Las alúminas de grado especial/químico se usan comúnmente en una variedad de aplicaciones, como cerámica, refractarios, vidrio, pigmentos y rellenos, electrónica y baterías, y como abrasivos y agentes de pulido. La producción de estos materiales requiere calcinación a temperaturas más altas que las que se utilizan para producir alúmina de grado de fundición (SGA) y, a menudo, también el uso de mineralizadores. Al ajustar los parámetros de calcinación, principalmente la temperatura de calcinación y el tiempo de retención, es posible controlar algunas de las propiedades clave para cumplir con las especificaciones de calidad del producto requeridas.
Metso Outotec ha desarrollado un diseño de calcinador de CFB flexible de doble propósito, adecuado para la producción de alúmina de grado químico y de grado de fundición (SGA). Los componentes principales del proceso de calcinación en lecho fluidizado circulante (CFB) son: dos etapas de precalentamiento, una etapa de calcinación y dos etapas de enfriamiento. Los calcinadores de CFB de alúmina de fundición (SGA) normalmente operan en un rango de 900 a 1000 °C, dependiendo de los objetivos de calidad del producto. Sin embargo, para temperaturas de alúmina de grado químico, se requiere un exceso de 1100 °C. Con la tecnología de calcinación de Metso Outotec, el punto de ajuste de temperatura junto con el inventario del horno se puede ajustar simplemente para cumplir con los grados de calidad del producto deseados. El control de temperatura es muy preciso y la temperatura es uniforme en todo el reactor, lo que permite lograr una calidad de producto homogénea.
El calcinador de CFB hace uso de un sistema de precalentamiento venturi de múltiples etapas para recuperar el calor del gas residual precalentando y secando el material de alimentación antes de la reacción. La principal reacción de la calcinación se lleva a cabo en el reactor de CFB. La energía para el proceso de calcinación se suministra mediante la combustión directa de petróleo o gas. La energía en la alúmina caliente también se recupera en un sistema de enfriamiento de múltiples etapas (que incluye un par de ciclones y un enfriador de alúmina de lecho fluidizado). Otra opción para una mayor recuperación de energía es incluir un “secador de material de alimentación” en el conjunto. Este equipo único y probado utiliza el calor del enfriador de lecho fluidizado para presecar una parte del flujo de alimentación antes de que ingrese al calcinador. La primera etapa de enfriamiento también se puede diseñar para operar como un reactor flash, elevando la temperatura a 1400-1600 °C permitiendo así la producción de productos más altamente calcinados en el mismo equipo.
La tecnología de CFB se puede ampliar sin consecuencias para la calidad del producto debido a la recirculación de sólidos en el CFB, lo que da como resultado una distribución uniforme de la temperatura y una calidad del producto homogénea también a grandes capacidades y durante los cambios de carga. El uso eficiente de la tecnología de intercambio de calor reduce significativamente el consumo total de energía en comparación con otras tecnologías.
Otra característica clave de la tecnología de calcinación en CFB son las bajas emisiones. Debido al exclusivo sistema de combustión en el lecho sin llama, y la recirculación de sólidos calientes y el perfil de temperatura uniforme resultante en todo el sistema del reactor, la generación de NOx térmico se puede mantener al mínimo. La aplicación de un suministro de aire de combustión por etapas y una mezcla vigorosa de aire, combustible y sólidos minimiza la formación de CO. Los precipitadores electrostáticos de última generación se utilizan para la descontaminación final de los gases de escape, con el fin de cumplir con los límites ambientales locales.
