DE2835532A1

DE2835532A1 - Vorrichtung und verfahren zum entfernen von feinteiligem kohlenstoff durch verbrennen

Info

Publication number: DE2835532A1
Application number: DE19782835532
Authority: DE
Inventors: John M Cegielski; Wallace F Hart; Robert D Reed
Original assignee: John Zink Co
Current assignee: Zinklahoma Inc
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1979-03-01
Also published as: US4124681A; FR2400669B1; GB2002886A; NL7808170A; FR2400669A1; CA1094394A; IT7850725A0; JPS5452876A; IT1106880B; GB2002886B

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen von feinteiligern Kohlenstoff durch Verbrennen

In der Industrie der Herstellung von Geräten aus Kohlenstoff, wie Generatorbürsten und anderen Elektroden, muß zunächst das Kohlenstoff enthaltende Ausgangsmaterial kalziniert werden. Die Kohlenstoff haltigen Ausgangsmaterialien sind im allgemeinen aus Erdöl oder Kohle gewonnener Koks oder andere Arten von Koks. Solcher Koks enthält gewisse Kohlenwasserstoffe sowie mineralische Asche, wie Salze und/oder Oxide von Na, Ca, Mg₃ Fe, K und anderen Elementen. Diese Fremdmaterialien müssen möglichst vollständig von dem Koks abgetrennt werden. Das Abtrennverfahren wird als "Kalzinieren" bezeichnet. Dabei wird Rohkoks in einem befeuerten Röstofen einer Temperatur über 1.093° C (2.000° F) ausgesetzt, bis die Kohlenwasserstoffe so weitgehend wie möglich und außerdem soviel mineralisches Material wie möglich abgetrennt sind und die aus dem Ofen austretenden Gase einerseits frei von Sauerstoff (reduzierend) sind und andererseits den von dem Koks abgetrennten verdampften Kohlenwasserstoff enthalten.

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DuiJtbChe Bank MuiicMen Mu.-Nr. 82/0HUbU -ÖL/ /OU /UO IUi

K)h(bchei;k München Nr. 163397-802

Wegen ihres Gehaltes an Kohlenwasserstoffen und anderen brennbaren Produkten, besitzen diese Gase einen beträchtlichen Heizwert und außerdem fühlbare Wärme von über 1.093° C (2.000° F). Durch Abrieb beim Durchtritt durch den Röstofen gelangt feinteiliger Kohlenstoff mit einem Teilchengrößenbereich von unter ein μιη bis zu hunderten μηι in die Gase.

Die Erfindung betrifft hauptsächlich eine Vorrichtung, in der gasförmiges und in der Form von Feinteilchen vorliegendes kohlenstoffhaltiges Material, das bei der Kalzinierung von aus Erdöl oder Kohle sowie aus anderen ähnlichen Materialien erhaltenem Koks anfällt, verbrannt wird.

Die gasförmigen brennbaren Materialien verbrennen, wenn Luft (oder Sauerstoff in anderer Form) in die Gase eingeleitet wird, rasch und glatt unter Erzeugung beträchtlicher Wärmemengen, so daß die Temperatur der Gase auf über 1.430° C (2.600° F) ansteigt. Diese Temperatur ist unzulässig hoch und führt zu Schädigungen des wärmefesten Ofenmaterials, so daß es erforderlich sein kann, gleichzeitig mit der Verbrennungsluft, die die zusätzliche Verbrennung ermöglicht, Wasser in die Verbrennungszone einzuführen, das die Höchsttemperatur durch Wärmeabsorption begrenzt und nach' seiner Verdampfung die Teiloxydation des Kohlenstoffs auf dem Weg über das Wassergasqleichgewicht unterstützt.

