DE2410344A1 - Verfahren zur behandlung von koernigen mineralien mit heissen reaktionsgasen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Behandlung von körnigen Mineralien mit heißen Reaktionsgasen sowie Vorrichtung zur DurchfUhrung des Verfahrens" Zusatz zum Patent ................
• (Patentanmeldung P 22 07 225.9) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von körnigen Mineralien bei großer Schütthöhe in einem nach außen abgeschlossenen, langgestreckten Gefäß mit heißen Reaktionsgasen bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit Schwingungen.
• In dem Hauptpatent ist im Zusammenhang mit der Reduktion oxidischer Eisenerze in einer Schwingrinne vorgeschlagen worden, die Reduktionsgase durch in die Rinnenwand eingesetzte poröse Steine in den Innenraum der Rinne einzuleiten, wobei die porösen Steine ringförmig bzw. schraubenlinienförmig um die Längsachse der Schwingrinne in der Gefäßwand angeordnet sind.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Reaktionsgase zur Erzielung eines optimalen Behandlungsergebnisses einen möglichst langen Weg durch das Behandlungsgut zurücklegen sollen. In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatents liegt die Erfindung darin, daß die Reaktionsgase vom unteren Bereich des einen Gefäßendes her in das Behandlungsgut eingeleitet und im unteren Bereich des anderen Gefäß endes abgezogen werden.
• Infolge der SchwingbewegungenEder Rinne stellt sich in vertikaler Richtung des Schüttgutes insofern automatisch eine Verdichtung nach unten hin ein, als die kleineren Körner vorwiegend nach unten durchfallen, so daß der Porenraum nach unten hin abnimmt. Entsprechend dem Prinzip des geringsten Zwangs strömt das unten eingeleitete Reaktionsgas vorwiegend nach oben und beschreibt demnach vom Rinnenanfang zum Rinnenende vorwiegend einen bogenförmigen Strömungsverlauf. Selbstverständlich kann auch ein Teilstrom durch den unteren Bereich der Schütthöhe verlaufen.
• Sofern das Behandlungsgut in Längsrichtung durch das Gefäß gefördert wird, werden die Reaktionsgase vorzugsweise im Gegenstrom zu dem Behandlungsgut durch das Gefäß geleitet.
• dhtsprechend einer modizierten Verfahrensweise können die Reaktionsgase in einem Abstand vom Materialaustrag in Förderrichtung des Materials in das Behandlungsgefäß geleitet werden.
• Das Gas strömt demnach im unteren Bereich der Schüttung nahe dem Austrag in gleicher Richtung wie das Behandlungsgut, wobei der Gasdruck die Börderkraft des Schwingantriebes unterstützt.
• Die Gefahr einer Materialverdichtung, wie sie beim Fördern gegen eine Wand infolge des nicht gegebenen Abfließens des Materials besteht, wird damit völlig unterbunden. Der Gasstrom, der somit zunächst in richtung des Behandlungsgutes strömt, wird aber sehr schnell in Richtung auf die oberen lockeren Schichten der Schüttung umgelenkt, bis er sich in den oberen Bereichen in die entgegengesetzte Richtung im Gegenstrom zu dem Behandlungsmaterial zu dem am gegenüberliegenden Gefäßende vorgesehenen Gasabzug erstreckt. Die Einführung der Reaktionsgase von unten her in gleicher Richtung wie das Behandlungsgut bewirkt darüber hinaus eine schnellere Erwärmung des Gutes und damit einen besseren Reaktionsablauf insbesondere in den unteren Partien der Schüttung.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß das Behandlungsgefäß als Schwingrins ausgebildet Ist, bei der die Gaseinlässe und Gasauslässe in Bodennähe der Endbereiche angeordnet sind, wobei der Gaseinlaß vorzugsweise auf der Materialaustragseite und der Gasauslaß auf der Materialeintrittseite angeordnet ist.
• Der Gaseinlaß kann beispielsweise in einem Abstand vom Materialaustrag angeordnet sein, wobei die Gaseinlaßöffnung in Richtung auf den Materialaustrag weist. Dabei können auch mehrere Gaseinlässe in stufenförmig zum Materialaustrag fallender Anordnung vorgesehen sein. Bei der stufenförmigen Anordnung der Gaseinlässe kann die Rinne nahe dem Materialaustrag einen oder mehrere treppenstufenförmige Absätze aufweisen, wobei der Gaseinlaß unmittelbar unterhalb der Oberseite des Absatzes horizontal in die Rinne mündet. Sofern mehrere Gaseinlässe vorgesehen sind, sind die Querschnitte der oberen Einlässe vorzugsweise kleiner als die der unteren, so daß der Strömungsverlauf nicht gestört wird.
• Zur Konstanthaltung des Rinnenquerschnitts kann der Deckel ebenfalls stufenförmig ausgebildet sein.
