DE2544865B2

DE2544865B2 - Vorrichtung zum Kondensieren von Zinkdampf

Info

Publication number: DE2544865B2
Application number: DE2544865A
Authority: DE
Inventors: Michael William Stockwood Gammon; Colin Frank Chipping Sodbury Harris
Original assignee: Brevets Metallurgiques Sa Zug (schweiz)
Current assignee: Brevets Metallurgiques Sa Zug (schweiz)
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1978-12-07
Also published as: GB1470417A; SU606555A3; PL101831B1; JPS5270930A; CS209483B2; ZM13675A1; IE42165B1; NL7511916A; IN143442B; TR19668A; FR2287515B1; ES441674A1; AR207053A1; ZA755860B; AU8501375A; HU173091B; DE2544865C3; DE2544865A1; BR7506601A; IT1043274B

Description

Weiterhin ist der Aufwand für die Heizvorrichtung oder Jas Gerinne zur Überführung des Bleis, welches Pumpen benötigt, zu hoch.

Aufgabe

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die ^fgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kondensieren von Zinkdampf anzugeben, die mit konstruktiv einfachen und leicht herzustellenden Mitteln eine verbesserte Kondensationswirkung erzielt

Lösung

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Vorteile

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird durch Auswahl des spezifischen Temperaturbereiches des Bleis in einer Zwischenstufe und durch Änderung des thermischen Profils eine Kondensation mit hoher Wirksamkeit erzielt. Weiterhin wird eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Führung von verhältnismäßig heißem, geschmolzenem Blei zu der Zwischenstufe der Kühlkammer angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung und weitere erfindungsgemäße Merkmale werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen dreistufigen Bleispritzkühler,

Fig.2 eine schematische Seitenansicht eines Teils eines Mehrstufenbleispitzkühlers, wobei eine besondere Ausführung des Kanals zur Überführung des Bleis zwischen benachbarten Stufen des Kühlers gezeigt ist,

Fi g. 3 und 4 Querschnitte längs der Linien A-A und ö-ßinFig. 2 und

F i g. 5 eine Seitenansicht, die die Lage des Kanals in F i g. 2 illustriert.

Der in Fig. 1 gezeigte Kühler besteht aus einer rechteckigen Kammer mit einem Gaseinlaß 1 und einem Gasauslaß 2. Der Kühler ist mit vier Flügelrädern versehen, die mit A, B, C und D bezeichnet sind. Das Innere des Kühlers ist durch vertikale Leitbleche 6 und 7 in drei Stufen unterteilt; die Leitbleche dienen daiu, den Gasfluß in der Kühlkammer zu unterbrechen. Die Stufe, in der sich die Flügelräder A und B befinden, wird als erste Stufe bezeichnet, jene, in der sich das Flügelrad C befindet, als Zwischenstufe und jene, in der sich das Flügelrad D befindet, als Endstufe.

Die Flügelräder A, B, C und D tauchen in geschmolzenes Blei ein und werden so betrieben, daß ein dichter Sprühnebel aus Tropfen aus geschmolzenem Blei im Kühler gebildet wird. Das geschmolzene Blei, das den Kühler verläßt, fließt über ein Unterstromleitblech in einen Pumpensumpf 3, von dem das Blei mittels einer geeigneten Pumpe 8a in ein verlängertes Gerinne 4 mit darin vorgesehenen Kühleinrichtungen 4a geführt wird. Beim Kühlen trennt sich eine Zinkschicht auf der Oberfläche des geschmolzenen Bleis ab. Das Zink wird in der Trenneinrichtung 5 abgetrennt. Das gekühlte Blei wird zur Kühlkammer über ein kurzes Gerinne 11 über ein Unterstromleitblech zurückgeführt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Regelung der Bleitemperatur in der Zwischenstufe erreicht werden, indem eine zweite Pumpe 8 mit veränderbarer Leistung im Pumpensumpf 3 vorgesehen wird und diese mit einem kurzen Gerinne 9 verbunden

ίο wird, das zur Zwischenstufe des Kühlers führt. Alternativ kann etwas heißes Blei vom stromabwärts liegenden Ende des Hauptgerinnes 4 vor der Kühlung abgezogen werden. Die Regelung ist jedoch bei Verwendung einer zweiten Pumpe leichter. Bei dieser Anordnung kann verhältnismäßig heißes Blei direkt zur Zwischenstufe geführt werden.

