流反應(yīng) 器（2)的中下部設(shè)有粗產(chǎn)品出料口（12)，在氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)的正上方為擴(kuò)大沉降段 (3)，擴(kuò)大沉降段（3)的下端設(shè)有變徑（13)，擴(kuò)大沉降段（3)下端變徑（13)中心設(shè)有折流裝 置（14)，經(jīng)擴(kuò)大沉降段（3)出口連接旋風(fēng)分離器（4)，旋風(fēng)分離器（4)的上方設(shè)有分解尾氣 出口（ 15)，旋風(fēng)分離器（4)的下方設(shè)有細(xì)產(chǎn)品出口（ 16)。
[0012] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其下部噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)筒體的高徑比 為 1 :1 ~10 :1。
[0013] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其下部噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)熱惰性氣體進(jìn) 氣口（6)的管徑與噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)筒體截面積比值為1 :30~200;
[0014] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其下部噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)硫酸鋁銨晶體 與冷惰性氣體進(jìn)氣口（7)的管徑與噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)筒體截面積比值為1 :20~100;
[0015] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其下部噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)熱惰性氣體進(jìn) 氣管道出口氣體分布器（5)的內(nèi)徑與熱惰性氣體進(jìn)氣口（6)的管徑一致，并且其開(kāi)孔率為 10% ~60% ;
[0016] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)筒體的高 徑比為5 :1~20 :1。
[0017] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)筒體截面 積與導(dǎo)流筒（8)截面積的比值為1 :0. 2~1 :0. 8。
[0018] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)中導(dǎo)流筒 (8)最下端變徑（9)上下端截面積的比值為0. 2 :1~0. 8 :1。
[0019] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)中筒體最 下端變徑（10)上下端截面積的比值為0. 2 :1~0. 8 :1。
[0020] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)中上部設(shè) 有高溫?zé)彷d體進(jìn)料口（11)的管徑與氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)筒體的截面積比值為1 :20~ 100;
[0021] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其中部氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)中下部設(shè) 有粗產(chǎn)品出料口（12)管徑與氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)筒體的截面積比值為1 :20~100;
[0022] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其上部擴(kuò)大沉降段（3)筒體高徑比為 0?2~2:1;
[0023] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其上部擴(kuò)大沉降段（3)下端設(shè)有變徑 (13)上下端截面積的比值為0.2 :1~0.8 :1。
[0024] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其上部擴(kuò)大沉降段（3)下端變徑（13)中 心設(shè)有折流裝置（14)的錐角為30°~150°，其橫截面積與氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)中導(dǎo)流 筒截面積比值為1~2 :1。
[0025] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其側(cè)面旋風(fēng)分離器（4)的筒體高徑比為 1 :1 ~10 :1。
[0026] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其側(cè)面旋風(fēng)分離器（4)的上方設(shè)有分解 尾氣出口（15)管徑與旋風(fēng)分離器（4)筒體截面積比值為0. 02~0. 1 :1。
[0027] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器其側(cè)面旋風(fēng)分離器（4)的下方設(shè)有細(xì)產(chǎn) 品出口（16)管徑與旋風(fēng)分離器（4)筒體截面積比值為0? 005~0? 02 :1。
[0028] 所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器用于硫酸鋁銨深度分解的方法，其特征在于，將 提前篩分至一定粒徑的鋁基熱載體，通過(guò)氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)的中上部設(shè)有高溫?zé)彷d體 進(jìn)料口（11)加入到單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器中，從熱惰性氣體進(jìn)氣口（6)通入具有一定溫 度的熱惰性氣體，使單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器達(dá)到一定溫度后，然后從噴動(dòng)床反應(yīng)器（1)的 中部設(shè)有硫酸鋁銨晶體與冷惰性氣體進(jìn)氣口（7)將硫基銨鹽介質(zhì)處理粉煤灰所得氧化鋁提 取液經(jīng)冷卻結(jié)晶后，得到的硫酸鋁銨晶體持續(xù)加入到單體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器中，進(jìn)行硫 酸鋁銨的深度分解，從氣升式環(huán)流反應(yīng)器（2)的中下部設(shè)有粗產(chǎn)品出料口（12)持續(xù)排出硫 酸鋁銨深度分解后的粗產(chǎn)品，并從旋風(fēng)分離器（4)的上部設(shè)有分解尾氣出口（ 15)逐步排出 硫酸鋁銨分解尾氣和惰性氣體，以及從旋風(fēng)分離器（4)的下部設(shè)有細(xì)產(chǎn)品出口（ 16)逐步排 出硫酸鋁銨深度分解后的細(xì)產(chǎn)品。
