способ и устройство для транспортировки порошкообразного материала с контролируемыми весовыми расходами

Формула изобретения

1. Способ транспортировки порошкообразного материала, позволяющий распределять на несколько транспортеров (50) порошкообразный материал, поступающий из единственного резервуара (10) размещения материала с контролируемым расходом в каждом из транспортеров, отличающийся тем, что резервуар размещения соединяют с транспортерами при помощи по меньшей мере одного трубопровода воздушной транспортировки (30), с которым соединяют дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы (40), предназначенный для питания каждого из конвейеров, причем трубопровод воздушной транспортировки (30) представляет собой горизонтальный транспортер или транспортер, наклоненный на угол, составляющий менее 2° по отношению к горизонтальной плоскости, содержащий первый канал, предназначенный для движения газа, и второй канал, предназначенный для движения порошкообразного материала, причем оба канала имеют общую пористую перегородку, первый канал снабжен по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление p_f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий конвейер, а второй канал снабжен по меньшей мере одной колонной уравновешивания, высота заполнения которой уравновешивает давление p_f газа потенциального псевдоожижения, дозатор псевдоожиженной массы выполняют в виде устройства, содержащего кожух (42), колонну (43), обеспечивающую возможность питать порошкообразным материалом кожух через второй канал трубопровода воздушной транспортировки (30), колонну уравновешивания (46) и средство удаления порошкообразного материала, причем кожух выполняют из двух частей (42А и 42В), отделенных друг от друга пористой перегородкой (44), первую часть (42В) кожуха, предназначенную для движения газа псевдоожижения, снабжают по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление p'_f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий дозатор, а вторую часть (42А) кожуха, предназначенную для движения порошкообразного материала, соединяют с колонной питания (43), со средством удаления и с колонной уравновешивания (46), высота заполнения которой позволяет уравновесить давление p'_f газа потенциального псевдоожижения, причем средство удаления содержит выходное отверстие (48) и насадку (48А), внутренний диаметр которой превышает диаметр выходного отверстия, расположенного на расстоянии от колонны питания (43), достаточном для того, чтобы в отсутствие псевдоожижения порошкообразный материал не достигал отверстия основанием естественного откоса осыпания.

2. Способ по п.1, в соответствии с которым каждый дозатор (40) гиперплотной псевдоожиженной массы имеет свое собственное средство (72), предназначенное для регулирования давления газа псевдоожижения p'_f.

3. Способ по п.1 или 2, в соответствии с которым в верхнем канале (32) трубопровода воздушной транспортировки (30) создают пузырь (В) газа под давлением.

4. Устройство транспортировки порошкообразного материала, позволяющее распределять на несколько конвейеров (50) порошкообразный материал, поступающий из единственного резервуара размещения (10) с контролируемым расходом в каждом из конвейеров, отличающееся тем, что устройство содержит по меньшей мере один трубопровод воздушной транспортировки (30), к которому присоединены дозаторы гиперплотной псевдоожиженной массы (40), предназначенные для питания каждого из конвейеров, причем трубопровод (30) воздушной транспортировки представляет собой горизонтальный транспортер или транспортер, наклоненный на угол, составляющий 2° по отношению к горизонтальной плоскости, содержащий первый канал, предназначенный для движения газа, и второй канал, предназначенный для движения порошкообразного материала, причем оба эти канала имеют общую пористую перегородку, первый канал снабжен по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление p_f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий данный конвейер, а второй канал снабжен по меньшей мере одной колонной уравновешивания, высота заполнения которой уравновешивает давление p_f газа потенциального псевдоожижения, дозатор псевдоожиженной массы представляет собой устройство, содержащее кожух (42), колонну (43), обеспечивающую возможность питать порошкообразным материалом кожух через второй канал трубопровода воздушной транспортировки (30), колонну уравновешивания (46) и средство удаления порошкообразного материала, причем кожух содержит две части (42А и 42В), отделенные друг от друга пористой перегородкой (44), причем первая часть (42В) кожуха, предназначенная для движения газа псевдоожижения, снабжена по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление p' _f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий дозатор, а вторая часть (42А) кожуха, предназначенная для движения порошкообразного материала, связана с колонной питания (43), со средством удаления и с колонной уравновешивания (46), высота заполнения которой позволяет уравновесить давление p'_f газа потенциального псевдоожижения, причем средство удаления порошкообразного материала содержит выходное отверстие (48) и выходную насадку (48А), внутренний диаметр которой превышает диаметр выходного отверстия, расположенного на расстоянии от колонны питания (43), достаточном для того, чтобы в отсутствие псевдоожижения порошкообразный материал не достигал этого отверстия основанием естественного откоса осыпания.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение касается способа транспортировки порошкообразного материала, обеспечивающего распределение этого порошкообразного материала, поступающего из одного исходного конвейера на несколько последующих конвейеров с контролируемым весовым расходом этого порошкообразного материала в каждом из этих последующих конвейеров. Речь идет, в частности, о подаче порошкообразной окиси алюминия в контролируемых количествах в реакторы центров обработки газов, которые улавливают фторсодержащие газообразные выделения, поступающие из электролизных ванн, предназначенных для производства алюминия методом огневого электролиза.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Газы, поступающие из электролизных ванн, предназначенных для производства алюминия методом огневого электролиза, содержат значительную долю газообразного фтора и фторсодержащих химических соединений. Для устранения выброса фтора и газообразных фторсодержащих соединений в окружающую атмосферу вводят окись алюминия в порошкообразной форме в эти газы, выходящие из электролизных ванн. При этом порошкообразная окись алюминия поглощает фтор, что имеет два благоприятных последствия, а именно: выброс газов в атмосферу оказывается менее агрессивным по отношению к окружающей среде и порошкообразная окись алюминия, обогащенная фтором, представляет пониженную температуру солюбилизации или растворения в криолите.

