DE3134534C2 - Anlage zum Rösten von Pellets - Google Patents

Abstract

Die Anlage zum Rösten von Pellets umfaßt ein Fördermittel (1) zum Fördern der Pellets, in technologisch bedingter Reihenfolge in Laufrichtung des Fördermittels (1) angeordnete Kammern, nämlich Trockenkammern (2, 3), eine Röstkammer (4) mit einer Brenngas-Zufuhrvorrichtung und eine Kühlkammer (5), sowie Systeme für die zwangsläufige Luftzuführung zu den Kammern und die Ableitung der Verbrennungsprodukte aus der Schicht der auf dem Fördermittel (1) befindlichen Pellets. Die Brenngas-Zufuhrvorrichtung der Röstkammer (4) ist als Verteilergitter (11) ausgebildet, das im unteren Teil der Röstkammer (4) untergebracht, vom Fördermittel (1) um einen Abstand von ca. 1/10 bis ca. 1/4 der Kammerhöhe entfernt ist und zumindest 40% Fläche der Röstkammer (4) einnimmt. Das Verteilergitter ist durch gelochte Rohre (12) zur Brenngas-Zuführung und darunter parallelverlaufende Wasserkühlrohre (13) zur strahlenförmigen Strömung des Brenngas-Luftgemisches zur Schicht der Pellets bei der zwangsläufigen Abführung der Verbrennungsprodukte aus der Schicht der auf dem Fördermittel (1) befindlichen Pellets gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft das Siückigmachen von Eisenerzen, insbesondere eine Anlage zum Rösten von Pellets.

Die vorliegende Erfindung kann auch in der NE-Metallurgie, der Baustoffindustrie, der chemischen Industrie und anderen Industrien angewendet werden. Am häufigsten werden derartige Anlagen in aller Welt zum Abrösten von Eisenerz-Pellets zu deren Verfestigung eingesetzt. Gegenüber anderen Typen von Aggregaten (Schachtofen, kombinierten Anlagen) weisen die Sinteranlagen eine Anzahl von Vorteilen, wie hohe Betriebssicherheit, hohe spezifische Leistung des Aggregates und hohe Einsparung an Wärme und Elektroenergie, auf.

Es ist eine Anlage zum Rösten von Pellets bekannt, welche ein Fördermittel zum Fördern der Pellets zu den nacheinander angeordneten Trocken-, Rost- und Kühlkammern samt Luftzuführungsmitteln umfaßt.

Die Röstkammer ist eine mit feuerfesten Steinen ausgekleidete Kammer, an deren Seitenwänden Brenner für Gas, Flüssigbrennstoff oder Festbrennstoff vorgesehen sind. Mit Hilfe solcher Brenner wird über die Kammerlänge und in Laufrichtung des Fördermittels ein gasförmiger Wärmeträger mit vorgegebenen Parametern (Temperatur, Verbrauchsmenge) erhalten. Diese Brenner sind von zweierlei Typen, z. B. Doppelleiter-Wirbelbrenner und Doppelleitungsbrenner mit

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65 Vormischung, bei welchen über den Zentralkanal ein gasförmiger, flüssiger oder fester Brennstoff und über den Randkanal Verbrennungsluft mit einer Temperatur von 200 bii; 500° C strömen. Die aus dem Brenner austretenden Verbrennungsprodukte werden in der Röstkammeir mit Luft vermischt, die eine Temperatur von 700 bis 850° C hat und aus der Kühlkammer mittels eines Überströmsammlers zugeleitet wird.

Das Fördermittel ist üblicherweise als Förderer ausgebildet, der sich aus Röstwagen zusammensetzt, welche über eine geschlossene Bahn umlaufen.

Der Röstwagen besitzt ein Rostfeld, so daß der gasförmige Wärmeträger durch die Schicht der Pellets geblasen werden kann (N. N. Bereshnoj u. a. »Das Stückigmachen von fein gemahlenen Eisenerzkonzentraien«, Verlag »Nedra«, Moskau, 1971).

Das Aufbauprinzip der Röstkammer, die vorstehend geschildert ist, gestattet es nicht, Pellets von einer über deren Schichthöhe hohen Qualität herzustellen. Dies hängt damit zusammen, daß die Verbrennung des Brennstoff-Luftgemisches oberhalb der Schicht der Pellets stattfindet, was beachtliche Temperaturunterschiede über die Schichtdicke (100 bis 150°C) zur Folge hat.