Fester Kohlenstoff verbrennt fast unendlich viel langsamer als gasförmiges brennbares Material und außerdem nur durch Oberflächenwirkung. Auch steigt bei einer Verdoppelung der Teilchengröße die Verbrennungszeit der Kohlenstoffteilchen um den Faktor 16. Um eine vollständige Verbrennung aller Kohlenstofffeinteilchen zu gewährleisten sowie im Hinblick auf den außerordentlich großen Teilchengrößenbereich müssen Mittel vorgesehen werden, um die größten Teilchen abzufangen, so daß sie nicht in die Atmosphäre austreten. Bei der Oxydation (der vollständigen oder teilweisen Verbrennung des Kohlenstoffs) bei hoher Temperatur läuft eine Anzahl von Umsetzungen ab:

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C -	=	CO₂;
C H		2-CO;
C H	,0	= CO +
C -	= co,
η O₂
h CO₂
ι- H₂O
f 2-H

H₂;

+ 2-H,

Erfahrungsgemäß ist bei der hohen Temperatur der Angriff des C durch H₂O sehr erheblich. Daher beschleunigt das Wasser, das zunächst als Kühlmittel eingespritzt wird, nach seiner Verdampfung beim Kühlen die Oxydation des feinteil igen und festen Kohlenstoffs, wodurch die Abtrennung der Kohlenstofffeinteilchen vor dem Ablassen der Gase an die Luft durch Ausnutzung der obigen vier Oxydationsvorgänge wesentlich verbessert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Behandlung des gasförmigen Abflusses eines Röstofens für die Kalzinierung derart, daß alle brennbaren Materialien, gleich welcher Herkunft, vollständig verbraucht und darin enthaltener feinteiliger Kohlenstoff vollständig oxydiert wird, bevor dieser Abfluß an die Atmosphäre abgelassen wird, und außerdem KohlenstoffteiIchen, die zu groß für eine Oxydation in dem System sind, abgetrennt werden, bevor der Abfluß an die Atmosphäre abgelassen wird. Dabei ist festzustellen, daß Teilchen, die eine solche Abtrennung erfordern, verhältnismäßig selten sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung von wenigstens einem und vorzugsweise zwei vertikalen kreiszylindrischen Behältern gelöst. Diese Behälter bestehen aus Stahl mit einer wärmefesten Auskleidung, die Gasen mit Temperaturen bis zu 1.427" C (2.600° F) standzuhalten vermag. Der erste der beiden Behälter ist kürzer als der andere und weist ein konisches Bodenteil auf. Die von dem Ofen kommende Einlaßleitung, durch die das gasförmige und das feinteil ige brennbare Material herangeführt werden, ist ebenfalls mit einem wärmefesten Material ausgekleidet und führt tangential am Bodenende in den ersten Behälter. Das Gas strömt innerhalb des Behälters spiralig kreiselnd nach oben bis zu einer Stelle nahe dem oberen Ende, von wo es tangential aus dem ersten Behälter aus- und, wiederum tangential, in den zweiten Behälter eintritt. In diesem strömt es spiral ig kreiselnd nach unten

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und durch eine Auslaßleitung nahe seinem Bodenende tangential daraus aus. Diese Leitung kann entweder direkt zu einem Kamin oder zunächst zu einer Abhitzevorrichtung und dann zu.dem Kamin führen.

Die in die von dem Ofen kommende Einlaßleitung eintretenden Gase haben eine hohe Temperatur und sind frei von Sauerstoff. Aus einer diese Leitung umgebenden Luftkammer wird durch eine Anzahl kurzer Rohre, die über den Umfang der Leitung verteilt, durch deren Wand geführt und mit ihr verschweißt sind, Luft in die Leitung eingeführt. Die Luft wird unter Druck in die Luftkammer eingeführt und strömt durch die kurzen Rohre, die in radialen Ebenen in die Ströntungsrichtung der Gase in der Leitung zu dem ersten Behälter weisen, in diese Leitung.

Da die Temperatur der brennenden Produkte so hoch sein kann, daß die wärmefesten Auskleidungen der Einlaßleitung und der beiden Behälter Schädigungen erleiden können, sind Mittel vorgesehen, um Wasser in jedes der kurzen Rohre einzuspritzen, so daß die von der Luftkammer in die Einlaßleitung strömende Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in diese Leitung mit Wassertröpfchen vermischt wird. Die Menge an diesem Wasser wird so eingestellt, daß eine bestimmte Höchstbrenntemperatur innerhalb des Einlaßrohis und des ersten Behälters und außerdem eine maximale Umsetzung von C und H₂O eingehalten werden können.