Введение в контакт порошкообразной окиси алюминия и газов, поступающих из электролизных ванн, осуществляется в устройствах, называемых реакторами и сгруппированных в один или несколько центров обработки газов. Реактор подобного типа описан в патентном документе FR 2692497 (PROCEDAIR). Несмотря на значительный объем (обычно имеющий величину порядка 1000 м³ ), занимаемый такими устройствами, необходимо использовать несколько таких устройств для того, чтобы обеспечить поглощение большей части фтора и фторсодержащих соединений, имеющихся в газах, выходящих из электролизных ванн. Таким образом, каждый такой центр обработки газов, связанный с определенным числом электролизных ванн, должен быть снабжен большим или меньшим, в зависимости от уровня функционирования этих электролизных ванн, количеством порошкообразной окиси алюминия. В то же время практически все количество окиси алюминия, предназначенное для производства алюминия, прежде всего должно пройти через один или несколько центров обработки газов перед тем, как поступить в ту или иную электролизную ванну.

Прежде всего, порошкообразная окись алюминия размещается в первом резервуаре, обычная емкость которого составляет примерно 10000 тонн. Затем эта масса окиси алюминия делится на части и направляется в центры обработки газов. При этом необходимо обеспечить, чтобы, по существу, все количество газообразного фтора и фторсодержащих соединений, имеющихся в газах, поступающих в тот или иной реактор данного центра обработки газов, могло быть задержано окисью алюминия. Для этого необходимо контролировать расход окиси алюминия, подаваемой в каждый реактор того или иного центра обработки газов. После осуществления такой обработки насыщенная фтором порошкообразная окись алюминия, поступающая из различных центров обработки газов, затем собирается, смешивается и после этого размещается во втором резервуаре, из которого эта порошкообразная окись алюминия подается в различные электролизные ванны.

В патентных документах WO 84/01560, WO 85/04676, WO 99/58435 и WO 99/62800 описаны устройства транспортировки, называемые "трубопроводами воздушной транспортировки", которые позволяют транспортировать, в потенциально поддающейся псевдоожижению форме, называемой также гиперплотной псевдоожиженной массой, порошкообразную окись алюминия между вторым резервуаром (упомянутым в предшествующем изложении) и электролитическими ваннами. Транспортировка порошкообразной окиси алюминия в форме гиперплотной псевдоожиженной массы, согласно изобретению, представляет собой особенно эффективный способ, который отличается от классических способов транспортировки порошкообразных материалов. В соответствии с этими классическими способами используемое средство транспортировки, называемое "воздушной направляющей", содержит относительно небольшое количество порошкообразного материала и продувается газовыми потоками с высокой кинетической энергией, тогда как способ транспортировки гиперплотной псевдоожиженной массы отличается тем, что транспортировочное средство, по существу, полностью заполнено транспортируемым порошкообразным материалом, в котором газ, обеспечивающий псевдоожижение этой массы, движется с очень малой скоростью.