Die Regelung der Pumpe kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. indem im Kühler und im Sumpf Temperaturfühler vorgesehen werden und die Pumpengeschwindigkeit automatisch eingestellt wird. Alternativ kann die Regelung der Pumpe durch einfache periodische Einstellung der Pumpengeschwindigkeit per Hand entsprechend der auf einem Sensor in der Zwischenstufe abgelesenen Temperatur erreicht werden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann Blei vom Rückvorgerinne 11 stromab von der Abtrenneinrichtung 5 über ein Gerinne 10 abgezogen werden, so daß verhältnismäßig kaltes Blei der ersten Stufe des Kühlers zugeführt wird. Der verringerte Fluß von verhältnismäßig kühlem Blei in die Zwischenstufe führt zu einer Temperatursteigerung dieser Stufe. Gekühltes Blei kann auch stromab von der Trenneinrichtung 5 oder sogar direkt von der Endstufe zur ersten Stufe des Kühlers gepumpt werden.

Obwohl die beiden beschriebenen Ausführungsformen mögliche praktische Ausführungsformen darsteilen, wird es bevorzugt, die Regelung der Temperatur des Bleis mit Hilfe der in F i g. 2 bis 5 gezeigten Anordnung zu bewirken.

Bei der in Fig. 2 bis 5 gezeigten Anordnung ist das vertikale Leitblech 7, das sich zwischen der Decke und dem Boden 13 des Kühlers erstreckt, mit einer in der Mitte angeordneten öffnung 14 versehen. Zwei nach abwärts gerichtete Kanäle 15 sind an der Leitblechwand 7 befestigt, und zwar auf der Seite, die zur ersten Stufe des Kühlers zeigt. Am untersten Ende jedes Kanals 15 ist eine Rinne 16 vorgesehen, um die Führung des geschmolzenen Bleis durch die öffnung 14 zu erleichtern. Um das vom untersten Ende der Kanäle zu den Rinnen 16 laufende Blei zu führen, sind gewölbte Platten vorgesehen, damit ein gleichmäßiger Fluß des Bleis von den Kanälen durch die öffnung in der Leitblechwand 7 erzielt wird. Am obersten Ende der Kanäle ist ein vertikales Endleitblech 17 vorgesehen, um den Fluß des Bleis in die Kanäle zu richten. Geschmolzenes Blei, das durch die in der ersten Stufe angeordneten Flügelräder gegen die Leitblechwand geschleudert wird, wird in den Kanälen 15 gesammelt

hi und durch die öffnung 14 in der Leitblechwand zur Zwischenstufe des Kühlers geführt. Die Kanäle 15 können beispielsweise eine Tiefe von 15,2 cm aufweise.ι und die vertikalen Endleitbleche 17 können ähnliche Abmessung haben.

h i Bei der in F i g. 2 bis 5 gezeigten Anordnung wird die Temperatureinstellung durch direkte Überführung des heißen Bleis von der ersten Kühlerstufe zur kühleren Zwischenstufe erzielt. Die optimale Temperatur in der

Zwischenstufe beträgt 510⁰C, d.h. etwa 45° oberhalb der Temperatur, die in einem üblichen Bleispritzkühler erreicht werden kann. Es wurde gefunden, daß es möglich ist, die optimale Temperatur in der Zwischenstufe des Kühlers zu erreichen, indem etwa i 500 bis 2000 Tonnen je Stunde, und insbesondere etwa 1800 Tonnen je Stunde, geschmolzenes Blei von der ersten Stufe zur Zwischenstufe geführt werden.

Es ist möglich, in der Zwischenstufe des Kühlers zusätzlich zu heizen, z. B. indem unterhalb der Zwischenstufe ein Brenner angeordnet wird. Ferner kann die Zwischenstufe ummantelt werden, um die Wärme darin zu halten.