Eine Temperaturerhöhung der unteren Schichten auf den gewünschten Wert führt zu Zerstörung und Durchbrennen der Roste und der Röstwagen. Zum Teil kann dai ungenügende Abrösten der Pellets durch Verminderung des Anteiles der unteren Schichtabschnitte bei einer Vergrößerung der Gesamthöhe der Schicht der feuchten Pellets von 300 auf 400 bis 500 mm (SU-Urheberschein 5 48 644) verhindert werden. Neben der Änderung der Schichthöhe bietet sich auch ein Verfahren zur intensiven Erhitzung von Pellets an, bei welchem kurz nach der Trocknung die größtmögliche Rösttempera.tur vorgegeben wird (SU-Urheberscheine 5 17 635,6 16 310).

Jedoch gelingt es nicht, eine beachtlich verbesserte Qualität der Pellets zu erzielen, so daß das spezifische Leistungsvermögen solcher Anlagen ziemlich gering (0,9 bis 0,95 t/m²· ^bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Rösten von Pellets zu schaffen, bei welcher durch eine Vervollkommnung der Röstkammer ein gleichmäßiges Abrösten der Pellets über die Höhe der Schicht gesichert ist, wodurch die Qualität der Pellets verbessert und die spezifische Leistung der Anlage erhöht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Anlage zum Rösten von Pellets, enthaltend ein Fördermittel zum Fördern der Pellets, in Laufrichtung des Fördermittel angeordneten Trockenkammern, Röstkammer mit einer Brenngas-Zufuhrvorrichtung und Kühlkammer sowie Systeme für die Luftzuführung zu den Kammern und die Ableitung der Verbrennungsprodukte au:, der Schicht der auf dem Fördermittel befindlichen Pellets, erfindungsgemäß die Brenngas-Zufuhrvorrichtung der Röstkammer als Verteilergitter ausgebildet ist, das im unteren Teil der Röstkammer untergebracht, vom Fördermittel um einen Abstand von ca. ¹Ao bis ca. '/₄ der Kammerhöhe entfernt angeordnet ist und zumindest 40% Fläche der Röstkammer einnimmt, wobei das Verteilergitter durch gelochte Rohre zur Brenngas-Zuführung sowie durch darunter parallel verlaufende Wasserkühlrohre zur strahlenförmigen Strömung des Brenngas-Luftgemisches in der Schicht der Pellets bei der zwangsläufigen Abführung der Verbrennungsprodukte aus der Schicht der auf dem

Fördermittel befindlichen Pellets gebildet ist

Dank dieser konstruktiven Auslegung der Röstkammer der erfindungsgemäßen Anlage findet die Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffes sowohl oberhalb der Schicht der Pellets, als auch innerhalb dieser Schicht statt, so daß deren gleichmäßiges Abrösten in der gesamten Schichthöhe bewirkt wird. Dies trägt dazu bei, daß die Qualität der Pellets verbessert und gleichzeitig die spezifische Leistung der Anlage um 25 bis 35% (1,14 bis 1,34 t/m² ■ h) erhöht werden.

Hierbei isi es zweckmäßig, daß zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Gasverbrenner das Verteilergitter die gesamte Fläche der Röstkammer einnimmt Es ist weiterhin vorteilhaft, daß zur Verbesserung der Qualität der abgerösteten Pellets für die der Röstkammer zugeführte und die Rohre des Verteilergitters umströmende Luft ein Überschußwert von 2,0 bis 5,0 festgelegt wird, der dann in Laufrichtung des Fördermittels um 2 bis 5% pro Zeiteinheit ansteigt. Die gemäß der Erfindung ausgeführte und zum Trocknen sowie zum Rösten von Eisenerzpellets gedachte Anlage hat eine spezifische Leistung, die um 25 bis 35% höher ist, als die der bekannten Anlagen und ermöglicht es, die Betriebskosten um 4 bis 10% zu ermäßigen und die Qualität der Pellets wesentlich zu verbessern. Die erfindungsgemäßen Anlagen lassen sich mit einer N utzf lache vonl00bis800oderl000m²bauen.

Die Vorzüge der Erfindung werden anhand der folgenden Beispiele mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht. In diesen zeigt

F i g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Anlage zum Rösten von Pellets mit einem die Fläche der Röstkammer teilweise einnehmenden Verteilergitters im Längsschnitt;

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1;

Fig.3 schematisch eine Anlage zum Rösten von Pellets mit einem die ganze Fläche der Röstkammer einnehmenden Verteilergitter.

Die Anlage zum Rösten von Pellets umfaßt ein Fördermittel 1 (Fig. 1) in Form eines Förderers mit beliebig ausgeführten und für ähnliche Anlagen geeigneten Wagen, eine Trockenkammer 2 mil Unterwind, eine Trockenkammer 3 mit Oberwind, eine Röstkammer 4 und eine Kühlkammer 5 und Systeme für die Luftzuführung zu den Kammern und die Ableitung der Verbrennungsprodukte durch die Schicht der auf dem Fördermittel 1 befindlichen Pellets. Die Systeme 6, 7 sorgen für die Luftzuführung zur Trockenkammer 3, der Röstkammer 4 und Kühlkammer 5. Die Systeme 8,9 dienen zur Ableitung der Verbrennungsprodukte aus der Röstkammer 4. Die Art solcher Systeme ist beliebig.