Da ziemlich große Kohlenstoffteilchen anwesend sein können, und da der feinteilige Kohlenstoff sehr langsam brennt, ist es erwünscht, diese größeren Teilchen mechanisch abzutrennen. Dies erfolgt durch die spiralenförmige Strömung der brennenden Gase, durch die die Teilchen nach außen gegen die Wand geworfen werden und ihre Geschwindigkeit gesenkt wird, so daß sie auf den Boden des ersten Behälters fallen. Der Boden ist konisch ausgebildet und endigt in einem Wassersumpf, den man durch einen Tank unter einer kreisförmigen öffnung in dem Boden umlaufen läßt. Die Kohlenstoffteilchen werden gekühlt

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und von dem Tank entfernt.
{ⁿ ^ ^&n Zeichnungen sind:

Figuren 1 und 2 ein Aufriii und eine Draufsicht einer Ausführungsform

der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Figur 3 zeigt einen Quersciinitt in der Ebene 3-3 von Figur 1

in Draufsicht.
Figuren 4 und 5 zeigen vertikale Schnitte durch den ersten und den

zweiten Behälter.
Figuren 6, 7 und 8 zeigen Querschnitte in den Ebenen 6-6 von Figur 1,

7-7 von Figur Ί und 8-8 von Figur 1.

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen im Aufriß und in Draufsicht eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Nicht gezeigt ist ein Röstofen, in dem Koks unter Abtrennung von Kohlenwasserstoff und anderem Material kalziniert wird und Teilchen von Kohlenstoff von geringer Größe, die während des Betriebs des Ofens durch Abrieb gebildet werden. Dieses gasförmige und feinteilige Material, Abflußprodukte genannt, tritt mit sehr hoher Temperatur als Abflußgas aus dem Ofen aus und wird durch eine Einlaßleitung bestimmter Grübe, die in bekannter Weise mit einem wärmefesten Material ausgekleidet ist, der Vorrichtung gemäß der Erfindung zugeführt.

Die in Figur 1 gezeigte Einlaßleitung 18 verbindet den Röstofen, erforderlichenfalls über einen Umwandlungsabschnitt 20, mit der Einlaßleitung 28 und über diese mit dem ersten von zwei Behältern 12 und 14, die beide vertikale kreiszylindrische Stahlbehälter mit wärmefester Auskleidung sind, so daß sie den zu erwartenden Temperaturen bis 1.427° C (2.600° F) standzuhalten vermögen. Vor ihrem Eintritt in den ersten Behälter durch Leitung 28 strömen die Abflußgase oder -produkte des Röstofens durch einen Teil der Leitung 28, wo Sauerstoff in der Form von Luft unter Druck in Richtung

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der Pfeile 31 in die durch Leitung 18 zuströmenden Gase eingeführt wird.

Figur 3 veranschaulicht die Art der Einführung von Verbrennungsluft in die Leitung 28 und die Art des Einspritzens von Wasser als Spray zusammen mit der Verbrennungsluft. Die eingespritzte Menge an Wasser wird durch die Temperatur, die sich einstellen soll, wenn der Sauerstoff sich mit den Abflußgasen 31 vermischt, so daß diese sofort verbrennen und die Temperatur noch weiter steigt, vorgegeben. Das eingespritzte Wasser soll diese Temperatur senken.

Das Gemisch von Abflußprodukten aus dem Röstofen mit Luft und erforderlichenfalls Wasser bildet eine brennende Masse von Gas und heißen Teilchen, die nahe dem Boden des ersten Behälters 12 durch Leitung 28 in diesen einströmt und, wie durch die Pfeile 40 und 42 angezeigt, spiralig oder kreiselnd darin strömt, bis sie eine Stelle nahe dem oberen Ende des ersten Behälters 12 erreicht, wo sie durch eine Überführungsleitung 30, die mit ihren Enden 30A und 30B tangential zum ersten bzw. zweiten Behälter verläuft, daraus austritt. Die spiralenförmig strömenden Gase aus dem ersten Behälter 12 strömen dann tangential und spiralenförmig in und um den zweiten Behälter 14, wie durch die Pfeile 70 und 71 angezeigt, kreiselnd nach unten, bis sie nahe dem Bodenende des zweiten Behälters 14_awie durch den Pfeil 72 angezeigt^durch eine Auslaßleitung 32 in das untere Ende des Kamins 34 und aufwärts, wie durch die Pfeile 74 angezeigt, nach oben strömen und in die Atmosphäre austreten.

