heated to 300-400 ° C. The supply of a low-temperature (300-400 ° C) stream of atmospheric air used at the final stage of alumina cooling to separately prepare in the prechamber of the reactor a mixture of the products of combustion of part of the fuel consumed for firing and preheated air helps to reduce the temperature of the mixture supplied to the initial stage of firing, and This means - ensuring a smooth heating of aluminum hydroxide particles in the lower part of the reaction chamber. The sequential cooling of alumina in additional and multi-stage cyclone devices by independent streams of atmospheric air makes it possible to intensify the heat exchange process both by increasing the average temperature difference between the material to be cooled and the heated air streams at both stages, and by increasing the total air flow for cooling alumina, which eliminates from the final cooling of commercial alumina in a water-type cooler. In addition, an increase in the heat content and the total amount of heated atmospheric air supplied for the preparation of the coolant at the initial and final stages of the burning of aluminum hydroxide helps to save fuel, accelerate the dehydration of material particles in the reaction chamber and the drying process of the wet material with exhaust gases by reducing the water vapor content in the flow of gaseous coolant.

Таким образом, при использовании совокупности существенных признаков предлагаемая установка позволяет осуществить обжиг гидроксида алюминия и охлаждение глинозема в две стадии и обеспечивает повышение полноты обжига и качества готового продукта, степени использования тепла охлаждаемого глинозема и экономичности процесса термообработки гидроксида алюминия в целом.Thus, using a combination of essential features, the proposed installation allows for the burning of aluminum hydroxide and cooling alumina in two stages and provides an increase in the completeness of firing and the quality of the finished product, the degree of utilization of the heat of the cooled alumina, and the efficiency of the heat treatment of aluminum hydroxide as a whole.

Поскольку заявляемая установка обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении степени использования тепла глинозема, качества товарного глинозема (уменьшение содержания альфа-глинозема и частиц разрушаемой футеровки в готовой продукте), экономичности процесса термообработки в целом и обеспечении возможности его использования при различных условиях, и может быть использована для осуществления процесса термообработки порошкообразных материалов преимущественно гидроксида алюминия, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".Since the inventive installation provides a technical result, which is expressed in increasing the degree of use of heat of alumina, the quality of commercial alumina (reducing the content of alpha-alumina and particles of destructible lining in the finished product), the efficiency of the heat treatment process as a whole and the possibility of its use under various conditions, and can be used to carry out the process of heat treatment of powder materials mainly aluminum hydroxide, we can conclude that the invention ny meets the criterion of "industrial applicability".

Подтверждение возможности применения изобретения изложены в нижеследующем подробной описании примеров его осуществления со ссылками на схематические чертежи, на которых представлены:Confirmation of the applicability of the invention are set forth in the following detailed description of examples of its implementation with reference to the schematic drawings, on which:

Фиг.1 - упрощенная технологическая схема установки согласно изобретению;Figure 1 is a simplified flow diagram of a plant according to the invention;

Фиг.2 - конструкция реактора согласно изобретению, общий вид с частичным разрезом;Figure 2 - design of the reactor according to the invention, a General view in partial section;

Фиг.3 - поперечное сечение А-А (фиг.2).Figure 3 is a cross section aa (figure 2).