[0029] 優(yōu)選地，所述的硫基銨鹽介質(zhì)處理粉煤灰制備硫酸鋁銨晶體處理方式選自硫基銨 鹽介質(zhì)加壓浸出和硫基銨鹽介質(zhì)焙燒處理的一種或幾種。
[0030] 優(yōu)選地，所述的硫基銨鹽介質(zhì)選自硫酸銨、硫酸氫銨和硫酸鋁銨中的一種或幾種， 或者硫酸銨、硫酸氫銨和硫酸鋁銨中的一種或幾種與硫酸的混合物。
[0031] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)硫酸鋁銨深度分解過(guò)程使用的鋁基熱載體選 自氧化鋁和硫酸鋁的一種或幾種。
[0032] 優(yōu)選地，所述的單體內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)硫酸鋁銨深度分解過(guò)程使用的惰性氣體選自 氮?dú)夂投趸嫉囊环N或幾種。
[0033] 優(yōu)選地，所述的所采用單體內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)硫酸鋁銨深度分解過(guò)程的反應(yīng)條件為 反應(yīng)溫度為400~900°C，反應(yīng)停留時(shí)間為2~30分鐘，鋁基熱載體經(jīng)篩分后的粒徑為20~ 200目，冷熱惰性氣體通入速度為每千克硫酸鋁銨晶體通入惰性氣體流量為0. 1~5m3/h。 [0034] 本發(fā)明所用對(duì)象為燃煤電廠或燃煤鍋爐產(chǎn)生的固體廢棄物粉煤灰經(jīng)硫基銨鹽介 質(zhì)處理后，得到的氧化鋁提取液經(jīng)冷卻結(jié)晶后得到的硫酸鋁銨晶體。通常結(jié)晶得到的硫酸 鋁銨晶體，其分子式為NH4A1 (S04)2 *12H20,含有12個(gè)結(jié)晶水，由此導(dǎo)致硫酸鋁銨在加熱時(shí)釋 放出結(jié)晶水，使得硫酸鋁銨融化。1摩爾硫酸鋁銨含有0. 5摩爾硫酸鋁和0. 5摩爾硫酸銨， 硫酸鋁銨加熱至250°C時(shí)，脫去結(jié)晶水，超過(guò)280°C時(shí)硫酸鋁銨中含有的硫酸銨分解釋放出 氨氣和三氧化硫。硫酸鋁銨一般在約400°C時(shí)，才能完全脫除結(jié)晶水，而在約700°C時(shí)，才能 實(shí)現(xiàn)硫酸鋁銨中含有的硫酸銨完全分解得到硫酸鋁。由于硫酸鋁銨脫水過(guò)程與硫酸銨分解 過(guò)程存在溫度重疊，分解產(chǎn)物中水與氨及三氧化硫共存，由此導(dǎo)致硫酸鋁銨中含有的硫酸 銨分解后難以完全回收。硫酸鋁銨中硫酸銨分解后得到的硫酸鋁需要進(jìn)一步加熱分解制備 氧化鋁，并同時(shí)釋放出三氧化硫。硫酸鋁銨及硫酸鋁分解過(guò)程發(fā)生的主要反應(yīng)為：
[0037] 基于流化床反應(yīng)器具有良好的傳熱、傳質(zhì)特性，當(dāng)高溫?zé)彷d體與硫酸鋁銨晶體在 流化床反應(yīng)器內(nèi)混合時(shí)，硫酸鋁銨晶體可在短時(shí)間內(nèi)快速釋放出結(jié)晶水以及分解硫酸銨， 從而可避免硫酸鋁銨晶體出現(xiàn)熔融等相變過(guò)程。此外，噴動(dòng)床反應(yīng)器具有反應(yīng)停留時(shí)間長(zhǎng) 的特點(diǎn)，但物料返混嚴(yán)重，由此導(dǎo)致單一噴動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)物料熱解不夠充分或過(guò)燒等現(xiàn)象。 氣升式環(huán)流反應(yīng)器是在噴動(dòng)鼓泡床反應(yīng)器內(nèi)加入內(nèi)構(gòu)件導(dǎo)流筒，在反應(yīng)器形成圍繞導(dǎo)流筒 的循環(huán)流動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)氣、固、固三相均勻混合，且具有較高的相間傳質(zhì)系數(shù)。氣升式環(huán)流 反應(yīng)器綜合了噴動(dòng)鼓泡床和機(jī)械攪拌釜的優(yōu)良性能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件、易密 封、造價(jià)低、容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)放大等優(yōu)點(diǎn)，在石油、化工、電化學(xué)和生物化工等領(lǐng)域得到了廣泛 應(yīng)用。因此采用由噴動(dòng)床反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器、沉降擴(kuò)大段以及旋風(fēng)分離器組成的單 體內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器，可以有效調(diào)控反應(yīng)停留時(shí)間，具有傳熱效率快、物料混合充分、機(jī) 械制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可完全滿足硫酸鋁銨熱分解的需要。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是利用燃煤電廠或燃煤鍋爐產(chǎn)生的固體廢棄物粉煤灰為原料， 在硫基銨鹽介質(zhì)體系中，通過(guò)加壓浸出或焙燒處理提取粉煤灰中的氧化鋁得到的硫酸鋁銨 晶體，在由噴動(dòng)床反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器、沉降擴(kuò)大段以及旋風(fēng)分離器組成的單體內(nèi)循 環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，采用鋁基熱載體及惰性氣體排出分解氣體產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)硫酸鋁銨分解制 備氧化鋁產(chǎn)品，提高分解速度，并高效回收硫酸鋁銨分解過(guò)程產(chǎn)生的硫基銨鹽介質(zhì)。采用本 發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)粉煤灰中氧化鋁的高效清潔及低能耗提取，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的 工業(yè)化應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 附圖是本發(fā)明提供的一種用于硫酸鋁銨深度分解的反應(yīng)器。圖中：1 一噴動(dòng)床反 應(yīng)器；2