В соответствии со способом транспортировки гиперплотной псевдоожиженной массы движение порошкообразного материала реализуется при помощи последовательно происходящих микроосыпаний этого порошкообразного материала, которые формируются на уровне его подачи в электролизную ванну и которые "поднимаются" в трубопроводы воздушной транспортировки в направлении резервуара размещения этого порошкообразного материала. Для облегчения поднятия микроосыпаний в трубопровод вводят под давлением газ псевдоожижения через пористую перегородку, которая разделяет трубопровод воздушной транспортировки на два канала, причем этот газ псевдоожижения движется с очень небольшой скоростью в трубопроводе воздушной транспортировки и удаляется через колонну уравновешивания и дегазации. Обеспечивая бережное обращение с используемым порошкообразным материалом (практически отсутствует трение вследствие малой скорости движения газа псевдоожижения, циркулирующего в трубопроводе воздушной транспортировки), способ транспортировки гиперплотной псевдоожиженной массы известен в настоящее время в качестве экономичного и надежного способа транспортировки, надлежащим образом приспособленного для перемещения и распределения порошкообразного материала между относительно удаленными друг от друга пунктами в том случае, когда не требуется обеспечить точное дозирование распределяемого материала.

Для обеспечения контроля расхода порошкообразного материала в патентном документе ЕР 0190082 описано устройство, которое в последующем изложении будет называться "дозатором гиперплотной псевдоожиженной массы". Это устройство содержит кожух, колонну, позволяющую подавать этот порошкообразный материал в кожух из средства его размещения, и средство удаления порошкообразного материала. В данном случае кожух, как и трубопровод воздушной транспортировки, состоит из двух частей для того, чтобы обеспечить возможность перевода порошкообразного материала в потенциально псевдоожиженное состояние. Средство удаления содержит отверстие и выходную насадку, внутренний диаметр которой превышает диаметр отверстия. Средство удаления расположено на достаточном расстоянии от колонны подачи порошкообразного материала для того, чтобы в отсутствие газа псевдоожижения оно не достигало основания естественного откоса осыпания. В том случае, когда вводят газ псевдоожижения, отмечается, что для данного порошкообразного материала и используемой в данном случае насадки существует взаимно однозначное соответствие между выходным расходом порошкообразного материала и давлением газа псевдоожижения, подаваемым в дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы.

Когда давление газа псевдоожижения в кожухе является нулевым, порошкообразный материал, содержащийся в средстве его размещения, опускается под действием собственного веса в колонну, открывающуюся во второй части кожуха, образуя на пористой перегородке естественный откос осыпания. Выходное отверстие расположено непосредственно над уровнем пористой перегородки и на таком расстоянии от нее, чтобы основание откоса осыпания не достигало этого отверстия в том случае, когда давление газа псевдоожижения в кожухе равно нулю. Когда газ псевдоожижения под давлением подается в кожух, порошкообразный материал откоса осыпания становится текучим и верхняя часть кожуха заполняется этим порошкообразным материалом таким образом, что он может пройти через выходное отверстие.

Несмотря на это, до настоящего времени было невозможно транспортировать порошкообразную окись алюминия в гиперплотном псевдоожиженном состоянии перед вторым резервуаром размещения, поскольку было необходимо измерять общий расход и распределять окись алюминия на различные транспортеры, предназначенные для питания реакторов центров обработки газов. Обе эти функции могли быть выполнены только в том случае, если порошкообразный материал подвергался псевдоожижению под действием газа, движущегося с высокой скоростью. Такие транспортеры представляли собой классические транспортеры типа воздушной направляющей.

Таким образом, для непрерывного измерения общего расхода порошкообразной окиси алюминия используют, например, твердый расходомер типа расходомера Granumet DE 10, предлагаемого фирмой RAMSEY. Этот расходомер функционирует по принципу измерения усилия соударения порошка, который при движении сталкивается с пластиной. Необходимо, таким образом, чтобы порошкообразный материал перемещался непрерывно и с некоторой минимальной кинетической энергией (а не прерывистым образом в результате подъема участков микроосыпания), что может быть выполнено только в том случае, если этот порошкообразный материал транспортируется при помощи газа, движущегося с высокой скоростью.