На фиг.1, 2 приведена аппаратурно-технологическая схема, реализующая процесс термообработки порошкообразного гидроксида алюминия согласно изобретению и включающая сушильное устройство 1 (например, U-образный газоход), загрузочное устройство 15 (например, шнековый питатель) влажного гидроксида алюминия, циклонный сепаратор 17 высушенного гидроксида алюминия, циклонный сепаратор 2 подогретого гидроксида алюминия, циклонный сепаратор 5 глинозема, связывающие трубопроводы 18, 33, 36, 38 и 41, устройство 16 прямоточного нагревания высушенного гидроксида алюминия, состоящее из трубопровода 18 и циклонного сепаратора 2, реактор 32 для обжига порошкообразного материала, содержащий вертикальную цилиндрическую реакционную камеру 3 с коническим днищем 27, боковыми нижними входными отверстиями 31 для порошкообразного материала, нижним центральным входным отверстием 29 для газообразного теплоносителя, боковыми радиально установленными входными патрубками 24 для воздуха, расположенными под входными отверстиями 31, несколькими радиально установленными эжекционными горелками 11, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, верхним выходным отверстием 28 для газопорошковой смеси и горелочное устройство 25, расположенное в нижней части реакционной камеры 3, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими радиально установленными эжекционными горелками 10, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности, имеющее два нижних боковых тангенциально установленных входных патрубка 23 для воздуха и верхнее центральное выходное отверстие 30, состыкованное с нижним центральным входным отверстием 29 реакционной камеры 3, при этом форкамера соосно соединена с нижней частью реакционной камеры, устройство 4 (например, трубопроводы, на фиг.1 условно показан один трубопровод) подачи высушенного гидроксида алюминия в нижнюю часть реакционной камеры 3, циклонное устройство 43 высокотемпературного охлаждения глинозема и нагревания воздуха, состоящее из циклонного сепаратора 7, выходной воздушный патрубок 35 которого соединен связывающим трубопроводом 36 с боковыми патрубками 24 реакционной камеры 3, и трубопровода 33, соединенного с входным патрубком 34 сепаратора 7, с трубопроводом 37 для подачи глинозема из циклонного сепаратора 5 и нагнетателем 6 для подачи воздуха к реактору, многоступенчатое циклонное устройство 44 низкотемпературного охлаждения глинозема и нагревания воздуха (на фиг.1 условно показано двухступенчатое устройство, предпочтительнее применять трехступенчатое устройство), состоящее из циклонных сепараторов 8, 9 и связывающих трубопроводов, при этом выходной патрубок 40 циклона 8 первой ступени многоступенчатого устройства соединен трубопроводом 41 с нижними боковыми патрубками 23 горелочного устройства 25 (форкамеры), а входной патрубок 39 циклона 8 соединен связывающим трубопроводом 38 с трубопроводом 42 для подачи глинозема из циклона 7 устройства 43 высокотемпературного охлаждения глинозема и нагревания воздуха, нагнетатель 6 для подачи воздуха в циклонное устройство 43 высокотемпературного охлаждения глинозема и нагревания воздуха, бункер 14 готового продукта, нагнетатель 22 для подачи атмосферного воздуха в многоступенчатое циклонное устройство 44 низкотемпературного охлаждения глинозема и нагревания воздуха, нагнетатель 26 для подачи первичного воздуха в горелки 10 и 11 реактора 32, дымосос 19 для отвода в атмосферу отходящих газов, заслонки 12, 13 для регулирования расходов атмосферного воздуха, заслонка 20 для регулирования расхода отходящих в атмосферу газов, пылеуловитель 21 (например, электростатического типа), а также соединительные трубопроводы и каналы для подачи и отвода потоков порошкообразного материала, воздуха и отходящих газов и трубопроводы подачи топлива с арматурой.1, 2 shows a hardware-technological scheme that implements the heat treatment process of powdered aluminum hydroxide according to the invention and includes a drying device 1 (for example, a U-shaped duct), a loading device 15 (for example, a screw feeder) of wet aluminum hydroxide, a cyclone separator 17 dried aluminum hydroxide, a heated aluminum hydroxide cyclone separator 2, alumina cyclone separator 5, connecting pipelines 18, 33, 36, 38 and 41, a direct-flow heating device 16 for dried hydroxide aluminum id, consisting of a pipe 18 and a cyclone separator 2, a powder material calcination reactor 32, comprising a vertical cylindrical reaction chamber 3 with a conical bottom 27, lower side inlets 31 for the powder material, a lower central inlet 29 for the gaseous coolant, radially lateral installed inlet pipes 24 for air, located under the inlet holes 31, several radially mounted ejection burners 11, evenly distributed laid on the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, the upper outlet for the gas-powder mixture and the burner device 25, located in the lower part of the reaction chamber 3, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several radially mounted ejection burners 10, evenly spaced along the cylindrical surface, having two lower lateral tangentially mounted air inlets 23 and an upper central outlet 30 docked to the bottom the Central inlet 29 of the reaction chamber 3, while the prechamber is coaxially connected to the lower part of the reaction chamber, device 4 (for example, pipelines, one pipe is conventionally shown in FIG. 1) for supplying dried aluminum hydroxide to the lower part of the reaction chamber 3, high-temperature cyclone device 43 cooling alumina and heating the air, consisting of a cyclone separator 7, the outlet air pipe 35 of which is connected by a connecting pipe 36 to the side pipes 24 of the reaction chamber 3, and a pipe an ode 33 connected to the inlet pipe 34 of the separator 7, with a pipe 37 for supplying alumina from the cyclone separator 5 and a supercharger 6 for supplying air to the reactor, a multi-stage cyclone device 44 for low-temperature cooling of alumina and air heating (Fig. 1 conventionally shows a two-stage device, it is preferable to use a three-stage device), consisting of cyclone separators 8, 9 and connecting pipelines, while the outlet pipe 40 of the cyclone 8 of the first stage of the multi-stage device is connected n pipe 41 with the lower side pipes 23 of the burner 25 (pre-chambers), and the inlet pipe 39 of the cyclone 8 is connected by a connecting pipe 38 to the pipe 42 for feeding alumina from the cyclone 7 of the device 43 for high-temperature cooling of alumina and heating the air, a blower 6 for supplying air to the cyclone device 43 for high-temperature cooling of alumina and air heating, hopper 14 of the finished product, supercharger 22 for supplying atmospheric air to a multi-stage cyclone device 44 for low temperature cooling alumina and heating the air, a supercharger 26 for supplying primary air to the burners 10 and 11 of the reactor 32, a smoke exhauster 19 for venting exhaust gases into the atmosphere, a damper 12, 13 for regulating the flow of atmospheric air, a damper 20 for regulating the flow of exhaust gases into the atmosphere, a dust collector 21 (for example, of an electrostatic type), as well as connecting pipelines and channels for supplying and discharging flows of powdered material, air and exhaust gases, and fuel supply pipelines with fittings.

Способ термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, включает предварительную прямоточную сушку влажного гидроксида алюминия в потоке откачиваемых дымососом 19 отходящих газов, осуществляемую в устройстве 1 для сушки, циклонную сепарацию высушенного гидроксида алюминия в циклоне 17, его предварительный прямоточный нагрев в потоке отходящих газов, осуществляемый в устройстве 16 прямоточного нагревания, подачу нагретого гидроксида алюминия посредством устройства 4 в нижнюю часть реакционной камеры 3, отдельное приготовление в форкамере 25 смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретого в многоступенчатом циклонном устройстве 44 воздуха, обжиг порошкообразного гидроксида алюминия в реакционной камере 3 во взвешенном состоянии в потоке смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретой кислородсодержащей газовой фазы циклонную сепарацию полученного глинозема в циклоне 5, его многоступенчатое прямоточное охлаждение в циклонном устройстве 44 потоком воздуха, подаваемого нагнетателем 22 к реакционной камере с получением товарного глинозема, накапливаемого в бункере 14.The method of heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, involves the direct co-current drying of wet aluminum hydroxide in a stream of exhaust gases exhausted by the exhaust fan 19, carried out in the drying device 1, cyclone separation of dried aluminum hydroxide in a cyclone 17, its preliminary direct-flow heating in the exhaust gas stream, carried out in the device 16 direct-flow heating, the supply of heated aluminum hydroxide by means of the device 4 in the lower part of the reaction chamber 3, about the individual preparation in the prechamber 25 of a mixture of fuel combustion products and air preheated in a multi-stage cyclone device 44, firing of powdered aluminum hydroxide in the reaction chamber 3 in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and a preheated oxygen-containing gas phase, cyclone separation of the obtained alumina in cyclone 5, its multistage direct-flow cooling in a cyclone device 44 by a stream of air supplied by a supercharger 22 to the reaction chamber with iem commodity alumina accumulated in the hopper 14.

Согласно изобретению обжиг гидроксида алюминия в реакционной камере 3 и охлаждение глинозема, в циклонных охладителях 43, 44 осуществляют последовательно на начальной и заключительной стадиях, причем обжиг гидроксида алюминия на начальной стадии проводят в нижней части реакционной камеры 3 в потоке отдельно приготавливаемой в форкамере 25 смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива, подаваемого в горелки 10, и предварительно нагретого воздуха, используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема в многоступенчатом циклонном устройстве 44, а обжиг на заключительной стадии осуществляют в средней и верхней частях реакционной камеры 3 в потоке приготавливаемой непосредственно в реакционной камере смеси продуктов сгорания оставшейся части расходуемого на обжиг топлива, подаваемого в горелки 11, и газопорошковой фазы, предварительно обогащенной дополнительным потоком нагретого воздуха, используемым на начальной стадии охлаждения глинозема в циклонном устройстве 43.According to the invention, the burning of aluminum hydroxide in the reaction chamber 3 and the cooling of alumina in cyclone coolers 43, 44 are carried out sequentially in the initial and final stages, and the burning of aluminum hydroxide in the initial stage is carried out in the lower part of the reaction chamber 3 in a stream of a mixture of products separately prepared in the fore chamber 25 combustion of a part of the fuel consumed for firing, supplied to the burner 10, and preheated air used in the final stage of alumina cooling in multi-stage m of cyclone device 44, and firing at the final stage is carried out in the middle and upper parts of the reaction chamber 3 in a stream of a mixture of combustion products prepared directly in the reaction chamber of the remaining part of the fuel consumed for firing supplied to the burners 11 and the gas-powder phase, previously enriched with an additional heated stream air used in the initial stage of alumina cooling in the cyclone device 43.

