控制固体料流的方法和装置的制造方法_4

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惰性气体如氮气以确保在流化床与提升管的顶部之间气氛的分隔。为了简化起见,随后将输送气体简称为推进剂空气。可提供多个喷嘴14以供应推进剂空气。喷嘴14不局限于举例说明的向上导向的喷嘴形式。更确切地,还可能提供盖型的喷嘴或向下导向的喷嘴或在其末端提供有多孔体的喷嘴,该多孔体将防止喷嘴堵塞。还可能经由布置在下料器底部在未举例说明的气体分配器上方的流化织物或一些其它多孔介质来供应输送气体。所属领域的技术人员可使用他所知道的在下料器6的底部使固体适当流态化的所有措施。
[0094]用于推进剂空气的供应管路15包括控制阀16,借助于该控制阀16可控制推进剂空气的供应量。为此目的,在流化床槽I处提供压力差测量设备17,借助于该压力差测量设备17测量介于流化床2上方的压力Ptl与在流化床2中在下料器6的入口区域下方的压力P1之间的压力差ΔΡ。优选地,压力P 1在流化床2的下端直接在气体分配器5的分配板上方测量。将压力差ΛΡ提供给控制阀16作为控制推进剂空气的供应的控制变量。
[0095]根据本发明的第一实施方案的装置基本上如上所述来设计。随后,将说明该装置的功能和操作模式。
[0096]固体从流化床槽I中的流化床2穿过下料器6下沉到下料器6的底部8并到达提升管9的下端10。通过在提升管9的入口开口 10下方加入推进剂空气或输送空气,固体被输送到提升管9的顶部,在其上端11处再次离开并经斜槽13流出,例如流到运输带上,进入流化通道、空气提升器等等。待输送的固体料流可经由推进剂空气的量而改变。
[0097]为了控制流化床槽I中的床高HWS,B,经由介于流化床上方的压力Ptl与流化床的下部区域中的压力P1之间的压力差ΔΡ测量流化床2的料位。基于该压力差ΛΡ,开动控制阀16,以限定待穿过喷嘴14供应的推进剂空气的量。下料器6底部的固体通过推进剂空气流态化并穿过提升管9输送到顶部。提升管9中的流动行为就象密相流化床一样,而下料器6中的固体象横动移动床一样以孔隙度接近于固定床的孔隙度的层的形式下沉。为此目的,有必要使下料器6中的固体流量不变得太高并且在下料器6的底部8与顶部7之间的压力差不变得大于对应于流化下料器6的压力损失。同时,下料器6的底部的压力(对应于提升管9的下端的压力)必须大于下料器6的顶部的压力。
[0098]在很多情况下,提升管9的顶部11处的压力Ρκ,κ与环境压力相当。然而,在提升管9中的输送也可能要克服例如至多50巴高的超压,或者也可能要克服负压。
[0099]为了保持流化床槽I中的料位恒定,输送空气的供应经由控制线路控制。该料位经由压力差P1-匕的测量或计算检测。在流化床中,流化的固体床的行为就象流体一样且因此产生流体静压,它与流化床的高度成比例。使用压力差信号用于经由控制线路执行控制阀16,以保持压力差P1-Ptl恒定。当流化床槽I中的压力差P「P。变得太大时,控制阀16被开得更大且输送气体流量增加,以使得更多固体从流化床2移走并且料位再次降低。当流化床2的料位变得太低时,则压力差P1-Ptl降低且输送气体流量减小,这导致提升管9中的固体质量流量减小,由此料位再次增加。
[0100]因此,当流化床槽I的入口处的固体质量流量改变时,流化床槽中的床高也可以保持恒定。在恒定的入口质量流量的情况下,有可能例如作为随时间的正弦函数具体地改变流化床2的床高。为此目的,相应地改变控制线路的设定值。
[0101]借助于根据本发明的装置,还可以可靠地中断固体质量流量。这受输送气体流量的猛烈减少或完全中断的影响。即使在流化床槽I与提升管9的顶部11之间具有大的压力差,一旦输送气体流量变得小于对应于提升管9中的最小流化速度的流量,固体也将停止流动。随后在提升管9中和在下料器6中得到横动固定床。此横动确保了在流化床槽2与提升管9的顶部11之间的气氛的分隔,取决于应用这可能是必要的。当输送气体流被完全中断时,固体将以固定床形式保留在提升管9中并防止在流化床槽I与提升管9的顶部11之间的压力补偿。