Что касается распределения порошкообразной окиси алюминия между центральным резервуаром размещения и несколькими реакторами, сгруппированными в один или несколько центров обработки газа, существующий уровень техники в данной области предлагает несколько различных устройств, но при этом каждое из этих устройств требует использования газа, движущегося со скоростью, достаточной для того, чтобы увлечь за собой порошкообразный материал через отверстия калиброванного поперечного сечения.

Так, например, в патентном документе US 4938848 описано устройство распределения, содержащее размещенную под резервуаром размещения камеру, через которую проходит несколько каналов, открытых на уровне этой камеры, во внутреннюю полость которых вдувают газ под давлением для того, чтобы увлечь за собой порошок за пределы камеры внутри каналов. В этом устройстве, как и в других известных устройствах, расход порошкообразной окиси алюминия в каждом канале может быть отрегулирован либо путем изменения давления, под которым газ вдувается в канал, либо путем изменения площади поверхности отверстия канала в камере, например, перемещая в большей или меньшей степени перекрывающую заслонку перед отверстием, которая в последующем изложении будет называться "шибером".

Таким образом, для того, чтобы убедиться в том, что окись алюминия входит в каждый реактор центра обработки газов с расходом, достаточным для захвата максимального количества фтора и фторсодержащих соединений перед выбрасыванием этих газов в атмосферу, устройства согласно уровню техники содержат твердый расходомер, непрерывно измеряющий общий расход окиси алюминия, а также установленную за этим расходомером камеру распределения, имеющую на своей боковой стенке несколько калиброванных отверстий. При этом окись алюминия подвергается псевдоожижению с использование газа псевдоожижения под таким давлением, чтобы поток этого газа увлекал за собой порошкообразную окись алюминия через каждое из этих отверстий с контролируемым расходом, причем контроль расхода осуществляется, например, путем изменения поверхности раскрытия каждого отверстия. За каждым из этих отверстий окись алюминия транспортируется при помощи воздушной направляющей в сторону того или иного реактора центра обработки газов.

Как твердый расходомер, так и камера распределения требуют использования газа псевдоожижения, движущегося с высокой скоростью. Таким образом, перед этими устройствами и после них должны быть расположены воздушные направляющие. С тем, чтобы обеспечить надежное и бесперебойное питание окисью алюминия, воздушные направляющие имеют минимальный наклон на уровне 6% и этот наклон предпочтительно составляет по меньшей мере 10%. Вследствие этого и принимая во внимание дистанции, которые необходимо преодолеть, устройство подачи контролируемого количества окиси алюминия согласно уровню техники должно быть приподнято на несколько метров, обычно примерно на 6 метров, по отношению к уровню поступления окиси алюминия в центры обработки газов. Дополнительную стоимость, связанную с этим подъемом, необходимым вследствие наличия воздушных направляющих, оценивают примерно в 10% от общей суммы расходов на устройство питания электролизных ванн окисью алюминия.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Использование устройств контроля и распределения расходов порошкообразной окиси алюминия требует значительного расхода газа псевдоожижения, что приводит к необходимости применения мощных установок для сжатия газа псевдоожижения и связано с высоким расходом газа и энергии. Кроме того, значительная кинетическая энергия транспортируемого порошкообразного материала создает неблагоприятные проблемы трения транспортируемого порошкообразного материала, проблемы износа камеры распределения и трудности регулирования расходов (затруднительно перемещать шиберы для изменения площади открытых поверхностей калиброванных отверстий распределительного устройства).

Кроме того, обязательное наличие воздушных направляющих позади камеры распределения вынуждает, по соображениям необходимости выдерживания минимального наклона этих воздушных направляющих на уровне 6%, размещать соответствующее оборудование очень высоко над электролизными ваннами. Таким образом, необходимо вложить весьма значительные инвестиции для того, чтобы реализовать установки питания порошкообразной окисью алюминия центров обработки газов.