Осуществление обжига гидроксида алюминия и охлаждения глинозема в две стадии с подачей общего количества, топлива и воздуха двумя независимыми потоками на начальную и заключительную стадии обжига позволяет обеспечить плавный режим нагрева частиц гидроксида алюминия путем уменьшения тепловой нагрузки, а значит и температуры теплоносителя (до 1450-1100°С), на начальной стадии обжига, исключить локальный перегрев частиц материала и уменьшить образование нежелательной модификации альфа-глинозема до 1-3%. Вместе с тем, заявляемое изобретение позволяет интенсифицировать нагрев материала путем увеличения тепловой нагрузки и поддержания оптимальной температуры газообразного теплоносителя (1400-1100°С) на заключительной стадии обжига. Кроме того, способ обеспечивает более полное использование тепла глинозема путем подачи на начальную (высокотемпературную) и заключительную (низкотемпературную) стадии его охлаждения двух независимых потоков атмосферного воздуха, что позволяет интенсифицировать процесс теплообмена как вследствие повышения средней разности температур между охлаждаемым материалом и нагреваемыми потоками воздуха на обеих стадиях, так и вследствие увеличения общего расхода воздуха на охлаждение глинозема. За счет повышения эффективности охлаждения глинозема его конечная температура составляет 90-110°С, что позволяет отказаться от окончательного охлаждения товарного глинозема, например, в охладителе водяного типа. При этом высокотемпературный (600-700°С) дополнительный поток атмосферного воздуха, используемый на начальной стадии охлаждения глинозема в циклонном устройстве 43, предпочтительнее подавать на предварительное обогащение кислородом газопорошковой фазы в реакционную камеру 3 через боковые радиально установленные входные патрубки 24. Напротив, низкотемпературный (300-400°С) атмосферный воздух, используемый на заключительной стадии охлаждения глинозема в многоступенчатом циклонном устройстве 44, целесообразно подавать на приготовление смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и нагретого воздуха в форкамеру 25 через нижние боковые тангенциально установленные входные патрубки 23.The implementation of the burning of aluminum hydroxide and cooling of alumina in two stages with the supply of total amount, fuel and air by two independent streams to the initial and final stages of firing allows for a smooth heating of aluminum hydroxide particles by reducing the heat load, and hence the temperature of the coolant (up to 1450-1100 ° C), at the initial stage of firing, eliminate local overheating of material particles and reduce the formation of undesirable modification of alpha-alumina to 1-3%. However, the claimed invention allows to intensify the heating of the material by increasing the heat load and maintaining the optimal temperature of the gaseous coolant (1400-1100 ° C) at the final stage of firing. In addition, the method provides a more complete use of alumina heat by supplying to the initial (high-temperature) and final (low-temperature) stages of its cooling two independent streams of atmospheric air, which makes it possible to intensify the heat transfer process as a result of an increase in the average temperature difference between the cooled material and the heated air flows by both stages, and due to an increase in the total air flow for cooling alumina. By increasing the cooling efficiency of alumina, its final temperature is 90-110 ° C, which allows you to abandon the final cooling of commercial alumina, for example, in a water-type cooler. At the same time, a high-temperature (600-700 ° C) additional stream of atmospheric air, used at the initial stage of alumina cooling in the cyclone device 43, is preferable to be preliminarily enriched in the gas-powder phase into the reaction chamber 3 through lateral radially installed inlet pipes 24. On the contrary, the low-temperature ( 300-400 ° C) atmospheric air used in the final stage of alumina cooling in the multi-stage cyclone device 44, it is advisable to submit to the preparation of the mixture Recreatives Products combustion consumable part on firing fuel and heated air into the prechamber 25 through the lower side tangentially mounted inlets 23.

Реактор (фиг.2, 3) для обжига порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия, содержит вертикальную цилиндрическую реакционную камеру 3 с коническим днищем 27, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием 31 для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием 29 для газообразного теплоносителя, верхним выходным отверстием 28 для газопорошковой смеси и горелочное устройство 25, расположенное в нижней части реакционной камеры 3, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими горелками 10, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности, имеющее верхнее центральное выходное отверстие 30 для смеси продуктов сгорания топлива и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием 29 реакционной камеры, при этом форкамера 25 соосно соединена с нижней частью реакционной камеры 3.The reactor (figure 2, 3) for firing a powdery material, mainly aluminum hydroxide, contains a vertical cylindrical reaction chamber 3 with a conical bottom 27, with at least one lower side inlet 31 for the powdered raw material, the lower central inlet 29 for gaseous coolant, the upper outlet 28 for the gas-powder mixture and the burner device 25 located in the lower part of the reaction chamber 3, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with ultiple burners 10, arranged uniformly on the cylindrical surface having a central top outlet 30 for the mixture of combustion products and air docked to the lower central inlet 29 of the reaction chamber, the prechamber 25 coaxially connected to the lower part of the reaction chamber 3.