[0102]提升管9中的固体质量流量(关联它的输送气体体积流量作为控制流化床反应器I的固体总量的执行变量)与输送气体体积流量本身处于限定关系之下。如果在控制阀16之前采用输送气体的流量测量,则固体质量流量因此可由所测量的输送气体体积流量得到。固体槽的(也例如流化床反应器的)固体停留时间从固体含量与固体通量的比值得到。因为提升管9的固体质量流量(除控制偏差以外)与流化床反应器的固体通量相同,所以在本发明的方法中甚至可以确定并控制固体的停留时间。当例如导入到流化床反应器中的固体的通常恒定的量以具体倍数加倍时,如果固体的停留时间应该保持恒定,则流化床反应器中的总量必须也加倍。即使没有测量导入到流化床反应器中的固体的量,也可以从提升管9中固体质量流量的增加推断出系统的通量已加倍。为了保持恒定的固体停留时间,随后使对于反应器总量的控制线路的设定值加倍。一个过渡时期后,得到两倍的流化床反应器的压力差。因此,代替流化床中的固体总量,甚至流化床中的固体停留时间也可以以这种方法控制。
[0103]图2展示本发明的第二实施方案,其中两个下料器6#卩6 2与流化床槽I连接。在此,功能与图1所示的装置完全一样,因此参考上文描述。当然,还可能提供另外的下料器63-6n。在如图2所不的实施方案中,对于各个下料器6^6;^,经由喷嘴HpH2的输送气体的供应通过相应地执行控制阀IeiUe2分别改变。结果是,穿过提升管9 ^^的固体料流同样可分别改变。只是必须确保流化床2的高度不降低到下料器61、62的入口以下。当然,还可能提供具有相联的提升管93-9?的另外的下料器6 3-6n,对于它们同样适用。则穿过η个独立的下料器和相联的提升管的这些可分别调节的固体料流可用于控制η个变量,例如当具有不同温度的另一固体料流各自引入到这些槽时,与提升管顶部Il1-1Ui接的η个槽中的η个温度。同样可能的是通过改变穿过提升管%中的固体料流控制流化床槽I中的流化床的料位,而在提升管顶部Il2-1ln之后的η-1个槽中温度通过改变提升管9 2_9n中的固体料流来控制。另一种可能是当通过改变穿过固体入口 3的固体料流来控制流化床中的料位时,在提升管顶部Il2-1ln之后的η个槽中固体料位的控制。因此可确保例如在全部具有不同压力和气氛并且位于不同高度处的这些槽中,总能得到足够的固体用于供应下游装置或设备的部件。
[0104]图3展示本发明的第三实施方案,其中在氧化铝的生产过程中本发明的装置用于水合物旁路。
[0105]由氢氧化铝生产氧化铝的方法例如在DE 195 42 309 Al中描述。适度加热的氢氧化铝(Al(OH)3)的部分料流在煅烧炉之前分叉且后来再次与在煅烧炉中产生的热的氧化铝(Al2O3)混合。在所说明的实施方案中,分叉的氢氧化铝在约160°C的温度下并在约环境压力下经由流化通道20输送。部分氢氧化铝经由下料器21从流化通道20中流出,而另一部分在流化通道20中继续前进并经许多未举例说明的处理段供应到煅烧炉中。象在第一实施方案中一样,基本垂直地延伸到顶部的提升管23在下料器21的底部22分叉。下料器21底部的固体借助于至少一个喷嘴24流态化,该至少一个喷嘴24原则上又可为任何喷嘴。这里展示了向上导向的喷嘴24,但是也可能向下导向该喷嘴,以能够更可靠地防止堵塞。固体穿过提升管23上升到膨胀槽25中并经由传送管路26从该膨胀槽25供应到混合槽27。替代膨胀槽25,在提升管23的末端也可以提供简单的弯管。
[0106]在混合槽27中,将氢氧化铝与经由管路28供应的来自煅烧炉的氧化铝混合。该氧化铝具有约970°C的温度,以使得在该流化混合槽27中所提供的混合比下,得到约850°C的混合温度。混合槽27中的压力为约1.14巴(绝对压力),即相对于周围环境存在微小的超压。在此实施方案中,混合槽27可布置在流化通道20上方或下方。
[0107]混合槽27中的温度取决于经由提升管23供应的氢氧化铝与经由管路28供应的氧化铝之间的混合比和这些固体料流的温度。然而,几乎不能测量提升管23中和在管路28中的固体质量流量。因此,根据本发明提供了借助于温度测量设备29来检测混合槽27中容易测量的温度并使用该温度作为执行供应管路31中通向喷嘴24的控制阀30的控制变量,借助于它调节下料器21的底部22处的输送气体的供应。以这种方法,当混合槽27中的实际温度超过设定值时,混合槽27中的混合比且由此温度可非常容易地受增加经喷嘴24的输送气体的供应的影响,以便将更冷的氢氧化铝引入混合槽中。结果是,混合槽中的温度再次降低。当混合槽27中的温度降低到设定值以下时,通过相应地关闭控制阀30来减少氢氧化铝的供应。
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