Zum Kondensieren des Zinks aus einem Schachtofen mit einer Schachtfläche von 55,5 m² kann entweder ein einziger Kühler angewandt werden, oder es können zwei Kühler zur Kondensation des Zinks bei einem geteilten Gasstrom angewandt werden. Die übliche Bleizirkulationsrate bei einem einzigen Kühler liegt im Bereich von 3000 Tonnen je Stunde für den angegebenen Schacht. Wird alternativ ein Kühlerpaar angewandt, liegt die Zirkulalionsrate im Bereich von 1500 Tonnen je Stunde geschmolzenes Blei.

Die normale Verteilung der Bleitemperaturen ist, wobei auf F i g. 1 Bezug genommen wird, folgende (ohne Rückfuhr zwischen den Stufen):

Flügelrad A etwa 600⁰C
Flügelrad B etwa 520° C
Flügelrad Cetwa 465°C
Flügelrad Detwa 450°C
Pumpensumpf etwa 460° C

Im Falle eines großen Kühlers mit einer Zirkulation von 3000 Tonnen geschmolzenem Blei je Stunde führt eine Rückführung von 1800 Tonnen je Stunde zwischen der ersten Stufe und der Zwischenstufe zu einer Erhöhung der Bleitemperatur in der Zwischenstufe auf etwa 495 bis 500⁰C.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf einen Bleispritzkühier beschrieben, der eine Anzahl von sich drehenden Flügelrädern aufweist. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf solche Sprühkühler anwendbar, wie sie in der britischen Patentschrift 13 59 677 beschrieben sind, bei denen Düsenpaare längs des Kühlerdaches im Abstand angeordnet sind, wobei die gegenseitig auftreffenden Ströme aus geschmolzenem Blei einen Sprühnebel bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kondensieren von Zinkdampf, bestehend aus einem Mehrstufenkühler, der eine in mehrere Stufen unterteilte Kühlkammer, Einrichtungen zur Bildung eines Sprühnebels aus Tröpfchen aus geschmolzenem Blei in jeder der Stufen der Kühlkammer und ein Rückführsystem zur Führung des Bleis aus der Kühlkammer durch eine Kühleinrichtung und zurück zu einem anderen Teil der Kühlkammer umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rinne (15, 16) zur Führung von verhältnismäßig heißem, geschmolzenem Blei zu einer Zwischenstufe der Kühlkammer vorgesehen ist, um die Temperatur des Bleis in der Zwischenstufe auf etwa 475 bis 515° C, vorzugsweise auf 480 bis 510° C zu erhöhen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstufe der Kühlkammer, die unmittelbar auf die erste Stufe folgt, in der die heißen, den Zinkdampf enthaltenden Gase zuerst mit dem geschmolzenen Blei in Berührung gebracht werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Öffnung (14) versehene Leitblechwand (7) vorgesehen ist, die die erste Stufe und die Zwischenstufe der Kühlkammer voneinander trennt und daß die Rinne (15,16) durch die Leitblechwand geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (15, 16) an der Seite der Leitblechwand (7) vorgesehen ist, die zur ersten Stufe der Kühlkammer zeigt, und daß die Rinne derart angeordnet ist, daß in der ersten Stufe gebildete und gegen die Leitblechwand (7) geschleuderte Sprühnebel aus geschmolzenem Blei in der Rinne gesammelt werden und das gesammelte geschmolzene Blei durch die Öffnung (14) in der Leitblechwand (7) zur Zwischenstufe des Kühlers geführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Kanal (9) zur Ableitung des heißen Bleis aus der ersten Stufe in die Zwischenstufe vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Kanal von einem Pumpensumpf (3) zur Aufnahme des Bleis aus der ersten Stufe zur Zwischenstufe führt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenstufe eine Hilfsheizeinrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstufe zur Verringerung des Wärmeverlustes ummantelt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal für die Überführung einer Teilmenge des die erste Stufe des Kühlers verlassenden Bleistromes ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden w> Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlrinne (4) vorgesehen ist, die an die erste Stufe des Kühlers angeschlossen ist und zur Regelung der Temperatur des Bleis in der Zwischenstufe durch Teilströme kühleren Bleis aus der Kühlrinne (4) ιγ> dient.