Согласно предлагаемому изобретению реакционная камера 3 содержит, по крайней мере, один боковой радиально установленный входной патрубок 24 для воздуха, расположенный под нижним боковым входным отверстием 31 для порошкообразного материала, несколько (например, четыре) радиально установленных горелок 11, равномерно расположенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры, горелочное устройство 25 имеет, по крайней мере, один нижний боковой тангенциально установленный входной патрубок 23 для воздуха, а несколько горелок 10 (например, четыре) форкамеры 25 установлены радиально. Внутренние поверхности реактора 3, 25 защищены стойкой к истиранию огнеупорной футеровкой и теплоизоляцией. Более предпочтительно оснащение реакционной камеры 3 двумя нижними боковыми входными отверстиями 31 для порошкообразного сырьевого материала, расположенными в одной плоскости поперечного сечения цилиндрической камеры симметрично относительно ее оси, двумя боковыми радиально установленными входными патрубками 24 для подачи нагретого воздуха, расположенными непосредственно под отверстиями 31 в одной вертикальной плоскости. В горелочном устройстве 25 реактора предпочтительнее устанавливать два нижних боковых тангенциальных входных патрубка 23 (на фиг.2 патрубки 23 условно показаны установленными радиально), расположенных в одной плоскости поперечного сечения форкамеры симметрично относительно ее оси. В реакторе предпочтительнее применять горелки с частичным предварительным смешением первичного воздуха и топлива, позволяющими, за счет создаваемого разрежения, подсасывать кислородсодержащий газообразный теплоноситель из периферийных объемов, активно перемешивать с ним продукты сгорания топлива и формировать равномерное распределение температур в поперечном сечении реактора. Для получения высококачественного глинозема с содержанием альфа-фазы 1-3% горелки должны обеспечивать на начальной и заключительной стадиях обжига формирование смеси продуктов сгорания топлива и кислородсодержащей газовой фазы, имеющей интервал значений температур в пределах 1100-1450°С. В предлагаемом реакторе изменение величины отношения длительностей начальной и заключительной стадий обжига (в зависимости от свойств исходного материала, производительности процесса и параметров аппаратурно-технологической схемы термообработки порошкообразного гидроксида алюминия) обеспечивается изменением расстояния от нижних боковых входных отверстий 31 для порошкообразного материала до уровня расположения горелок 11 в средней части реакционной камеры, то есть изменением высоты нижней части реакционной камеры 3, в которой осуществляется начальная стадия обжига гидроксида алюминия. Величину удаления горелок 11, расположенных в средней части реакционной камеры, от нижних боковых входных отверстий 31 для материала предпочтительнее выбирать в пределах 10-25% от общей высоты реакционной камеры.According to the invention, the reaction chamber 3 comprises at least one lateral radially mounted air inlet 24 located below the lower side inlet 31 for the powdered material, several (for example, four) radially mounted burners 11, evenly spaced along the cylindrical surface of the middle parts of the reaction chamber, the burner device 25 has at least one lower lateral tangentially installed inlet pipe 23 for air, and several burners 10 (for example, four) prechambers 25 are mounted radially. The inner surfaces of the reactor 3, 25 are protected by abrasion-resistant refractory lining and thermal insulation. It is more preferable to equip the reaction chamber 3 with two lower lateral inlet openings 31 for the powdered raw material, located in the same plane of the cross section of the cylindrical chamber symmetrically about its axis, with two lateral radially mounted inlets 24 for supplying heated air, located directly under the openings 31 in one vertical the plane. In the burner device 25 of the reactor, it is preferable to install two lower lateral tangential inlet pipes 23 (in Fig. 2 pipes 23 are conventionally shown mounted radially) located in the same plane of the cross-section of the prechamber symmetrically about its axis. It is preferable to use burners in the reactor with partial preliminary mixing of primary air and fuel, which allow, due to the created vacuum, to suck in oxygen-containing gaseous coolant from peripheral volumes, actively mix fuel combustion products with it and form a uniform temperature distribution in the reactor cross section. To obtain high-quality alumina with an alpha phase content of 1-3%, burners must provide, at the initial and final stages of firing, the formation of a mixture of fuel combustion products and an oxygen-containing gas phase having a temperature range of 1100-1450 ° C. In the proposed reactor, a change in the ratio of the durations of the initial and final stages of firing (depending on the properties of the starting material, the productivity of the process, and the parameters of the hardware and technological scheme for the heat treatment of powdered aluminum hydroxide) is provided by changing the distance from the lower side inlets 31 for the powdered material to the level of the burners 11 in the middle part of the reaction chamber, that is, by changing the height of the lower part of the reaction chamber 3, in which The initial stage of aluminum hydroxide roasting occurs. The amount of removal of the burners 11 located in the middle of the reaction chamber from the lower side inlets 31 for the material is preferable to choose between 10-25% of the total height of the reaction chamber.

Описанный реактор 3, 25 работает следующим образом. Горячий газовый поток для осуществления начальной стадии обжига гидроксида алюминия, состоящий из смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема воздуха, формируется в отделенном от рабочего пространства реакционной камеры 3 горелочном устройстве форкамеры 25, куда через нижние боковые тангенциально установленные входные патрубки 23 подается предварительно нагретый воздух, а через горелки 10 подается топливо. Приготовленная в форкамере 25 смесь через верхнее центральное выходное отверстие 30 для смеси продуктов сгорания и топлива, состыкованное с нижним центральным входным отверстием 29 для газообразного теплоносителя, поступает в нижнюю часть реакционной камеры 3. Предварительно нагретый сухой порошкообразный сырьевой материал, в частности гидроксид алюминия, подается через нижние боковые входные отверстия 31 в нижнюю часть реакционной камеры 3 в направлении, параллельном образующей конического днища 27. Через боковые радиально установленные входные патрубки 24 для воздуха, расположенные непосредственно под входными отверстиями 31 для порошкообразного сырьевого материала, в нижнюю часть реакционной камеры 3 подается нагретый воздух, предварительно используемый на начальной стадии охлаждения глинозема. За счет энергии воздушного потока частицы загружаемого материала проникают по всему сечению реакционной камеры в восходящий горячий газовый поток, поступающий из форкамеры, и образуется взвешенный вихревой слой газопорошковой смеси с равномерным распределением температур кислородсодержащего газа и обжигаемых частиц в поперечном сечении реакционной камеры. По мере продвижения в реакционной камере 3 восходящего потока газопорошковой смеси осуществляется начальная стадия обжига, гидроксида алюминия (в течение 10-25% от общего временя обжига), при этом температура теплоносителя снижается с 1100-1200°С до 800-900°С, а температура обжигаемого материала повышается с 250-300°С до 650-700°С. При достижении восходящей газопорошковой смесью уровня расположения горелок 11 в средней части реакционной камеры 3 наступает заключительная стадия обжига гидроксида алюминия, которую осуществляют в потоке приготавливаемой непосредственно в реакционной камере смеси продуктов сгорания оставшейся части расходуемого на обжиг топлива, полагаемого в горелки 11, и восходящий газопорошковой фазы. При сгорании топлива температура газообразного теплоносителя повышается до 1200-1400°С и по мере продвижения в реакционной камере восходящего потока газопорошковой смеси к верхнему выходному отверстию 28 происходит завершение процесса обжига гидроксида алюминия, при этом на выходе из реакционной камеры 3 температура газообразного теплоносителя снижается до 1000-1050°С, а температура обжигаемого материала повышается примерно до 950°С.The described reactor 3, 25 operates as follows. A hot gas stream for the initial stage of firing of aluminum hydroxide, consisting of a mixture of the combustion products of a portion of the fuel used for firing and used in the final stage of cooling alumina, is formed in the pre-chamber 25 burner device separated from the working space of the reaction chamber 3, through which the tangentially installed lateral ones the pre-heated air inlets 23 are supplied, and fuel is supplied through the burners 10. The mixture prepared in the prechamber 25 through the upper central outlet 30 for the mixture of combustion products and fuel, docked with the lower central inlet 29 for the gaseous coolant, enters the lower part of the reaction chamber 3. Pre-heated dry powdered raw material, in particular aluminum hydroxide, is supplied through the lower lateral inlet openings 31 to the lower part of the reaction chamber 3 in a direction parallel to the generatrix of the conical bottom 27. Through lateral radially mounted air inlets 24 located directly below the inlet openings 31 for the powdered raw material, heated air is supplied to the lower part of the reaction chamber 3, previously used in the initial stage of alumina cooling. Due to the energy of the air flow, particles of the loaded material penetrate the entire hot gas stream coming from the prechamber over the entire cross section of the reaction chamber, and a suspended vortex layer of the gas-powder mixture is formed with a uniform temperature distribution of the oxygen-containing gas and calcined particles in the cross section of the reaction chamber. As the upward flow of the gas-powder mixture moves in the reaction chamber 3, the initial stage of firing, aluminum hydroxide (within 10-25% of the total firing time) is carried out, while the coolant temperature decreases from 1100-1200 ° C to 800-900 ° C, and the temperature of the fired material rises from 250-300 ° C to 650-700 ° C. When the ascending gas-powder mixture reaches the level of the location of the burners 11 in the middle part of the reaction chamber 3, the final stage of aluminum hydroxide roasting occurs, which is carried out in the stream of the mixture of the products of combustion of the remaining part of the fuel consumed for burning, put into the burners 11, and the ascending gas-powder phase . When the fuel is burned, the temperature of the gaseous coolant rises to 1200-1400 ° C and as the upward flow of the gas-powder mixture moves to the upper outlet 28 in the reaction chamber, the process of firing aluminum hydroxide is completed, while at the outlet of the reaction chamber 3 the temperature of the gaseous coolant decreases -1050 ° C, and the temperature of the fired material rises to about 950 ° C.