Таким образом, задачей изобретения является разработка более экономичного, более простого для контроля и не обладающего упомянутыми выше недостатками способа распределения порошкообразной окиси алюминия. Этот способ распределения также должен быть применим для любого другого порошкообразного материала, имеющего текучесть, сопоставимую с текучестью порошкообразной окиси алюминия, причем порошкообразный материал поступает из единственного резервуара размещения и должен быть распределен на несколько транспортеров с контролируемым расходом на каждом из этих транспортеров.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения является способ транспортировки порошкообразного материала, позволяющий распределить на несколько транспортеров этот порошкообразный материал, поступающий из единственного резервуара размещения порошкообразного материала, с контролируемым расходом в каждом из транспортеров, отличающийся тем, что резервуар размещения связан с транспортерами при помощи по меньше мере одного трубопровода воздушной транспортировки, при этом каждый конвейер загружают при помощи дозатора гиперплотной псевдоожиженной массы, присоединенного к трубопроводу воздушной транспортировки.

Такой трубопровод воздушной транспортировки подробно описан в патентных документах WO 84/01560 и WO 85/04676. Этот трубопровод представляет собой горизонтальный или слегка наклонный (предпочтительно наклоненный на угол, составляющий менее 2° по отношению к горизонтальной плоскости) транспортер, снабженный средствами псевдоожижения, образованными первым каналом, предназначенным для движения газа, и вторым каналом, предназначенным для движения порошкообразного материала, причем оба канала имеют общую пористую перегородку и первый канал снабжен по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление р_f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий конвейер, а второй канал снабжен по меньшей мере одной колонной уравновешивания, высота заполнения которой порошкообразным материалом уравновешивает давление р_f газа потенциального псевдоожижения.

Трубопровод воздушной транспортировки может иметь, по существу, прямоугольное поперечное сечение или круглое поперечное сечение. В последнем случае первый канал, предназначенный для движения газа, и второй канал, предназначенный для движения порошкообразного материала, могут быть коаксиальными. Однако для того, чтобы обеспечить воздушную транспортировку с наименьшими затратами, первый канал предпочтительно занимает нижнюю часть конвейера, а второй канал занимает верхнюю часть этого конвейера, и две эти части разделены плоской, пористой и, по существу, горизонтальной перегородкой.

Дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы подробно описан в патентном документе ЕР 0190082. Этот дозатор содержит кожух, состоящий из двух частей. Первая часть кожуха, занимающая нижнюю часть, предназначена для движения газа псевдоожижения, а вторая часть этого кожуха, расположенная над его первой частью, предназначена для движения порошкообразного материала. Две эти части кожуха имеют общую пористую и, по существу, горизонтальную перегородку. Первая часть кожуха снабжена по меньшей мере одним патрубком подачи газа, позволяющим установить давление р' _f для того, чтобы потенциально перевести в псевдоожиженное состояние порошкообразный материал, заполняющий дозатор, а вторая часть кожуха снабжена по меньшей мере одной колонной уравновешивания, высота заполнения которой порошкообразным материалом уравновешивает давление р'_f газа потенциального псевдоожижения.

Вторая часть кожуха также связана с резервуаром размещения, не непосредственно, но при помощи вертикальной колонны, с вторым каналом трубопровода воздушной транспортировки. В том случае, когда давление р'_f псевдоожижения равно нулю, порошкообразный материал, расположенный во втором канале трубопровода воздушной транспортировки, опускается под действием силы тяжести в колонну, открывающуюся во второй части кожуха, образуя на пористой перегородке естественный откос осыпания. Когда откос осыпания сформирован, порошкообразный материал, выходящий через колонну трубопровода воздушной транспортировки, остается неподвижным, поскольку отсутствуют какие-либо причины для последующих микроосыпаний или их подъема.

Средство удаления содержит выходное отверстие, расположенное непосредственно над уровнем пористой перегородки и на таком расстоянии от нее, что до него не доходит основание естественного откоса осыпания. Принимая во внимание то, что вторая часть кожуха оказывается, таким образом, заполненной, подают газ псевдоожижения и регулируют уровень его давления р'_f посредством по меньшей мере одного средства регулирования типа клапана. При этом подаваемый газ диффундирует через пористую перегородку в направлении первой части кожуха и порошкообразный материал откоса осыпания становится псевдоожиженным. Верхняя часть кожуха, а затем и колонна уравновешивания, заполняются порошкообразным материалом вплоть до высоты Н, которая зависит от давления р'_f газа псевдоожижения и от средней плотности порошкообразного материала в колонне уравновешивания.