Bei der Einführung von Luft in die Abflußprodukte in der Leitung 28 beginnen die in den Abflußprodukten 31 enthaltenen gasförmigen brennbaren Materialien sofort zu brennen. Die Menge an Luft wird so gewählt, daß nur ein geringer Überschuß an Luft für die Verbrennung der gasförmigen brennbaren Materialien und den von den Abflußgasen mitgenommenen feinteiligen Kohlenstoff vorhanden ist. Die Menge an Wasser, die in die Verbrennungs-

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- ίο -

luft eingespritzt wird, wird so gewählt, daß die durch die Verbrennung mit der eingeführten Luft entstehende Wärme absinkt, so daß die Temperatur der Gase 40 auf einen Wert sinkt, dem die wärmefeste Auskleidung der Leitungen 18, 20, 28, 30 und 32 sowie der Behälter 12 und 14 und des Kamins 34 standzuhalten vermag, und außerdem so, daß die Teiloxydation von Kohlenstoff nach den oben angegebenen Umsetzungen unterstützt wird.

Die brennenden Gase, die den Abfluß plus Luft und Wasser enthalten, strömen tangential in den ersten und den zweiten Behälter. Da die Gase kreiselnd strömen, werden die größeren Kohlenstoffteilchen in das Gebiet an der Innenfläche der Auskleidung des Behälters 12 geschleudert. Da sie dann nicht länger in den strömenden Gasen suspendiert sind, fallen sie in die öffnung 54.

Figur 3 ist ein Querschnitt in der Ebene 3-3 von Figur 1. Durch die Leitung 18 werden die Abflußprodukte 31 herangeführt. Diese Leitung weist eine wärmefeste Auskleidung 38A auf und führt tangential in den ersten Behälter 12.

Die Leitung 18 ist von einer Luftkammer 22 umgeben. Diese Luftkaiumer weist eine Anzahl in Abständen an ihrem Umfang angeordnete öffnungen 53 auf, in die kurze Rohre 44 eingesetzt sind. Eine Leitung 24 (Figur 1) dient der Zufuhr von Luft 23 von einem nicht gezeigten Kompressor. Innerhalb der Luftkainmer 22 strömt die Luft, wie durch die Pfeile 48 angezeigt, in die kurzen Rohre 44 und aus diesen in Richtung der Strömung in der Leitung 28 in diese ein und vermischt sich darin mit den heißen Abflußgasen 31, so daß sofort deren Verbrennung in der Form einer Flamme 40, die in dem Behälter 12 fortschreitet, einsetzt. Wenn die Temperatur in der Leitung 28 und dem Behälter 12 zu hoch ist und wenn eine Beschleunigung der Teiloxydation von Kohlenstoff erforderlich ist, wird Wasser durch die Rohre

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46 und durch Düsen 50 in jedes der Rohre 44 eingespritzt, das dann in der Form feiner Tröpfchen zusammen mit der Luft in die Flamme 40 gelangt, wodurch die Höchsttemperatur auf einem Wert gehalten wird, der mit der wärmefesten Auskleidung der Leitung 18 und des Behälters 12 verträglich ist, und das verdampfte Wasser den Kohlenstoff gemäß den obigen Gleichungen angreift.

Die Figuren 4 und 4Λ zeigen einen Querschnitt durch den Behälter 12 in der Ebene 4-4 von Figur 2. Dieser Behälter besteht aus einer zylindrisch verformten Stahlplatte 36 und einer Auskleidung 38 aus einem wärinefesten Material. Er weist einen konisch geneigten Boden 57 mit einer wärmefesten Auskleidung mit einer Oberfläche 56 auf.

Zufolge der kreiselnden Aufwärtsbewegung der Flamme in dem Behälter werden Teilchen mit einer Masse über einem bestimmten Wert, der von der Strömungsgeschwindigkeit der Flamme und des Gases abhängt, nach außen gegen die Wand geschleudert, und ihre Geschwindigkeit wird soweit verringert, daß sie auf den Boden 56 fallen und in die öffnung 54 rollen. Der untere Teil des konischen Bodens ist ein kreisförmiger tassenartiger Tank 58, der teilweise mit Wasser gefüllt ist, das durch ein Rofir 61 ein- und durch ein Rohr und Ventil 62 austritt, so daß kaltes Wasser in dem Tank 58 umläuft und die in die "Öffnung 54 fallenden Kohlenstoff teilchen kühlt. Durch nicht gezeigte herkömmliche Mittel werden die Kohlenstoff teilchen, die sich in dem Tank 58 auf der Bodenplatte 59 sammeln, entfernt.

