DE3306684A1 - METHOD FOR THE THERMAL TREATMENT OF GREEN PELLETS ON A PELLET BURNING MACHINE - Google Patents
METHOD FOR THE THERMAL TREATMENT OF GREEN PELLETS ON A PELLET BURNING MACHINEInfo
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- F27B21/06—Endless-strand sintering machines
Description
METALLGESELLSCHAFT , 22. Februar 1983METALLGESELLSCHAFT, February 22, 1983
Aktiengesellschaft SCHR/LWÜ/1073PPublic limited company SCHR / LWÜ / 1073P
6000 Frankfurt/M.1·6000 Frankfurt / M.1
Prov. Nr. 8990 LCProv. No. 8990 LC
Verfahren zur thermischen Behandlung von Grünpellets auf einer Pelletbrennmaschine Process for the thermal treatment of green pellets on a pellet burning machine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Grünpellets auf einer Pelletbrennmaschine unter Hindurchleiten von heißen Gasen durch das Pelletbett, wobei die Pellets zunächst in einer Trockenzone mit abwärts gerichteter Gasströmung getrocknet werden.The invention relates to a method for the thermal treatment of green pellets on a pellet burning machine while passing them through of hot gases through the pellet bed, the pellets initially in a drying zone with downward facing Gas flow are dried.
Die thermische Behandlung von Pellets, insbesondere das Hartbrennen von Eisenerzpellets, erfolgt meistens auf Wanderrosten mit Gashauben, die als Pelletbrennmaschinen bezeichnet werden. Die Pelletbrennmaschinen haben - in Laufrichtung gesehen verschiedene Behandlungszonen, nämlich-Trockenzone, thermische Behandlungszone und Kühlzone. Diese Zonen können unterteilt sein, wie z.B. in Vortrocknungs- und Nachtrocknungszone, Aufheizzone, Vorbrennzone, Hauptbrennzone, Nachbrennzone, erste und zweite Kühlzone.The thermal treatment of pellets, especially hard burning of iron ore pellets, is usually carried out on traveling grates with gas hoods, which are referred to as pellet burning machines. The pellet burning machines have - seen in the running direction - different treatment zones, namely drying zone, thermal Treatment zone and cooling zone. These zones can be subdivided, e.g. into pre-drying and post-drying zones, heating zones, Pre-combustion zone, main combustion zone, post-combustion zone, first and second cooling zone.
Die aus dem zu agglomerierenden Material, Zuschlagstoffen und eventuell festem Brennstoff unter Befeuchtung hergestellten Grünpeilets haben eine geringe Festigkeit und werden deshalb in schonender Weise auf den Wanderrost chargiert. In der Trockenzone tritt dann die Schwierigkeit auf, daß das heiße Gas bei der Trocknung der ersten Schichten entsprechend seiner Eintrittstemperatur Wasser aufnimmt, dann in benachbartenThose from the material to be agglomerated, aggregates and Green pellets possibly made of solid fuel under humidification have a low strength and are therefore gently charged onto the traveling grate. The difficulty then arises in the dry zone that the hot Gas absorbs water during the drying of the first layers according to its inlet temperature, then into neighboring layers
Schichten der Taupunkt des feuchten Gases infolge Abkühlung unterschritten wird und Wasser in diesen Schichten auskondensiert. Dadurch kann in diesen Schichten die Gesamtfeuchtigkeit so stark erhöht werden, daß eine starke Verformung der Pellets erfolgt, die bis zum Zerquetschen führen kann. Dies gilt insbesondere für die Saugzugtrocknung, weil die Kondensation in unteren Schichten erfolgt, auf denen das Gewicht der oberen Schichten und der Druck des Gases lastet. Außerdem führt ein schnelles Trocknen bei manchen Pellets zu einem starken Zerfall infolge starker Dampfentwicklung innerhalb der Pellets. Dies hat zur Folge, daß kein einwandfreies Produkt erzeugt wird und- ein großer Teil wieder zurückgeführt werden muß.Layers the dew point of the moist gas is fallen below due to cooling and water condenses out in these layers. As a result, the total moisture in these layers can be increased to such an extent that the pellets are severely deformed takes place, which can lead to crushing. This is especially true for suction drying because of the condensation takes place in lower layers, on which the weight of the upper layers and the pressure of the gas bear. Also introduces Rapid drying of some pellets leads to severe disintegration as a result of strong steam development within the pellets. As a result, no perfect product is produced and a large part has to be returned.
Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Trocknung als Saugzugtrocknung möglichst langsam durchzuführen. Ein solches Verfahren ist z.B. aus der GB-PS 690 668 bekannt, bei dem die Trocknung mit heißen Gasen von etwa 260 0C erfolgt. Diese Trocknung kann zwar ein Zerplatzen weitgehend verhindern, aber nicht die starke Kondensation von Wasser in unteren Schichten. In der DE-PS 10 31 328 wurde vorgeschlagen, die Trocknung bis zu etwa 300 C mittels eines vorgeschalteten Aggregates, wie z.B. einem Aufgabebunker oder Transportband, durchzuführen. Auch hier kann eine starke Kondensation nicht vermieden werden, wenn diese feuchten Gase sich in kalten Pelletschichten abkühlen. Für die Direktreduktion von Pellets auf einem Wanderrost wurde vorgeschlagen, zunächst metallisierte Pellets von geringem Durchmesser herzustellen, diese als Kern zu verwenden und Erz auf diese Kerne zu pelletieren und dann erneut auf den Wanderrost zu chargieren. Die Trocknung erfolgt mit inerten Gasen von 149 - 316 0C (US-PS 3 333 951). Abgesehen von der erforderlichen Rückführung der kleinen Pellets, kann auch hier eine starke Kondensation in den unteren Schichten nicht vermieden werden. In der DE-PS 20 41 533 wurde vorgeschlagen, die Grünpellets an mindestens zwei hintereinander liegenden Stellen aufzugeben und jede Schicht vor Aufgabe der nächsten Schicht mit heißen Gasen von 200 - 350 0C zu trock-It has therefore already been proposed to carry out the drying as slowly as possible as suction drying. Such a method is known from GB-PS 690 668, for example, known in which the drying is effected with hot gases of about 260 0 C. This drying process can largely prevent bursting, but not the strong condensation of water in the lower layers. In DE-PS 10 31 328 it was proposed to carry out the drying up to about 300 C by means of an upstream unit, such as a feed hopper or conveyor belt. Here, too, strong condensation cannot be avoided if these moist gases cool down in cold pellet layers. For the direct reduction of pellets on a traveling grate, it has been proposed to first produce metallized pellets of small diameter, to use them as a core and to pellet ore on these cores and then to charge them again on the traveling grate. Drying is carried out with inert gases 149-316 0 C (U.S. Patent 3,333,951). Apart from the necessary return of the small pellets, strong condensation in the lower layers cannot be avoided here either. In the DE-PS 20 41 533, the green pellets has been proposed to abandon at least two successive points, and each layer before application of the next layer with hot gases 200-350 0 C to be dried
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nen. Dadurch wird zwar eine Kondensation von Wasser in den unteren Schichten weitgehend vermieden, es sind jedoch mehrere Aufgabestellen erforderlich.nen. This largely avoids condensation of water in the lower layers, but there are several Posting points required.
2ur Verhinderung der unzulässigen, starken Kondensation wird deshalb in der Praxis weitgehend mit einer Trocknung gearbeitet, bei der zunächst in einer ersten Drucktrocknungsstufe heiße Gase von unten nach oben durch das Pelletbett geleitet werden und danach in einer zweiten Saugzugtrocknungsstufe heiße Gase von oben nach unten durch das Bett geleitet werden (US-PS 3 333 770, US-PS 3 172 754). Dadurch wird zwar die unzulässige uberfeuchtung durch starke Kondensation weitgehend vermieden, es ist aber ein größerer Aufwand erforderlich.In order to prevent inadmissible, strong condensation, drying is therefore largely used in practice, in which hot gases are initially passed through the pellet bed from bottom to top in a first pressure drying stage and then hot gases are passed through the bed from top to bottom in a second suction drying stage (U.S. Patent 3,333,770; U.S. Patent 3,172,754). As a result, the impermissible overhumidification due to strong condensation is largely eliminated avoided, but more effort is required.
Eine weitere Möglichkeit, die Uberfeuchtung von Pelletschichten zu vermeiden, besteht darin, die Pellets vorgewärmt mit einer Temperatur von etwa 40-70 C auf die Maschine aufzugeben. Dies bedingt aber einen beträchtlichen Aufwand.Another possibility to avoid the over-moistening of the pellet layers is to preheat the pellets with them at a temperature of about 40-70 ° C on the machine. However, this requires a considerable amount of effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unzulässige Uberfeuchtung von Schichten des Pelletbettes und ein Zerplatzen von Pellets bei der Trocknung der Grünpellets möglichst weitgehend und mit möglichst geringem Aufwand zu vermeiden. The invention is based on the problem of inadmissible over-humidification of layers of the pellet bed and bursting of pellets when drying the green pellets as far as possible and with as little effort as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Trocknung in einer ersten Stufe mittels heißer Gase von 60 - 180 0C erfolgt und danach die Temperatur der heißen Gase innerhalb von 2 bis 5 min auf 280 - 400 C gesteigert wird.This object is achieved according to the invention in that the drying is carried out in a first stage by means of hot gases of 60-180 ° C. and then the temperature of the hot gases is increased to 280-400 ° C. within 2 to 5 minutes.