Выходное отверстие в случае необходимости снабжено насадкой, образующей диафрагму, наружная часть которой может быть соединена с трубопроводом удаления псевдоожиженного порошкообразного материала. Этот порошкообразный материал в состоянии потенциального псевдоожижения в кожухе дозатора может проходить через выходное отверстие. При этом он обновляется при помощи последовательно происходящих микроосыпаний, которые "поднимаются" каскадом вплоть до питания дозатора гиперплотной псевдоожиженной массы и дальше, во второй канал трубопровода воздушной транспортировки. Весьма локальным образом, на уровне выходного отверстия и непосредственно позади него, каждое такое осыпание освобождает пространство, достаточное для того, чтобы порошкообразный материал переходил из потенциального состояния псевдоожижения в состояние действительного псевдоожижения, что обеспечивает для широкого диапазона расходов подачу окиси алюминия, соответствующую выходному расходу дозатора, и без перебоев в этом расходе.

Если давление р'_f остается неизменным, весовой расход порошкообразного материала также остается постоянным. Если увеличивают давление р' _f, расход этого порошкообразного материала возрастает. Если это давление снимают, порошкообразный материал перестает двигаться и больше не проходит через выходное отверстие. Таким образом, в данном случае расход порошкообразного материала может быть отрегулирован только путем воздействия на давление р' _f газа псевдоожижения, что представляет собой значительно более гибкое и надежное средство регулирования, чем шибер, скользящий перед отверстием (канавки, служащие направляющими для этого шибера, заполняются порошкообразным материалом, что не облегчает скольжение, а направляющие в виде рельсов быстро подвергаются абразивному износу).

Предпочтительно, источник и/или средство регулирования давления р'_f псевдоожижения в дозаторе является независимым от источника и/или средства регулирования давления псевдоожижения в трубопроводе воздушной транспортировки. Более предпочтительно, каждый дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы имеет свое собственное средство регулирования давления р'_f, что позволяет обеспечить большую гибкость функционирования, причем каждый из конвейеров таким образом питается порошкообразным материалом с контролируемым расходом, адаптированным к специфической функции данного конвейера.

Согласно настоящему изобретению существует по меньшей мере один трубопровод воздушной транспортировки между резервуаром размещения и конвейерами, причем каждый конвейер питается через дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы описанного выше типа. При этом сам трубопровод воздушной транспортировки выполняет функцию распределителя, причем функция распределения выполняется нелокализованным образом. Этот трубопровод воздушной транспортировки должен иметь достаточно большое поперечное сечение для того, чтобы он мог постоянно оставаться, по существу, полностью заполненным таким образом, чтобы любое перемещение порошкообразного материала осуществлялось только в результате подъема микроосыпаний. В этих условиях нет необходимости непрерывно контролировать общий поток порошкообразного материала: достаточно, чтобы резервуар размещения был очень вместительным и чтобы трубопровод воздушной транспортировки имел большое поперечное сечение.

В рассматриваемом здесь примере осуществления питания центров обработки газов, поступающих из электролизных ванн, трубопровод воздушной транспортировки связан одним из своих концов с воздушным резервуаром размещения порошкообразной окиси алюминия и снабжен таким количеством псевдоожиженных дозаторов, которое соответствует количеству реакторов обработки газов. Эти псевдоожиженные дозаторы питают воздушные направляющие типа тех, которые обозначены позициями 32 в патентном документе FR 2692497. Можно установить каждый дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы в непосредственной близости от каждого реактора обработки газов; таким образом воздушная направляющая остается короткой и различие уровней, связанное с минимальным наклоном этих воздушных направляющих, составляющим 6°, остается незначительным. Для максимального уменьшения этого расстояния можно выполнить не прямолинейный трубопровод воздушной транспортировки или же, как это описано в приведенном ниже примере, выполнить несколько трубопроводов воздушной транспортировки, сообщающихся между собой.

Как об этом сказано в патентном документе WO 99/58435, можно также создать пузырь газа псевдоожижения в верхней части трубопровода воздушной транспортировки. Таким образом, газ псевдоожижения может двигаться более легко, что улучшает условия потенциального псевдоожижения, которые должны быть выполнены в любом месте этого трубопровода воздушной транспортировки.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 изображен схематический перспективный вид контура питания порошкообразной окисью алюминия центров обработки газов, поступающих из ванн огневого электролиза.