Zur Senkung des Energieaufwandes können die genannten Systeme zu einem geschlossenen System zusammengefaßt sein, bei welchem beispielsweise die erwärmte Luft aus der Kühlkammer 5 in die Trockenkammer 3 und die Röstkammer 4 weitergeleitet wird.

Innerhalb der Trockenkammer 3 mit Unterwind sind Seitenbrenner 10 vorgesehen. Im Unterteil der Röstkammer 4 befindet sich eine Brenngaszufuhrvorrichtung in Form eines Verteilergitters 11, das vom Fördermittel 1 in einem Abstand <5, der gleich V₄ bis Vi₀ der Kammerhöhe beträgt, entfernt liegt.

Bei so gewähltem Abstand wird einer spontanen Entflammung des Brenngases oberhalb der Schicht der Pellets sowie einer Überhitzung des Verteilergitters 11 begegnet. Das letztere ist durch gelochte Rohre 12 zur Brenngas-Zuführung und darunter parallel verlaufende Wasserkühlrohre 13 zur strahlenförmigen Strömung des Brenngas-Luftgemisches in der Schicht der Pellets während der Ableitung der Verbrennuugsprodukte aus der Schicht der auf dem Fördermittel 1 befindlichen Pellets gebildet.

Das Verteilergitter 11 nimmt mindestens 40% Fläche der Röstkammer 4 ein. Die restliche Fläche wird durch bekannte Einrichtungen zur Gasverbrennung, wie z. B. Brenner 10, belegt.

Das Verteilergitter 11 (Fig.3) kann aber auch die ganze Fläche der Röstkammer 4 einnehmen. Dazu ist es sinnvoll, das Verteilergitter 11 aus zwei gleichen Teilen herzustellen, die in unterschiedlichen Höhen angeordnet werden, so daß ein gleichmäßigeres Abrösten der Pellets über die Tiefe der Schicht ermöglicht wird. Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird für die der Röstkammer 4 zugeführte und die Rohre 12, 13 des Verteilergitters 11 umströmende Luft ein Überschußwert von 2,0 bis 5,0 festgelegt, der dann in Laufrichtung des Fördermittels 1 und 2 bis 5% pro Zeiteinheit ansteigt.

Die Bewegung des Fördermittels 1 erfolgt durch einen programmgesteuerten Elektroantrieb 14. In Laufrichtung der mit den Pellets beladenen Wagen gesehen sind Endschalter (in F i g. 3 nicht gezeigt) angebracht, deren Signale zur Steuerschaltung des Elektromotors 14 gelangen. Nach den durch die Steuerschaltung abgegebenen Signalen vollzieht sich das Anhalten der Wagen in den Trockenkammern 2, 3, der Röstkammer 4 und der Kühlkammer 5.

Die Anlage zum Rösten von Pellets wird wie folgt betrieben.

Das Fördermittel 1 fördert die feuchten Pellets zu den Kammern, nämlich nacheinander zur Trockenkammer 2 mit Unterwind, der Trockenkammer 3 mit Oberwind, der Röstkammer 4 und der Kühlkammer 5: In den Trockenkammern 2 werden die Pellets entfeuchtet, wobei zur Konstanthaltung der erforderlichen Gastemperatur innerhalb der Trockenkammer 3 Seitenbrenner 10 mit weichen Flammen oberhalb der Schicht der Pellets eingesetzt werden. In der Anfangszone der Röcikammer 4 werden die Pellets intensiv erhitzt, indem dafür die Temperatur oberhalb der Schicht der Pellets auf 1200 bis 1350^cC mittels der Seitenbrenner 10 erhöht wird. In weicher Flamme werden 40 bis 70% des gesamten Brennstoffes verbrannt.

Danach kommen die Pellets in die Zone des Verteilergitters 11, das durch die Wasserkühlrohre 13 und die darüber liegenden Rohre 12 zur Brenngas-Zuführung gebildet ist. In diesen Bereich der Röstkammer 4 wird Luft mit Hilfe des Systems 6 zugeleitet und über die Gesamtfläche mittels des Verteilergitters 11 gleichmäßig verteilt. Danach umströmt die Luft die Rohre 12 zur Brenngas-Zuführung und tritt durch die Spalte zwischen den wassergekühlten Rohren 13 in die Schicht der Pellets ein. Das Brenngas strömt durch die öffnungen der Rohre 12 zur Brenngas-Zuführung, tritt gemeinsam mit dem Luftstrom durch die Spalte zwischen den Wasserkühlrohren 13, wird mit der Luft vermischt und gelangt in die Schicht der Pellets. Wenn der Abstand zwischen dem Verteilergitter 11 und der Schicht der Pellets kleiner ist als Vio der Kammerhöhe, beginnt das Wasser innerhalb der Wasserkühlrohre 13 zu ^rieden. Es kommt dann zu einer Notstillsetzung. Falls das Verteilergitter 11 von der Schicht der Pellets um mehr als V₄ der Kammerhöhe entfernt ist, kann sich das Brenngas oberhalb der Schicht der Pellets entzünden, was unzulässig ist, weil dadurch die Leistung sinkt und