Die Gastemperatur bezieht sich immer auf die Eintrittstemperatur des Gases in das Pelletbett. Die zeit bezieht sich immer auf den Beginn der Trocknung. In der ersten Stufe wird zunächst die oberste Schicht des Pelletbettes mit einer Eintrittstemperatur des Gases von 60 - 180 0C getrocknet undThe gas temperature always relates to the entry temperature of the gas into the pellet bed. The time always refers to the start of drying. In the first stage, the top layer of the pellet bed is first reacted with an inlet temperature of the gas of 60 - 180 0 C and dried
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die Trocknungsfront wandert in die nächste Schicht des Pelletbettes. Die Steigerung der Eintrittsteraperatur der Gase nach dieser ersten Stufe wird so geregelt, daß die Gase an die bereits getrockneten Pellets so viel Wärme abgeben, daß sie an der Trocknungsfront immer mit möglichst etwa der gleichen Temperatur ankommen. Im Idealfall wäre dazu eine kontinuierliche Steigerung des Temperaturprofils der Gase über die Trocknungszone erforderlich. Eine solche kontinuierliche Steigerung ist jedoch in der Praxis aufwendig, so daß eine gestufte Steigerung durchgeführt wird. Als heiße Gase werden im allgemeinen Kühlluft oder Abgas aus der Brennzone verwendet, die mit entsprechender Temperatur ausgewählt oder durch Vermischen mit Kaltluft oder kälteren Gasen auf die erforderliche Temperatur abgekühlt werden. Die Trocknungszone erstreckt sich noch eine gewisse Länge über die Stelle hinaus, wo die heißen Gase mit der höchsten Eintrittstemperatur zuerst in das Bett eintreten.the drying front moves into the next layer of the pellet bed. The increase in the inlet temperature of the gases after this first stage is controlled so that the gases to the Already dried pellets give off so much heat that they are always about the same at the drying front, if possible Temperature arrive. Ideally, this would be a continuous increase in the temperature profile of the gases over the Drying zone required. Such a continuous increase is, however, expensive in practice, so that a gradual increase is carried out. As hot gases are generally cooling air or exhaust gas from the combustion zone is used, which is selected with the appropriate temperature or by Mixing with cold air or colder gases can be cooled to the required temperature. The drying zone extends a certain length beyond the point where the hot gases with the highest inlet temperature first enter the bed.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Steigerung der Temperatur aer heißen Gase in mehreren Stufen erfolgt. Dadurch kann auf einfache Weise eine Annäherung an eine kontinuierliche Steigerung des Temperaturprofils erzielt werden. Die Anzahl der Stufen wird in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen so gewählt, daß eine unzuläsT sige Uberfeuchtung von Schichten des Pelletbettes vermieden wird. Dies kann durch Versuche auf einer Sinterpfanne empirisch ermittelt werden, da sich diese Ergebnisse auf den Wanderrost übertragen lassen. Die Einstellung der Temperaturen in den einzelnen Stufen ist z.B. in der Weise möglich, daß eine Gashaube über der Trocknungszone angeordnet ist, die in Laufrichtung des Wanderrostes in mehrere Abschnitte unterteilt ist. In die Gashaube wird ein Strom von heißen Gasen eingeleitet und in den einzelnen Abschnitten durch geregelte Zugabe von kälteren Gasen die dort gewünschte Gastemperatur eingestellt. Weiterhin ist es möglich, über dem gesamten Wanderrost eine gemeinsame Gashaube anzuordnen und die in der zweitenA preferred embodiment consists in increasing the temperature of the hot gases in several stages he follows. In this way, an approximation of a continuous increase in the temperature profile can be achieved in a simple manner will. The number of stages is chosen depending on the respective operating conditions so that one is not allowed Sige overmoistening of layers of the pellet bed is avoided. This can be done empirically by experiments on a sintering pan can be determined, since these results can be transferred to the traveling grate. The setting of the temperatures in the individual stages is possible, for example, in such a way that a gas hood is arranged over the drying zone, which is in the direction of travel of the traveling grate is divided into several sections. A stream of hot gases is introduced into the gas hood and the required gas temperature is set in the individual sections by controlled addition of colder gases. It is also possible to arrange a common gas hood over the entire traveling grate and the one in the second
Kühlstufe anfallende erwärmte Kühlluft unter der Decke der Gashaube unter Einstellung der gewünschten Temperaturen in die Trocknungsstufe zu leiten.Heated cooling air occurring under the ceiling of the gas hood under the setting of the desired temperatures in the cooling stage Direct drying stage.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Trocknung in der ersten Stufe bis zu 60 see mittels heißer Gase von 60 - 120 0C erfolgt, in einer zweiten Stufe bis zu 120 see mittels heißer Gase von 120 - 180 °C, in einer dritten Stufe bis zu 180 see mittels heißer Gase von 180 - 220 0C und in einer Endstufe mittels heißer Gase von 280 - 350 0C. Dadurch werden besonders gute Ergebnisse erzielt.A preferred feature is that the drying lake in the first stage up to 60 by means of hot gases of 60 - carried out 120 0 C, up to 120 see in a second stage by means of hot gases of 120 - 180 ° C in a third stage up to 180 lake by means of hot gases 180-220 0 C and in a final stage by means of hot gases 280-350 0 C. This is particularly achieved good results.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail by means of examples.