Установка для термообработки порошкообразного материала, преимущественно гидроксида алюминия (фиг.1, 2), содержит устройство 1 для предварительной сушки влажного гидроксида алюминия в восходящем потоке отходящих газов, циклонный сепаратор 17 высушенного гидроксида алюминия, устройство 16 для предварительного прямоточного нагревания порошкообразного гидроксида алюминия в потоке отходящих газов, реактор 32 для обжига порошкообразного материала во взвешенном состоянии в потоке смеси продуктов сгорания топлива и предварительно нагретой кислородсодержащей газовой фазы, снабженный нагнетателем 26 для подачи воздуха в горелки реактора, содержащий вертикальную цилиндрическую реакционную камеру 3 с коническим днищем 27, по крайней мере, с одним нижним боковым входным отверстием 31 для порошкообразного сырьевого материала, нижним центральным входным отверстием 29 для газообразного теплоносителя, верхним выходным отверстием 28 для газопорошковой смеси и горелочное устройство 25, расположенное в нижней части реакционной камеры 3, выполненное в виде цилиндрической форкамеры, снабженной несколькими горелками 10, равномерно расположенными по цилиндрической поверхности, имеющее верхнее центральное выходное отверстие 30 для смеси продуктов сгорания и воздуха, состыкованное с нижним центральным входным отверстием 29 реакционной камеры 3, при этом форкамера 25 соосно соединена с нижней частью реакционной камеры 3, циклонный сепаратор 5 полученного глинозема, многоступенчатое циклонное устройство 44 (на фиг.1 условно показано двухступенчатое устройство, предпочтительнее применять трехступенчатое устройство) для охлаждения глинозема и нагревания воздуха с входным 39 и выходным 40 патрубками, снабженное нагнетателем 22 для подачи воздуха к реактору 32, дымосос 19 для отвода отходящих газов в атмосферу и связывающие трубопроводы 38, 41.Installation for heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide (figure 1, 2), contains a device 1 for pre-drying wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, a cyclone separator 17 of dried aluminum hydroxide, a device 16 for preliminary direct-flow heating of powdered aluminum hydroxide in a stream flue gases, a reactor 32 for burning powdered material in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and pre-heated to a sulphurous gas phase, equipped with a supercharger 26 for supplying air to the reactor burners, comprising a vertical cylindrical reaction chamber 3 with a conical bottom 27, with at least one lower side inlet 31 for the powdered raw material, a lower central inlet 29 for the gaseous coolant, the upper outlet hole 28 for the gas-powder mixture and the burner device 25 located in the lower part of the reaction chamber 3, made in the form of a cylindrical prechamber, equipped with several burners 10, evenly spaced on a cylindrical surface, having an upper Central outlet 30 for a mixture of products of combustion and air, docked with the lower Central inlet 29 of the reaction chamber 3, while the prechamber 25 is coaxially connected to the lower part of the reaction chamber 3, a cyclone separator 5 of the obtained alumina, multistage cyclone device 44 (Fig. 1 conventionally shows a two-stage device, it is preferable to use a three-stage device) for cooling I alumina and heating the air with inlet 39 and outlet 40 nozzles, equipped with a supercharger 22 for supplying air to the reactor 32, a smoke exhauster 19 for venting exhaust gases into the atmosphere and connecting pipelines 38, 41.