die Qualität der Pellets verschlechtert wird.

Das in die Schicht der Pellets eindringende Brenngas-Luftgemisch wird in den oberen Bereichen der Schicht erwärmt, wobei es die Pellets abkühlt und sich entzündet, so daß die unteren Bereiche intensiv erhitzt werden. Das Brenngas brennt innerhalb der Schicht intensiv, wobei sich die Brennzone als eine schmale Front von oben nach unten mit einer Geschwindigkeit fortpflanzt, die der Strömungsgeschwindigkeit der Gase in der Schicht proportional ist.

Zu einer wirksamen Verbrennung des Brenngases in der Schicht und zur Sicherung einer in der Höhe gleichmäßigen Röstung setzt man den Überschußwert für die der Röstkammer 4 zugeführte und die Rohre 12, 13 des Verteilergitters 11 umströmende Luft mit 2,0 bis 5,0 an, wobei dieser Kennwert in Laufrichtung des Fördermittels 1 um 2 bis 5% in der Zeiteinheit (einer Minute) ansteigt. Die Bewegungszeit der Wagen errechnet sich als das Verhältnis der Weglänge zur Laufgeschwindigkeit des Fördermittels. Bei einem Kennwert von unter 2,0 entwickelt sich in der Schicht eine Temperatur von 1350 bis 1400⁰C und darüber, die Schicht der Pellets wird gesintert, aber die Qualität der Produkte verschlechtert sich. Bei einer Luftüberschußzahl von über 5,0 beträgt die Temperatur in der Schicht nicht über 1150^cC, die Pellets werden nicht hinreichend abgeröstet. Damit sämtliche Schichtbereiche über die Höhe einer gleichmäßigen Erwärmung auf die gewünschten Temperaturen ausgesetzt sind, ist es erforderlich, die Luftverbrauchskennziffer über die Länge der Röstkammer 4 um 2 bis 5% pro min zu erhöhen. Wird diese Erhöhung nicht vorgenommen, findet eine Überhitzung und mithin keine einwandfreie Sinterung der Pellets in den unteren Schichtbereichen statt. Bei einer Erhöhung der Luftverbrauchskennziffer auf mehr als 5% pro min werden die unteren Schichtbereiche ungenügend abgeröstet. Die Abkühlung der Pellets erfolgt in der Kühlkammer 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Rösten von Pellets, enthaltend ein Fördermittel zum Fördern der Pellets durch die Anlage, in Laufrichtung des Fördermittels angeord nete Trockenkammern, Röstkammer mit einer Brenngas-Zufuhrvorrichtung und Kühlkammer, sowie Systeme für die Luftzuführung zu den Kammern und die Ableitung der Verbrennungsprodukte aus der Schicht der auf dem Fördermittel befindlichen Pellets, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngas-Zufuhrvorrichtung der Röstkammer (4) als Verteilergitter (11) ausgebildet, im unteren Teil der Röstkammer (4) untergebracht und vom Fördermittel (1) um einen Abstand von ¹Ao bis 'Λ der Kammerhöhe entfernt angeordnet ist und zumindest 40% Fläche der Röstkammer (4) einnimmt, wobei das Verteilergitter durch gelochte Rohre (12) zur Brenngas-Zuführung, sowie durch darunter parallel verlaufende Wasserkühlrohre (13) zur strahlenförmigen Strömung des Brenngas-Luftgemisches in der Schicht der Pellets bei der zwangsläufigen Abführung der Verbrennungsprodukte aus der Schicht der auf dem Fördermittel (1) befindlichen Pellets gebildet ist.

2. Anlage zum Rösten von Pellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergitter (11) die gesamte Fläche der Röstkammer (4) einnimmt.

3. Verfahren zum Betrieb der Anlage zum Rösten von Pellets nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die der Röstkammer (4) zugeführte und die Rohre (12, 13) des Verteilergitters (11) umströmende Luft sine Überschußzahl von 2,0 bis 5,0 festgelegt wird, die in Laufrichtung des Fördermittels (1) um 2 bis 5% in der Zeiteinheit ansteigt.