На фиг.2 изображен схематический вид в разрезе дозатора гиперплотной псевдоожиженной массы, соединенный с трубопроводом воздушной транспортировки.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ (фиг.1 и 2)

В примере осуществления, показанном схематически на фиг.1 и 2, представлена система питания порошкообразной окисью алюминия двадцати четырех реакторов, сгруппированных в два центра обработки и необходимых для обработки газов, поступающих из более чем 300 ванн огневого электролиза. Только один из этих реакторов показан на фиг.1. Этот реактор связан с несколькими электролизными ваннами, функционирование которых может существенно отличаться от функционирования соседних ванн и которые вследствие этого могут выделять газы с различными расходами. Таким образом, речь идет о питании каждого реактора обработки газов с расходом окиси алюминия, адаптированным к расходу газов, выделяемых электролизными ваннами, связанными именно с этим реактором обработки газов.

Порошкообразная окись алюминия подается из первого резервуара размещения 10 в направлении реакторов обработки газов 60. После осуществления обработки насыщенная фтором окись алюминия, поступающая из различных реакторов обработки газов, собирается, смешивается и затем размещается во втором резервуаре, предназначенном для питания электролизных ванн. Эта часть не показана на фиг.1, но может быть легко представлена как устройство выведение окиси алюминия, насыщенной фтором, через переливную трубу 34, показанную на чертеже патентного документа FR 2692497, и перемещение этой окиси алюминия в направлении резервуара размещения 31 установки питания окисью алюминия электролизных ванн, показанное на чертеже, приведенном в патентном документе WO 85/04676.

Газы G, поступающие из электролизных ванн, входят через вертикальный канал типа того канала, который обозначен позицией 26 в патентном документе FR 2692497, и увлекают за собой частицы порошкообразной окиси алюминия, поступающие через воздушную направляющую 50, продолженную вертикальной трубой, коаксиальной по отношению к каналу, обозначенному позицией 26 в патентном документе FR 2692497. Обработанные газы g удаляются через верхнюю часть реактора обработки.

Каждый реактор обработки газов 60 питается порошкообразной окисью алюминия через воздушную направляющую 50, которая сама в свою очередь питается через дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы 40, соединенной с трубопроводом воздушной транспортировки 30. Двенадцать таких дозаторов псевдоожиженной массы присоединены к одному и тому же трубопроводу воздушной транспортировки 30, который сам в свою очередь питается порошкообразной окисью алюминия, поступающей из первого резервуара размещения 10 посредством расположенного в верхнем течении трубопровода воздушной транспортировки 20.

На фиг.2 показано поперечное сечение трубопровода воздушной транспортировки 30 против отверстия, которое связывает этот трубопровод с дозатором гиперплотной псевдоожиженной массы. Этот трубопровод воздушной транспортировки 30 представляет собой горизонтальный конвейер, снабженный средствами псевдоожижения, образованными первым каналом 31, предназначенным для движения воздуха, и вторым каналом 32, предназначенным для движения порошкообразной окиси алюминия. Два этих канала имеют общую пористую перегородку 34. Первый канал 31 снабжен патрубком 35 подачи воздуха, позволяющим установить давление р_f потенциального псевдоожижения. Второй канал 32 снабжен по меньшей мере одной колонной уравновешивания, высота заполнения которой порошкообразным материалом уравновешивает давление р_f потенциального псевдоожижения (эта колонна уравновешивания не показана, поскольку она не расположена на уровне плоскости представленного сечения). В непосредственной близости от каждого реактора обработки газов трубопровод воздушной транспортировки снабжен отверстием 33, которое обеспечивает сообщение второго канала 32 с колонной питания 43 дозатора гиперплотной псевдоожиженной массы 40.

Дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы содержит кожух 42, состоящий из двух частей. Первая часть 42В кожуха, расположенная в нижней части, предназначена для движения воздуха псевдоожижения, а вторая часть 42А кожуха, расположенная над его первой частью, предназначена для движения порошкообразной окиси алюминия. Обе части кожуха имеют общую и, по существу, горизонтальную пористую перегородку 44. При этом первая часть 42В кожуха снабжена патрубком 45 подачи воздуха, позволяющим установить давление р'_f потенциального псевдоожижения порошкообразной окиси алюминия, заполняющего дозатор, а вторая его часть 42А снабжена колонной уравновешивания 46, высота заполнения которой порошкообразным материалом уравновешивает давление р'_f потенциального псевдоожижения.