• Zumindest auf der Gasauslaßseltie kann ein von der Oberseite der Rinne sich über die gesamte Rinnenbreite heraberstreckendes Abschlußblech vorgesehen sein, das in einem Abstand über dem Rinnenboden endet, wobei der Raum hinter der Platte mit einem Gasaustrittskanal verbunden ist. Der Gasaustrittsquerschnitt wird dabei durch den zwischen der Unterkante des Abschlußbleches und dem Rinnenboden vorhandenen Zwischenraum gebildet.
• Das abgekühlte Gas wird demnach über die gesamte Rinnenbreite am Boden abgezogen. Die Rinne ist dabei im Bereich des Gasauslasse erweitert, so daß der durch das Abschlußblech eingeengte Strömungsquerschnitt die Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Gase in Grenzen hält, so daß ein Fluidisieren des ! Behandlungsgutes und ein dadurch bewirktes Austragen verhindert wird. Der Querschnitt des Gasauslasses kann so groß gewählt werden, daß er dem der übrigen Rinne entspricht.
• Durch entsprechende Ausbildung der einzelnen Rinnenquerschnitte können die jeweiligen chemisch-physikalisch günstigsten Strömungsgeschwindigkeiten eingestellt werden.
• Weiterhin kann die Gaszuführungsleitung unmittelbar unter dem Rinnenboden entlanggeführt werden und zur Aufheizung der Reaktionskammer ausgenutzt werden. Auch kann eine zusätzliche Gaszuführungsleitung in den Materialaustragschacht münden, um am Materialaustrag einen unerwünschten Temperaturabfall zu verhindern.
• Im Durchlaufquerschnitt der Schwingrinne können flache Querstege angeordnet sein, die vorzugsweise bezüglich ihrer Winkelstellung relativ zur Bodenebene der Rinne einstellbar sind.
• Mit Hilfe der Stege kann die Gasführung entsprechend beeinflußt werden. Gleichzeitig dienen diese Stege dazu, die Schwingungen auf die gesamte Schütthöhe des Behandlungsgutes zu übertragen.
• Diese Wirkung ist insbesondere bei Schwingrinnen mit großen Querschnitten von Bedeutung.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1.
• Nach der Zeichnung besteht die Behandlungsvorrichtung im wesentlichen aus einer etwa horizontal angeordneten, nach außen abgeschlossenen, langgestreckten Rinne 2, die mit Hilfe von in der Zeichnung nicht dargestellten Schwingantrieben in Schwingungen versetzt werden kann.
• Gemäß Fig. 1 weist die Rinne 2 an einem Ende einen von oben her in die Rinne mündenden Beschickungskanal 4 auf, durch den das Behandlungsgut durch eine nicht dargestellte Gasschleuse intermittierend in die Rinne 2 eingebracht wird..Am anderen Ende der Rinne ist ein Austragschacht 6 vorgesehen, durch den das behandelte Gut durch eine ebenfalls nicht dargestellte Gasschleuse wieder entnommen wird.
• Der Gaseinlaß befindet sich nahe der Materialaustragseite der Rinne 2, während der Gasauslaß am gegenüberliegenden Rinnenende angeordnet ist. Die Reaktionsgase durchströmen die Rinne 2 demnach im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung wie das Behandlungsgut.
• Wie insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist der Gaseinlaß in einem Abstand vom Austragschacht angeordnet. Das Gaszuführungsrohr 8 mündet von unten her in eine am Rinnenboden vorgesehene Gaskammer 10, die auf der dem Austragschacht 6 abgewandeten Seite durch einen im Rinnenboden vorgesehenen Absatz 12 und nach oben hin durch zwei in der Höhe stufenförmig zueinander versetzt angeordnete horizontale Querbleche 14 und 16 begrenzt ist. Die Bleche 14 und 16, die sich über die gesamte Breite der Rinne erstrecken, werden von vertikalen Längsstegen 18 bzw. 20 getragen. Durch die Anordnung der Querbleche entstehen zwei stufenförmig zueinander versetzt angeordnete Gaseinlaßöffnungen 22 und 24, die in einem kurzen Abstand vom Austragschacht entfernt in Flußrichtung des Behandlungsgutes nahe dem Rinnenboden in den Behandlungsraum der Rinne münden.
• Die obere, vom Austragschacht 6 weiter entfernt angeordnete Gasauslaßöffnung 22 ist im Querschnitt kleiner als die untere Gasauslaßöffnung 24, damit sieden aus der Gasauslaßöffnung 24 austretenden Gasstrom nicht negativ beeinflußt.
• Die aus den Gasauslaßöffnungen 22 und 24 austretenden Gasströme unterstützen die Antriebskraft der Schwingantriebe und wirken einer Materialverdichtung im Auslaßbereich der Rinne entgegen.
• Die aus den Gaseinlaßöffnungen 22 und 24 austretenden Gasströme,die zunächst in Richtung des Materialflusses verlaufen, steigen sehr bald nach oben und kehren ihre Richtung um 1800 um, so daß sie im Gegenstrom zu dem Materialfluß verlaufen.