Согласно предлагаемому изобретению реакционная камера 3 содержит, по крайней мере, один боковой радиально установленный входной патрубок 24 для воздуха, расположенный под нижним боковым входным отверстием 31 для порошкообразного материала, несколько радиально установленных горелок 11, равномерно расположенных по цилиндрической поверхности средней части реакционной камеры 3, горелочное устройство 25 имеет, по крайней мере, один нижний боковой тангенциально установленный входной патрубок 23 для воздуха, а горелки форкамеры 10 установлены радиально, установка также снабжена дополнительным циклонным устройством 43 охлаждения глинозема и нагревания воздуха с входным 34 и выходным 35 патрубками, дополнительным нагнетателем 6 для подачи воздуха к реактору 32, соединенным связывающим трубопроводом 33 с трубопроводом 37 для подачи глинозема из циклонного сепаратора 5 к входным патрубком 34 циклона 7 дополнительного устройства 43 охлаждения глинозема и нагревания воздуха, выходной патрубок 35 которого соединен трубопроводом 36 с боковым радиально установленным в реакционной камере 3 входным патрубком 24 дня воздуха, при этом многоступенчатое циклонное устройство 44 охлаждения глинозема и нагревания воздуха выходным патрубком 40 соединено трубопроводом 41 с нижним боковым тангенциально установленным в горелочном устройстве 25 входным патрубком 23 для воздуха, а связывающий трубопровод 38 входного патрубка 39 циклона 8 первой ступени многоступенчатого циклонного устройства 44 соединен с трубопроводом 42 для подачи глинозема из дополнительного циклонного устройства 43 охлаждения глинозема и нагревания воздуха.According to the invention, the reaction chamber 3 comprises at least one lateral radially mounted air inlet 24 located below the lower side inlet 31 for the powdered material, several radially mounted burners 11 uniformly spaced along the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber 3, burner device 25 has at least one lower lateral tangentially mounted inlet pipe 23 for air, and burners of pre-chamber 10 are mounted Basically, the installation is also equipped with an additional cyclone device 43 for cooling alumina and heating the air with inlet 34 and outlet 35 nozzles, an additional blower 6 for supplying air to the reactor 32, connected by a connecting pipe 33 with a pipe 37 for supplying alumina from the cyclone separator 5 to the inlet pipe 34 cyclone 7 of an additional device 43 for cooling alumina and heating the air, the outlet pipe 35 of which is connected by a pipe 36 with a lateral inlet radially mounted in the reaction chamber 3 the outlet pipe 24 days of air, while the multi-stage cyclone device 44 for cooling alumina and heating the air with the outlet pipe 40 is connected by a pipe 41 to the lower side tangentially installed inlet device 23 for air inlet and the connecting pipe 38 of the inlet pipe 39 of the cyclone 8 of the first stage of the multi-stage the cyclone device 44 is connected to a pipe 42 for supplying alumina from an additional cyclone device 43 for cooling alumina and heating the air.