Вторая часть 42В кожуха связана также, при помощи вертикальной колонны 43, с вторым каналом 32 трубопровода воздушной транспортировки 30. Когда давление газа псевдоожижения р' _f равно нулю, порошкообразная окись алюминия, расположенная во втором канале 32 трубопровода воздушной транспортировки, опускается под действием силы тяжести в колонну 43, открывающуюся во вторую часть 42В кожуха дозатора, образуя на пористой перегородке 44 естественный откос осыпания, основание которого не достигает выходного отверстия 48. Это выходное отверстие 48 расположено непосредственно над уровнем пористой перегородки 44 и на таком расстоянии, чтобы до него не доходило основание естественного откоса осыпания.

Когда газ псевдоожижения подают во вторую часть 42А кожуха дозатора, порошкообразная окись алюминия в откосе осыпания становится псевдоожиженной и верхняя часть 42В этого кожуха, а затем и колонна уравновешивания 46, заполняются окисью алюминия вплоть до высоты, которая зависит от величины давления р'_f газа псевдоожижения и от средней плотности порошкообразной окиси алюминия в колонне уравновешивания. Выходное отверстие 48 снабжено насадкой 48А, образующей диафрагму, наружная часть которой соединена с воздушной направляющей 50, питающей окисью алюминия реактор обработки газов 60.

Газ псевдоожижения направляют через трубопровод 45 и регулируют уровень давления р'_f посредством клапана 72. Этот газ диффундирует через пористую перегородку 44 в направлении первой части 42 В кожуха.

Каждый дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы 40 имеет свое собственное средство регулирования 72 давления р'_f, что позволяет обеспечить особенную гибкость функционирования, причем каждый из реакторов обработки газов 60 таким образом питается окисью алюминия с контролируемым расходом, адаптированным к уровню расхода газа, подлежащего обработке в этом реакторе.

Именно этот трубопровод воздушной транспортировки 30 выполняет функцию распределительного устройства, причем функция распределения осуществляется нелокализованным образом. Трубопроводы воздушной транспортировки 20 и 30 имеют второй канал, предназначенный для движения порошкообразного материала, причем поперечное сечение этого канала является достаточно большим; если этот канал имеет прямоугольное поперечное сечение, то оно обычно имеет размеры, составляющие по меньшей мере 400×200 мм, что позволяет обеспечить движение порошкообразной окиси алюминия с расходом, который может иметь величину в диапазоне от 5 до 50 тонн в час в зависимости от реальной потребности и от используемого давления газа псевдоожижения. Предварительный трубопровод воздушной транспортировки 20 связан с резервуаром размещения, емкость которого превышает 10000 тонн.

Таким образом, трубопровод воздушной транспортировки может оставаться, по существу, полностью заполненным так, чтобы любое перемещение порошкообразного материала осуществлялось только путем подъема микроосыпаний.

Каждый дозатор гиперплотной псевдоожиженной массы 40 размещают в непосредственной близости от каждого реактора обработки газов 60; таким образом, воздушная направляющая 50 остается достаточно короткой и разность уровней, задаваемая минимальным наклоном этой воздушной направляющей 50, имеющим величину на уровне 6°, оказывается незначительной.

Как и в патентном документе WO 99/58435, создают пузырь газа псевдоожижения в верхней части 36 трубопровода воздушной транспортировки 30. Таким образом, газ псевдоожижения может более легко двигаться, что улучшает условия потенциального псевдоожижения, которые должны быть выполнены в любом месте трубопровода воздушной транспортировки и облегчают распределение и дозирование порошкообразной окиси алюминия в различных последующих средствах транспортировки.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

- исключение использования весового расходомера перед устройством распределения;

- возможность осуществления контроля расхода порошкообразного материала в любой точке;

- отсутствие движущихся металлических деталей (клапаны, заслонки и т.п.), которые могут оказаться причиной блокировки или остановки для технического обслуживания или замены, в частности, вследствие износа, связанного с абразивным характером данного порошкообразного материала;

- облегчение регулирования расхода;

- очень малое потребление энергии.