Der Behälter steht mit Beinen 64 oder anderen herkömmlichen Einrichtungen auf der Erde 36, so daß unter ihm ein Raum zum Auffangen des Kohlenstoffs, Zuführen von Wasser usw. verfügbar ist.

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-Yd-

Figur 5 zeigt einen Querschnitt in der Ebene 5-5 von Figur 2, der den Aufbau des zweiten Behälters 14 veranschaulicht. Dieser zweite Behälter 14 gleicht dem Behälter 12 weitgehend mit der Abweichung, daß er einen ebenen horizontalen Boden aufweist, langer ist und so ausgebildet ist, daß er auf der Erde 36 aufsitzt.

Durch die Einführung eines heißen brennenden Gdses durch die Einlaßleitung 28 tangential in den Behälter 12 und durch die Überführungsleitung 30 vom oberen Ende des ersten Behälters in das obere Ende des zweiten Behälters und von dort spiralenförmig zu der tangentialen Leitung 32 wird die Verweil zeit der Flamme innerhalb des heißen Innenraums der beiden Behälter erhöht.

In manchen Fallen, wenn die Verweilzeit in dem ersten Behälter ausreichend grob ist, um alle gasförmigen Komponenten des Abflußgases und alle feineren Teilchen, die nicht im Bodenteil des ersten Behälters gesammelt werden, zu verbrennen, kann der zweite Behälter fortgelassen werden. Das heißt wenn alles feinteilige Material während der Verweilzeit in dem ersten Behälter entfernt werden kann, kann die Leitung 30 in der gleichen Weise wie die in Figur 1 gezeigte Auslaßleitung 32 direkt zu dem Kamin führen.

Im allgemeinen werden jedoch zweckmäßig zwei Behälter vorgesehen, so daß die Verweilzeit wenigstens verdoppelt und eine vollständige Verbrennung alles brennbaren Materials in dem Abfluß von dem Röstofen gewährleistet wird. Bei Verwendung eines zweiten Behälters 14 wird die Auslaßleitung an einer Stelle nahe dem unteren Ende des zweiten Behälters angeordnet, so daß, falls eine herkömmliche Abhitzegewinnungsvorrichtung verwendet werden soll, diese in der Auslaßleitung 32 an einer Stelle, wie 76 (Figur 8), in Serie zwischen dem zweiten Behälter und dem unteren Ende des Kamins angeordnet werden kann.

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Figur 6 ist ein Querschnitt in der Ebene 6-6 von Figur 1, der die Strömung von Gas und Flamme 42 in dem ersten Behälter 12 nach oben entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, durch die Überführungsleitung 30 und dann in spiraliger Strömung innerhalb des zweiten Behälters 14 in Richtung des Pfeils 71 veranschaulicht.

Figur 7 zeigt einen Querschnitt in der Ebene 7-7 von Figur 2, der die Einlaßleitung 18 und 28 mit der Luftkammer 22, die die Leitung 28 umgibt, zeigt. Die Abflußprodukte strömen in Richtung der Pfeile 31. Die Öffnungen 53 dienen der Zufuhr von Verbrennungsluft und Wassertröpfchen. Die Verbrennungsluft tritt in Richtung des Pfeils 23 durch Leitung 24 in die Luftkammer ein.

Figur 8 zeigt einen Querschnitt in der Ebene 8-8 von Figur 1, der den zweiten Behälter 14 und die Auslaßleitung 32, die zum unteren Ende des Kamins 34 führt, veranschaulicht. Der Behälter 14, die Auslaßleitung 32 und der Kamin weisen wärmefeste Auskleidungen wie 38B und 38C auf. Das spiralig oder kreiselnd, wie durch die Pfeile 71 angezeigt, durch den Behälter 14 strömende heiße Gas tritt nach Erreichen von dessen Boden in Richtung des Pfeils 72 durch die Auslaßleitung 32 aus diesem Behälter aus und in Richtung des Pfeils 73 in den Bodenteil des Kamins 34 ein.

Wenn, wie zu erwarten ist, ein Abhitzegewinnungssystem verwendet wird, ist es möglich, diesesauf Bodenhöhe in der Auslaßleitung 32 des zweiten Behälters 14 an der Stelle 76 anzuordnen und die Gase nach Durchtritt durch dieses System in den Boden des Kamins 34 zu führen.