Stand der Technik

Beim Zinkblasofenprozeß wird Zinkdampf, der den oberen Teil des Ofens verläßt, kondensiert, indem er durch einen Bleispritzkühler geführt wird, in dem der Zinkdampf mit einem intensiven Strahl aus geschmolzenen Bleitropfen in Berührung gebracht wird. Ein Bleispritzkühler besteht schematisch aus einer etwa rechteckigen Kammer, die an einem Ende mit einem Gaseinlaßkanal mit großem Querschnitt versehen ist, wobei dieser Kanal im allgemeinen vom oberen Teil des Ofenschachtes zum Kühler nach abwärts gerichtet ist Am anderen Ende ist ein Gasauslaßkanal vorgesehen, der einen vertikalen oder nahezu vertikalen Schachtteil aufweist

Der intensive Strahl oder Sprühnebel aus geschmolzenem Blei wird im Bleispritzkühler auf geeignete Weise gebildet, z. B. durch eine Reihe von drehbaren Flügelrädern, die in einem Becken oder mehreren Becken aus geschmolzenem Blei eintauchen, und zwar in mehreren getrennten Stufen. Das Zink wird mit Hilfe des Sprühnebels aus geschmolzenem Blei kondensiert und das geschmolzene Blei, das das kondensierte Zink enthält, fließt vom Kühler über ein Unterflußleitblech in einem Sumpf, der als Pumpensumpf bezeichnet wird. Von dort wird es mittels einer geeigneten Pumpe in ein verlängertes, gekühltes Gerinne gerührt. Beim Durchgang durch das Gerinne wird das Blei teilweise abgekühlt, z. B. durch Eintauchkühler, und das fließende Metall wird von einer Einphasenlösung des Zinks im Blei beim Übergang vom Sumpf in das Gerinne in ein Zweiphasensystem aus (1) Zink, das an der Oberfläche etwas Blei enthält und (2) Blei, das noch etwas Zink enthält, überführt. Dieses Zweiphasensystem aus Zink und Blei wird zu einer Trennvorrichtung geführt und das Zink gewonnen. Das gekühlte Blei wird über ein kurzes Gerinne und wiederum über ein Unterflußleitblech zum Kühler zurückgeführt.

Die Eigenwärme der in den Kühler eintretenden Gase wird teilweise auf das geschmolzene Blei übertragen, und im System stellt sich ein thermisches Gleichgewicht ein. Die Faktoren, die die Temperaturen an jedem Ende des Kühlers bestimmen, sind die Gaseinlaßtemperatur und die Temperatur des die Trennvorrichtung verlassenden Bleis. Es besteht nur ein kleiner Spielraum, diese Temperaturen zu variieren, da sie durch die Erfordernisse bezüglich einer wirksamen Arbeitsweise des Schachtofens und des Trennsystems bestimmt werden.

Die Wirksamkeit solcher Kühlsysteme kann durch die Messung der Menge an Zink, die durch die Gase aus dem Kühler geführt wird, bestimmt werden. In einer aus der DE-OS 22 58 000 bekanntgewordenen Vorrichtung werden etwa bis zu 9% des Zinkdampfes, der in den Kühler eintritt, nicht gewonnen, so daß die Kondensationswirkung eines solchen Kühlers den relativ geringen Wert von 91 % aufweist. Bei dieser Vorrichtung wird ein Sprühstrahl aus geschmolzenem Metall durch das gegenseitige Aufeinandertreffen von mindestens zwei kontinuierlichen Strömen aus geschmolzenem Metall erzeugt. Ein den Sprühstrahl bildendes geschmolzenes Blei liegt hierbei innerhalb eines Temperaturbereiches zwischen 430 und 650⁰C. Die Temperatur des Bleis ist entweder durch eine eine Energiezufuhr benötigende Heizeinrichtung oder durch Zufuhr von heißem Blei vom Boden des Kondensers regelbar, wobei hierbei z. B. Pumpen benötigt werden. Es wurde festgestellt, daß die Wirksamkeit der Kondensation innerhalb des oben angegebenen Temperaturbereiches relativ gering ist.