• Das Abziehen der Gase erfolgt auf derBeschickungsseite der Rinne durch einen Querschnitt 26, der sich unmittelbar über dem Boden über die gesamte Rinnenbreite erstreckt. Der Gasaustrittsquerschnitt 26 liegt zwischen dem Rinnenboden und der Unterkante eines Abschlußbleches 28, das sich von der Oberseite der Rinne über die gesamte Rinnenbreite heraberstreckt. Im Bereich des Gasauslaßes weist die Rinne eine Terbreiterung 30 auf, 80 daß die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase unter der Grenze gehalten werden kann, die zum Fluidisieren und folglich zum Austragen des durch den Beschickungskanal eingebrachten Behandlungsgutes führt. Die durch den Austrittsquerschnitt 26 austretenden Abgase werden über einen Kanal 32 abgeführt.
• Auch die übrigen Querschnitte der Rinne sind zweckmäßig so gewählt, daß sich die chemisch-physikalisch günstigsten Strömungsgeschwindigkeiten einstellen können. Demgemäß weist der Deckel 34 der Rinne 2 einen dem Bodenabsatz 12 entsprechenden Absatz 36 auf, so daß der Durchgangsquerschnitt der Rinne im Bereich der Gaseinlässe etwa konstant gehalten wird.
• Da die Rinne 2 mit einer Schütthöhe gefahren wird, die sich etwa bis zum Rinnendeckel 34 erstreckt, ist am Ende des Behandlungsraums eine Sperre aus jalousieartig angeordneten Stegen 38 vorgesehen, die je mit einer schräg nach oben gerichteten Auflauffläche versehen sind. Die Neigung der Auflauffläche kann einstellbar sein. Entsprechende Stege 40 können auch im übrigen Bereich des Innenraums der Rinne vorgesehen sein, die einmal dazu dienen, die Gasströmung in entsprechend gewünschter Weise zu beeinflussen und zum anderen die Schwingungen der sinne auch bei großen Schütthöhen auf das Behandlungsgut zu übertragen.
• Um im Austragschacht einen Temperaturabfall des Behandlungsgutes zu verhindern, wird aus der Gaszuführleitung 8 ein Teilstrom mit Hilfe einer Nebenleitung 42 entnommen, die an einer Stelle hinter den Stegen 38 in den Austragschacht 6 mündet.

Claims (17)

Patentanspriiche

1. Verfahren zur Behandlung von körnigen Mineralien bei großer Schütthöhe in einem nach außen abgeschlossenen, langgestreckten Gefäß mit heißen Reaktionsgasen bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit Schwingungen, nach Patent (ratentanmeldung P 22 07 225.9), d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reaktionsgase vom unteren Bereich des einen Gefäß endes her in das Behandlungsgut eingeleitet und im unteren Bereich des anderen Gefäß endes abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Behandlungsgut in Längsrichtung durch das Gefäß gefördert wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reaktionsgase im Gegenstrom zu dem Behandlungsgut durch das Gefäß geleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Reaktionsgase in einem Abstand vom Materialaustrag in Förderrichtung des Materials in das Behandlungsgefäß geleitet weden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Behandlungsgefäß als Schwingrinne (2) ausgebildet ist, bei der der Gaseinlaß (22, 24) und Gasauslaß (26) in Bodennähe der Endbereiche angebrdnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h ne t , daß der Gaseinlaß (22, 24) auf der Materialaustragseite und der Gasauslaß (26) auf der Materialeintrittseite angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gaseinlaß in einem Abstand vom Materialaustragschacht (6) angeordnet ist, wobei die Gaseinlaßöffnung (22; 24) in Richtung auf den Materialaustrag weist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k. e n n z e i c h n e t , daß mehrere Gaseinlässe (22, 24) in stufenförmig zum Materialaustrag fallender Anordnung vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Rinne (2) nahe dem Materialaustrag mindestens einen treppenstufenförmigen Absatz aufweist und daß der Gaseinlaß (22; 24) unmittelbar unterhalb der Oberseite des Absatzes horizontal in die Rinne mündet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Rinne nahe dem Materialaustrag zwei stufenförmige Absätze aufweist, von denen der untere höher ist als der obere.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t , daß der Deckel (34) der Rinne (2) ebenfalls stufenförmig ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c -h n e t , daß zumindest auf der Gasauslaßseite ein von der Oberseite der Rinne sich über die gesamte Rinnenbreite heraberstreckendes Abschlußblech (28) vorgesehen ist, das in einem Abstand über dem Rinnenboden endet, und daß der Raum hinter der Platte (28) mit einem Gasaustrittskanal (32) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruchz11, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h ne t , daß die Rinne (2) im Bereich des Gasauslasses eine Verbreiterung (30) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Querschnitt des Gasauslasses etwa dem der übrigen Rinne entspricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gaszuführungsleitung unmittelbar unter dem Rinnenboden entlanggeführt ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zusätzliche Gaszuführungsleitung (42) in den Materialaustragschacht (6) mündet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Durchlaufquerschnitt der Schwingrinne (2) flache Querstege (38, 40) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n -e t , daß die flachen Stege (38, 40) bezüglich ihrer Winkelstellung relativ zur Bodenebene der Rinne einstellbar sind.