Описанная установка работает следующим образом. Порошкообразный гидроксид алюминия с влажностью, например, 8-10% подается в загрузочное устройство 15 (например, шнековый питатель) и поступает в устройство 1 (например, U-образный газоход) для предварительной сушки, где он подхватывается восходящим потоком отходящих газов и высушивается от свободной влаги на своем пути к циклонному сепаратору 17. Здесь сухой гидроксид алюминия отделяется от отходящих газов и под собственным весом поступает в устройство 16 для предварительного нагревания. Отделившийся в циклоне 2 нагретый до 220-300°С гидроксид алюминия с помощью устройства 4 (например, трубопроводы) подается в нижнюю часть реакционной камеры 3 через два диаметрально расположенных напротив друг друга нижних боковых входных отверстия 31 для порошкообразного сырьевого материала. Горячий газовый поток для осуществления начальной стадии обжига гидроксида алюминия, состоящий из смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива и используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема воздуха, формируется в отделенном от рабочего пространства реакционной камеры 3 горелочном устройстве, форкамеры 25, куда через нижние боковые тангенциально установленные входные патрубки 23 нагнетателем 22 подается предварительно нагретый в многоступенчатом циклонном устройстве 44 воздух, используемый на заключительной стадии охлаждения глинозема, а через горелки 10 подается топливо. Приготовленная в форкамере 25 смесь через верхнее центральное выходное отверстие 30 для смеси продуктов сгорания и топлива, состыкованное с нижним центральным входным отверстием 29 для газообразного теплоносителя поступает в нижнюю часть реакционной камеры 3. Через боковые радиально установленные входные патрубки 24 для воздуха, расположенные непосредственно под входными отверстиями 31 для порошкообразного сырьевого материала, в нижнюю часть реакционной камеры 3 подается нагнетателем 6 нагретый воздух, предварительно используемый на начальной стадии охлаждения глинозема в дополнительном циклонном устройстве 43. За счет энергии воздушного потока частицы загружаемого материала проникают по всему сечению реакционной камеры в восходящий горячий газовый поток, поступающий из форкамеры, и образуется взвешенный вихревой слой газопорошковой смеси с равномерным распределением температур кислородсодержащего газа и обжигаемых частиц в поперечном сечении реакционной камеры. По мере продвижения в реакционной камере 3 восходящего потока газопорошковой смеси осуществляется начальная стадия обжига гидроксида алюминия (в течение 10-25% от общего времени обжига), при этом температура теплоносителя снижается с 1100-1200°С до 800-900°С, а температура обжигаемого материала повышается с 220-300°С до 650-700°С. При достижении восходящей газопорошковой смесью уровня расположения горелок 11 в средней части реакционной камеры 3 наступает заключительная стадия обжига гидроксида алюминия, которую осуществляют в потоке приготавливаемой непосредственно в реакционной камере смеси продуктов сгорания оставшейся части расходуемого на обжиг топлива, подаваемого в горелки 11, и восходящей газопорошковой фазы. При сгорании топлива температура газообразного теплоносителя повышается до 1200-1400°С и по мере продвижения в реакционной камере восходящего потока газопорошковой смеси к верхнему выходному отверстию 28 происходит завершение процесса обжига гидроксида алюминия, при этом на выходе из реакционной камеры 3 температура газообразного теплоносителя снижается до 1000-1050°С, а температура материала повышается примерно до 950°С. Отходящая из верхней части реакционной камеры 3 через отверстие 28 газопорошковая смесь поступает в циклонный сепаратор 5, где происходит отделение глинозема от газового потока и выравнивание температур мелких (менее 30 мкм) и крупных (более 30 мкм) частиц глинозема. Осажденный в циклонном сепараторе 5 глинозем под действием собственного веса по трубопроводу 37 поступает в дополнительный циклонный охладитель 43 и по трубопроводу 33 транспортируется потоком атмосферного воздуха, подаваемым нагнетателем 6, в циклонный сепаратор 7, где происходит отделение глинозема от воздуха. Нагретый воздух с температурой 600-700°С через выходной патрубок 35 циклона 7 направляется по трубопроводу 36 во входные патрубки 24 реакционной камеры 3 на обогащение кислородом газопорошковой фазы перед сжиганием в ней оставшейся части расходуемого на обжиг топлива, подаваемого в горелки 10, и формированием теплоносителя для осуществления обжига гидроксида алюминия на заключительной стадии. Осажденный в циклонном сепараторе 7 глинозем под действием собственного веса поступает по трубопроводу 42 на заключительную стадию охлаждения в многоступенчатое циклонное устройство 44 низкотемпературного охлаждения глинозема атмосферным воздухом, подаваемым нагнетателем 22. Нагретый воздух с температурой 300-400°С через выходной патрубок 40 циклона 8 первой ступени многоступенчатого циклонного устройства 44 направляется по трубопроводу 41 во входные патрубки 23 форкамеры 25 для приготовления смеси продуктов сгорания части расходуемого на обжиг топлива, подаваемого в горелки 10, и воздуха, используемого на заключительной стадии охлаждения глинозема. Охлажденный до 90-110°С глинозем отделяется в циклонном сепараторе 9 от воздушного потока и под собственным весом поступает в накопительный бункер 14 готового продукта для дальнейшей отгрузки.The described installation works as follows. Powdered aluminum hydroxide with a moisture content of, for example, 8-10% is supplied to the charging device 15 (for example, a screw feeder) and enters the device 1 (for example, a U-shaped duct) for preliminary drying, where it is picked up by an upward flow of exhaust gases and dried from free moisture on its way to the cyclone separator 17. Here, the dry aluminum hydroxide is separated from the exhaust gases and under its own weight enters the device 16 for preheating. Separated in cyclone 2, aluminum hydroxide heated to 220-300 ° C by means of a device 4 (for example, pipelines) is supplied to the lower part of the reaction chamber 3 through two diametrically opposite opposite one another lower inlet openings 31 for the powdered raw material. A hot gas stream for the initial stage of firing of aluminum hydroxide, consisting of a mixture of the combustion products of a portion of the fuel used for firing and used in the final stage of cooling alumina air, is formed in a burner device separate from the working space of the reaction chamber 3, chamber 25, through which the lower side tangentially installed inlet pipes 23 by a supercharger 22 is supplied air preheated in a multi-stage cyclone device 44, used on the final hydrochloric alumina cooling stages, and in a burner 10 supplied with fuel. The mixture prepared in the pre-chamber 25 through the upper central outlet 30 for the mixture of combustion products and fuel, docked with the lower central inlet 29 for gaseous coolant, enters the lower part of the reaction chamber 3. Through radially installed lateral air inlets 24 located directly below the inlet holes 31 for powdered raw material, heated air, previously used at the beginning, is supplied to the lower part of the reaction chamber 3 by a supercharger 6 stage of cooling alumina in an additional cyclone device 43. Due to the energy of the air stream, the particles of the loaded material penetrate the entire section of the reaction chamber into the upward hot gas stream coming from the prechamber, and a suspended vortex layer of the gas-powder mixture is formed with a uniform distribution of temperatures of the oxygen-containing gas and fired particles in cross section of the reaction chamber. As the upward flow of the gas-powder mixture moves in the reaction chamber 3, the initial stage of aluminum hydroxide firing is performed (within 10-25% of the total firing time), while the coolant temperature decreases from 1100-1200 ° С to 800-900 ° С, and the temperature fired material rises from 220-300 ° C to 650-700 ° C. When the ascending gas-powder mixture reaches the location of the burners 11 in the middle part of the reaction chamber 3, the final stage of aluminum hydroxide burning occurs, which is carried out in the stream of the mixture of combustion products of the remaining part of the fuel consumed for burning, supplied to the burners 11 and the ascending gas-powder phase, prepared directly in the reaction chamber . During fuel combustion, the temperature of the gaseous coolant rises to 1200-1400 ° C and as the upward flow of the gas-powder mixture moves to the upper outlet 28 in the reaction chamber, the process of firing aluminum hydroxide is completed, while at the outlet of the reaction chamber 3, the temperature of the gaseous coolant decreases to 1000 -1050 ° C, and the temperature of the material rises to about 950 ° C. The gas-powder mixture leaving the upper part of the reaction chamber 3 through the opening 28 enters a cyclone separator 5, where the alumina is separated from the gas stream and the temperatures of small (less than 30 microns) and large (more than 30 microns) alumina particles are equalized. The alumina deposited in the cyclone separator 5 under the influence of its own weight passes through a pipe 37 to an additional cyclone cooler 43 and is transported via a pipe 33 with a stream of atmospheric air supplied by a supercharger 6 to a cyclone separator 7, where the alumina is separated from air. Heated air with a temperature of 600-700 ° C through the outlet pipe 35 of the cyclone 7 is sent through a pipe 36 to the inlet pipes 24 of the reaction chamber 3 for oxygen enrichment of the gas-powder phase before burning in it the remaining part of the fuel used for burning, supplied to the burner 10, and forming a heat carrier to carry out the burning of aluminum hydroxide in the final stage. The alumina deposited in the cyclone separator 7 under the influence of its own weight enters through the pipeline 42 to the final stage of cooling in a multi-stage cyclone device 44 for low-temperature cooling of alumina with atmospheric air supplied by a supercharger 22. Heated air with a temperature of 300-400 ° C through the outlet pipe 40 of the cyclone 8 of the first stage multistage cyclone device 44 is sent through a pipe 41 to the inlet pipes 23 of the pre-chamber 25 for preparing a mixture of combustion products of the part spent on annealing of fuel supplied to the burner 10, and air used in the final stage of cooling of alumina. Alumina cooled to 90-110 ° C is separated in the cyclone separator 9 from the air stream and, under its own weight, enters the finished product storage hopper 14 for further shipment.

Управление тепловым режимом реактора 3, 25 может осуществляться посредством регулирования соотношения расходов топлива, подаваемого в горелочные устройства 10 и 11, производительности нагнетателей 6, 22 и дымососа 19 путем изменения положения регулирующих заслонок 12, 13 и 20 соответственно при обеспечении заданного разрежения в нижней части реакционной камеры.The thermal regime of the reactor 3, 25 can be controlled by adjusting the ratio of the fuel consumption supplied to the burner devices 10 and 11, the performance of the superchargers 6, 22 and the exhaust fan 19 by changing the position of the control flaps 12, 13 and 20, respectively, while ensuring a predetermined vacuum in the lower part of the reaction cameras.

При описанных выше конструктивных особенностях реактора для обжига гидроксида алюминия и установки для термообработки порошкообразного материала и в зависимости от количества, топлива, подаваемого в горелочные устройства начальной и заключительной стадий обжига, обеспечивают конкретные температурные режимы и показатели процесса термообработки порошкообразного гидроксида алюминия в установившемся режиме, представленные в таблице.With the above-described structural features of the reactor for burning aluminum hydroxide and the installation for heat treatment of powdered material and depending on the amount of fuel supplied to the burner devices of the initial and final stages of firing, they provide specific temperature conditions and indicators of the heat treatment of powdered aluminum hydroxide in the steady state, presented in the table.