Wenn die Gase in den Kamin eintreten, haben sie eine hohe Temperatur und enthalten eine beträchtliche Wärmemenge, die zur Energieeinsparung durch verschiedene Mittel zurückgewonnen werden kann. Obwohl dies im Rahmen der Erfindung ohne Interesse ist, sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung des zweiten Behälters 14, in dem das Gas bis auf Bodenniveau nach unten strömt, die Verwendung einer Abhitzeverwertungsvorrichtung auf Bodenniveau mit einem Minimum an Schwierigkeiten und Kosten ermöglicht.

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Bekanntlich wird durch eine Erhöhung er Temperatur die Geschwindigkeit einer chemischen Umsetzung stark erhöht. Der Angriff von Sauerstoff auf verbrennbcires Material erfolgt durch eine chemische Umsetzung an der gasförmige Kohlenwasserstuffe usw. sowie Koksfeinteilchen beteiligt sind. Daher ist es erwünscht, wenn die Gase zum Zwecke der Oxydation seiner brennbaren Komponenten in das System eintreten, so rasch wie möglich die Temperatur ansteigen zu lassen. In dem System gemäß der Erfindung beginnen die Abflußgase sofort zu brennen, wenn die Verbrennungsluft sich beim Austreten aus den Öffnungen 53 mit ihnen vermischt. Das heißt am Beginn des Systems gemäß der Erfindung, nämlich in der Eintrittsleitung und in dem ersten Behälter 12 erfolgt ein gesteuerter Temperaturanstieg, so daß die Temperatur während des gesamten Durchtritts des Gases durch das System höher ist alb diejenige am Austrittsende des Röstofens und die Verbrennung von Feinteilchen stark beschleunigt wird. Außerdem ist die in dem System für eine vollständige Verbrennung vun feintei1igem kohlenstoff erforderliche Verweilzeit gering. Durch die kreiselnde oder tangentiale Strömung in dem ersten Behälter 12 und dem zweiten Behälter 14 wird die Verweil ze it der Gase in dem System bei gegebener Gesamtlänge des Systems und gegebener Fortschreitungsgeschwindigkeit der Gase stark erhöht; d.h. der spiralige Strömungsweg ist sehr viel länger als der direkte Weg.

Für die gesamte Verbrennung ist eine bestimmte Verbrennungszeit erforderlich, und diese Verbrennungszeit kann als Verweil zeit angesehen werden. Durch die tangentiale Strömung kann das ganze System daher kompakter ausgebildet werden als bei direkter Strömung des Gases.

Die Erfindung besteht also in einer Vorrichtung zur Verbrennung von Abflußprodukten einer Kohlenkalzinierung, die Kohlenwasserstoff und andere Gase sowie feinteil igen Kohlenstoff enthalten. Die Vorrichtung weist Eintrittsinittel für die von dem Kalzinierungsofen kommenden Gase sowie Mittel, um gleichzeitig Luft plus Wasser in der Form von Tröpfchen unmittelbar vor dem Eintritt der Abflußgase in den ersten Behälter in diese einzuleiten.

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Die Gase treten dann tangential in das obere Ende des zweiten Behälters einströmen aus dem zweiten Behälter über eine Auslaßleitung τη einen Kamin und werden schließlich frei von feinteiligem Kohlenstoff an die Atmosphäre abgelassen.

Zufolge der kreiselnden Strömung in dein ersten Behälter werden die
größeren Teilchen aus dem Gas herausgeschleudert und sammeln sich am Boden dieses Behälters, wo sie gekühlt werden. Durch die Verwendung eines zweiten kreiselnd durchströmten Behälters wird die Verweilzeit verlängert, und das Gas nach unten bis auf Bodenhöhe geführt wird, wo eine herkömmliche Abhitzegewinnungsvoorichtung zum Abziehen der fühlbaren Wärme der Gase vor ihrem Eintritt in den Kamin angeordnet sein kann.

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Claims

Licht, Schmidt, Hansmann & Herrmann

Patentanwälte

.. ht i. lifiudl Η.ιιι·.π..ιηπ I n;n

I'·.>tl». I· /Ii i/n

Lj ι j j I liiy. Mai Uli Lichi

üi Keinhokl Schmidt Dipl. Wiilbcti.-Ing. Axel Hansmann Dipl -Pliys. Sebastian Heu mann

Albert-Rulihduptei-Sti. «000 München 70

Telefon (089) 760 3091 t elex b 212 284 pats d leleyiduime Lipjlli München

11.8.1978 R/jd

John Zink Company,

44Ü1 South Peoria, Tulsa, Oklahoma, V.St.A.

Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen von feinteiligem Kohlenstoff durch Verbrennen

PATENTANSPRÜCHE

1 .J Vorrichtung zum Verbrennen gasförmiger und.feinteiliqer Abfluliprodukte eines Röstofens, in aem Kohlenstoff kalziniert wird, gekennzeichnet durch

a) wenigstens einen mit wärmefestem Material ausgekleideten zylindrischen Behälter und Mittel zur tangential en Einführung der Produkte von diesem Ofen an einem ersten Ende über eine mit wäniiefestern Material ausgekleidete Leitung;

b) Mittel zur Einführung von Luft unter Druck in die Einlaßleitung vor dem Eintritt in diesen ersten Behälter;

c) Mittel zum Einspritzen von Wasser in die Luft vor deren Eintritt in die Einlaßleitung·,

d) eine tangential an dem zweiten Ende des ersten Behälters angeordnete Leitung zur Führung der Verbrennungsprodukte der Abflußprodukte zu einem Kamin und in die Atmosphäre.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen zweiten zylindrischen Behälter, wobei sowohl der erste als auch der zweite Behälter vertikale Achsen haben und das erste Ende des ersten Behälters das Bodenende ist; die tangentiale Leitung vom oberen Ende des ersten Behälters tangential zum oberen Ende des zweiten Behälters führt; und das Bodenende des zweiten Behälters über eine Auslaßleitung mit dem Kamin verbunden ist;

so daß die Verbrennungsprodukte vom oberen Ende des ersten Behälters tangential in das obere Ende des zweiten Behälters eintreten, in dem zweiten Behälter spiral ig nach unten strömen und tangential am Boden des zweiten Behälters austreten und zu dem Kamin geführt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einführung von Luft in die Einlaßleitung

a) eine diese Einlaßleitung umgebende Luftkammer;

b) Mittel zur Einführung von Luft unter Druck in diese Kammer; und

c) eine Anzahl von über den Umfang verteilten kurzen Rohren, die von der Luftkammer in die Einlaßleitung führen und in die Strömungsrichtung in der Einlaßleitung weisen,

aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel zum Einspritzen von Wasser in jedes der kurzen Rohre.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine wärmefeste Auskleidung in

der Einlaßleitung,

dem ersten Behälter,

der tangentialen Überführungsleitung,

dem zweiten Behälter,

der Auslaßleitung, und

dem Kamin.

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6. Verfahren zum Verbrennen von heißen Gasen und feinteil igen Produkten aus einem Röstofen, in dem Kohlenstoff kalziniert wird, wobei diese heißen Gase und feinteiligen Produkte in eine eine wärmefeste Auskleidung aufweisende Leitung eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet , daß man

a) Luft unter Druck in die Einlaßleitung einführt;

b) zusammen mit der Luft Wassertröpfchen in die Einlaßleitung einspritzt, so daß Luft und Wasser sich in dieser Einlaßleitung mit den heißen Gasen vermischen und sie verbrennen;

c) die brennenden heißen Produkte tangential in wenigstens einen ersten vertikalen zylindrischen Behälter an dessen Bodenende einführt ;

d) die brennenden heißen Produkte längs eines spiral igen Weges in dem Behälter aufwärts strömen läßt, wodurch das feinteilige Material nach außen an die Wand des Behälters geschleudert wird und auf den Boden fällt;

e) das feinteilige Material am Boden des Behälters sammelt; und

f) die verbrannten heißen Gase vom oberen Ende dieses wenigstens einen Behälters ausbringt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die heißen Gase vom oberen Ende des wenigstens einen Behälters tangential in das obere Ende eines zweiten vertikalen zylindrischen Behälters einführt; und

b) die heißen Gase vom Boden dieses Behälters ausbringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß man

a) die heißen Gase vom Boden des zweiten Behälters in eine Abhitzeverwertungsvorrichtung einführt; und

b) die gekühlten heißen Gase von der Abhitzeverwertungsvorrichtung dem Kamin zn-führt.

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