[发明专利]用于粒状颗粒热处理的装置

说明书

本发明涉及一种用于对进行吸热反应的粒状颗粒进行热处理的装置，CO₂和/或水在其中从所述颗粒中分离出来，包括一个燃料、含O₂气体和预热颗粒供料到其中的反应器，在其中，所述燃料在所述反应器中燃烧形成具有温度范围在600-1500℃的燃烧气体，所述反应器中的颗粒与所述燃烧气体进行流化接触，来自反应器的热废气用来预热所述颗粒，以及颗粒从具有温度范围在400-1200℃的反应器中排放出来。

这种装置是已知的，例如公开在WO 97/18165 A1和GB 2019369之中，在其中，氧化铝是由氢氧化铝制备形成的。WO 97/18165设计一种循环流化床用作反应器，依照GB 2019369 A1，所述反应器为管状，具有一个垂直轴。

本发明的目的是以一种简单方式设计上述提及的装置，使得相当小的设备总高度就足够了。

按照本发明，其实现是因为反应器形成一个大致圆柱形、横卧的具有对称和涡流的大致水平轴的旋风分离器。在反应器的入口区，燃料、颗粒和气体被输入到所述反应器中，颗粒和热废气从设置在相对所述入口区一水平距离的反应器出口区排放出来。

便利地，将至少一个预热旋风分离器设置在所述反应器之前。对于这情形，可在至少一个旋风分离器中用来自所述反应器的废气预热所述颗粒，使用过的废气可经由以潜管形式设置在所述旋风分离器中的排出管路而排放出来。设计成潜管的所述排出管路可降低总高度，同时可用来固定所述的旋风分离器。

便利地，在所述反应器之后设置有一个冷却装置，这样可使得从所述反应器中排放出来的颗粒，能够与含O₂气体直接接触而得到冷却，热的含O₂气体被输入到所述反应器中，它在该处是燃烧所需要的。

所述反应器可用于各种不同颗粒的热处理；仅仅作为例子，可以提及氢氧化铝，它可转化为氧化铝。此外，例如碳酸盐也可采用，CO₂受热从其中放出，从而得到氧化物。通常地，必须保证供料到所述反应器中的颗粒的至少50wt-％，在所述反应器中的停留时间至少5秒，它们在该处加热到各处需要的温度。为了实现停留时间的延长，所述热废气有利地应当经由一个排出管路从所述反应器中排放出来，所述排出管路是以悬管方式伸出到所述反应器的内部，其长度T为所述反应器总水平长度的0.03-0.2倍。这种悬管方式的排出管路可在所述气体中提供附加的流化，从而使得其延长停留时间并进而延长所述反应器内颗粒的停留时间。

所述装置的实施方式通过参照附图进行说明，其中：

图1所示为考虑中装置的一种变体，

图2所示为贯穿所述反应器的垂直纵向部分的示意图，

图3所示为沿图2中III-III线贯穿如图2所示反应器入口区的部分，和

图4所示为沿图2中IV-IV线贯穿如图2所示反应器出口区的部分。

图1设备的中心元件为所述反应器1，它大致呈具有对称和涡流的水平轴的横卧圆柱形的形状。所述两个预热段包括具有相连的上升管2a和3a的旋风分离器2和3，颗粒在底部区供料到每个分离器之中。有待处理的颗粒，例如氢氧化铝，经由管路4输入到所述上升管2a，在所述上升管中，借助于来自管路5的热气体，颗粒气动地移动进入到所述旋风分离器2中。废气经由管路2b离开所述旋风分离器2，所述管路2b向下延伸到所述旋风分离器2中，并在气体净化器6中展开。所述气体净化器，例如，可设计成湿法净化器或静电除尘器；净化的气体经由管路7排放出来。实际上，可选用任意数目的预热段。

所述旋风分离器2中颗粒经由管路8离开分离器，并供料到所述上升管3a的底部。来自所述反应器1的热废气，它是经由管路9进行供料的，使所述颗粒移动到所述旋风分离器3，预热的颗粒经由管路10供料到所述反应器1中。废气通过在管路5中向下流动而离开所述旋风分离器3，并供料到所述第一预热段。如果需要的话，来自所述旋风分离器2颗粒的一部分，可混合到管路11的热颗粒之中，经由以虚线表示的管路8a旁路流过所述设备的热区。

经由管路12，预热的含O₂气体(如空气)供料到所述反应器1中，与此同时，将燃料从管路13供入。为了使得在反应器1中生成的灰份最小化，气态燃料如天然气是通常采用的。通常地，所述燃料与含O₂气体的燃烧，在所述反应器1的气体入口1a处就已经开始，然后具有流化水平轴的湍流在所述反应器1的入口区形成；具体描述通过参照下述的图2-4将得到说明。