Как видно из таблицы, использование заявляемого изобретения обеспечивает, по сравнению с ближайшим аналогом, повышение качества товарного глинозема за счет уменьшения образования нежелательной модификации альфа-глинозема (примерно на 7%), степени использования тепла готового продукта на 12-13% и экономичности процесса термообработки в целом примерно на 9%.As can be seen from the table, the use of the claimed invention provides, in comparison with the closest analogue, an increase in the quality of commercial alumina by reducing the formation of undesirable modification of alpha-alumina (by about 7%), the degree of utilization of heat of the finished product by 12-13% and the efficiency of the heat treatment process overall by about 9%.

ТаблицаTable НаименованиеName ЕдиницаUnit ВеличинаValue измеренияmeasuring Заявляемое изобретениеThe claimed invention Прототип (патент RU №2213697)Prototype (patent RU No. 2213697) Диаметр, высота реакционной камеры, высота начальной ступени обжигаDiameter, height of the reaction chamber, height of the initial firing stage мm 3,2/12,6/2,53.2 / 12.6 / 2.5 3,2/12,6/2,53.2 / 12.6 / 2.5 3,2/12,6/2,53.2 / 12.6 / 2.5 2,2/11/-2.2 / 11 / - Диаметр и длина сушильного устройстваDiameter and length of the dryer мm 2,0/25,02.0 / 25.0 2,0/25,02.0 / 25.0 2,0/25,02.0 / 25.0 1,2/251,2 / 25 Расход природного газа на стадии обжига:Natural gas consumption at the firing stage: - начальная;- initial; м³/чm ³ / h 750750 12001200 15001500 16351635 - заключительная- final 22502250 18001800 15001500 -- - всего на обжиг- total firing 30003000 30003000 30003000 16351635 Расход воздуха, подаваемого в:Air flow rate supplied to: - форкамеру- prechamber м³/чm ³ / h 4500045000 4500045000 4500045000 2600026000 - реакционную камеру- reaction chamber 2000020000 2000020000 2000020000 Температура воздуха на входе в:Air inlet temperature at: - форкамеру- prechamber °С° C 300300 300300 300300 630630 - реакционную камеру- reaction chamber 600600 600600 600600 -- Температура глинозема на выходе из:Alumina temperature at the exit of: - реакционной камеры- reaction chamber °С° C 950950 950950 950950 950950 - многоступенчатого охладителя *- multistage cooler * 100one hundred 100one hundred 100one hundred 220220 Содержание α-глиноземаThe content of α-alumina %% 3,33.3 3,43.4 3,53,5 10,510.5 Производительность установки по товарному глиноземуProductivity of commercial alumina plant т/чt / h 4040 4040 4040 20twenty Примечание:* - в заявляемом изобретении используется трехступенчатое циклонное устройство;Note: * - in the claimed invention uses a three-stage cyclone device; - в ближайшем аналоге используется четырехступенчатое циклонное устройство.- in the closest analogue a four-stage cyclone device is used.

Claims

1. The method of heat treatment of a material, mainly aluminum hydroxide, comprising preliminary direct-flow drying of wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, cyclone separation of dried aluminum hydroxide, its preliminary direct-flow heating in an exhaust gas flow and feeding it into the reaction chamber, separately preparing a mixture of fuel combustion products and preheated air, firing powdered aluminum hydroxide in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and a preheated oxygen-containing gas phase, cyclone separation of the obtained alumina, its multi-stage direct-flow cooling with a stream of air supplied to the reaction chamber to obtain marketable alumina, characterized in that the firing of aluminum hydroxide and cooling of alumina is carried out sequentially in the initial and final stages, and firing at the initial stage carried out in a stream of separately prepared mixture of products of combustion of a part of fuel consumed for firing and preheated air used in the final stage of cooling alumina, and firing in the final stage is carried out in a stream of a mixture of the products of combustion of the remaining part of the fuel consumed for firing and the gas-powder phase, directly enriched with an additional stream of heated air used in the initial stage of cooling alumina, prepared directly in the reaction chamber.

2. A reactor for calcining a powdery material, comprising a vertical cylindrical reaction chamber with a conical bottom, at least one lower lateral inlet for powdered raw material, a lower central inlet for a gaseous coolant, an upper outlet for a gas-powder phase and a burner device, located in the lower part of the reaction chamber, made in the form of a cylindrical prechamber equipped with several burners evenly spaced along an cylindrical surface having an upper central outlet for a mixture of products of combustion of fuel and air, docked with a lower central inlet of the reaction chamber, the prechamber coaxially connected to the lower part of the reaction chamber, characterized in that the reaction chamber contains at least one side radially mounted air inlet located below the lower lateral inlet for powdered raw material, several radially mounted mounts a lock evenly spaced along the cylindrical surface of the middle part of the reaction chamber, the burner device has at least one lower tangential lateral inlet air inlet, and the pre-chamber burners are installed radially.

3. Installation for heat treatment of a powdery material, mainly aluminum hydroxide, containing a device for pre-drying wet aluminum hydroxide in an upward flow of exhaust gases, a cyclone separator of dried aluminum hydroxide, a device for preliminary direct-flow heating of powdered aluminum hydroxide in an exhaust gas stream, a reactor for burning powder material in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and preheated oxygen the gas phase, equipped with a supercharger for supplying air to the burners of the reactor, a cyclone separator of the obtained alumina, a multi-stage cyclone device for cooling alumina and heating the air with inlet and outlet pipes, equipped with a supercharger for supplying air to the reactor, a smoke exhauster for exhaust gases to the atmosphere and connecting pipelines, characterized in that the installation comprises a reactor for burning powdered material in suspension in a stream of a mixture of fuel combustion products and pre of a heated oxygen-containing gas phase, made according to claim 2, it is also equipped with an additional cyclone device for cooling alumina and heating air with inlet and outlet nozzles, an additional supercharger for supplying air to the reactor, connected by a connecting pipe to the pipeline for feeding alumina from the cyclone separator and inlet a cyclone nozzle of an additional device for cooling alumina and heating the air, the outlet nozzle of which is connected by a pipe to the lateral radially installed an air inlet port in the reaction chamber, the multistage cyclone alumina cooling device and air heating outlet outlet pipe connected to the lower side tangentially installed inlet air nozzle in the burner device, and the connecting pipe of the first-stage cyclone inlet of the multistage cyclone device connected to the pipeline for feeding alumina from an additional cyclone alumina cooling device and heating the air.