Die Versuche wurden auf einer Pfanne von 26 cm Durchmesser durchgeführt. Die Grünpellets wurden auf einem Pelletierteller unter Einstellung einer Feuchtigkeit von 8,75 % mit einem mittleren Durchmesser von 12,5 mm hergestellt und in einer Schichthöhe von 30 cm auf 10 cm Rostbelag aus bereits gebrannten Pellets aufgegeben. Die pfanne war mit einer Gashaube und einem VJindkasten zur Zuführung bzw. Ableitung der Gase ausgerüstet. The experiments were carried out on a pan with a diameter of 26 cm. The green pellets were placed on a pelletizing plate produced with a humidity of 8.75% with an average diameter of 12.5 mm and in a Layer height of 30 cm on 10 cm grate covering made of already fired pellets. The pan was with a gas hood and equipped with a VJind box for supplying or discharging the gases.
Die Pellets wurden aus einer Mischung von Eisenerzkonzentrat unter Zusatz von Bentonit, Olivin und Koksgrus hergestellt und hatte folgende chemische Analyse und Korngröße:The pellets were made from a mixture of iron ore concentrate with the addition of bentonite, olivine and coke breeze had the following chemical analysis and grain size:
Fe ges. 63,3 %Fe total. 63.3%
Fe2+ 7,4 %Fe 2+ 7.4%
CaO 0,2% 75,2 %<0,045 mmCaO 0.2% 75.2% <0.045 mm
MgO 1,5 %MgO 1.5%
SiO., 4,4 %SiO., 4.4%
Al2O3 0,9 %Al 2 O 3 0.9%
Im Versuch Nr. 1 wurde das Brennschema einer Pelletieranlage möglichst genau nachgefahren. Dabei wurde mit einer Drucktrocknung von 4,5 min Dauer bei 350 C Gastemperatur begonnen, der eine Saugtrocknung von 4 min mit ebenfalls 350 C Gastemperatur folgte. Das Brennen erfolgte bei einer Temperatur von 1320 0C, anschließend wurden die Pellets auf eine mittlere Abwurftemperatur von 120 °C abgekühlt. Die Qualitätsmerkmale der so erzeugten Pellets stimmen mit den in der nachgefahrenen Betriebsanlage erhaltenen Werten weitgehend überein.In experiment no. 1, the firing scheme of a pelletizing plant was followed as closely as possible. Pressure drying was started for 4.5 minutes at a gas temperature of 350 C, which was followed by suction drying for 4 minutes at a gas temperature of 350 C. Firing was carried out at a temperature of 1320 0 C, then the pellets were cooled to an average discharge temperature of 120 ° C. The quality features of the pellets produced in this way largely agree with the values obtained in the downstream plant.
Im Versuch Nr. 2 wurde die Trocknung in der erfindungsgemäßen Weise durchgeführt. Alle anderen Parameter wurden beibehalten Die Trocknung wurde in folgenden Stufen durchgeführt:In experiment no. 2, the drying was carried out in accordance with the invention Way done. All other parameters were retained The drying was carried out in the following stages:
0-60 see mit 100 0C0-60 see with 100 0 C
60 - 120 see mit 160 0C60 - 120 see with 160 0 C
120 - 180 see mit 210 0C120 - 180 see with 210 0 C
180- - 342 s'ec mit 350 0C180- - 342 s'ec with 350 0 C
wobei die Temperatursteigerung in den einzelnen Stufen möglichst schnell durchgeführt wurde.the temperature increase in the individual stages as possible was carried out quickly.
Versuchattempt
Drucktrocknung
minPressure drying
min
Saugtrocknung Suction drying
minmin
BrennenBurn
mmmm
KühlenCool
nunwell
Nr. 1
Nr. 2number 1
No. 2
4,54.5
4 5,74 5.7
16
16,316
16.3
13,9 13,813.9 13.8
Versuchattempt
Leistungpower
t/24hxm2 t / 24 h xm 2
306684306684
Druckfestigkeit N/PelletCompressive strength N / pellet
Trommelfestig- Abrieb keit % >6,3 mm 4 0,5 mmDrum-proof abrasion%> 6.3 mm 4 0.5 mm
Der Wärmeverbrauch für den Versuch Nr. 2 lag gegenüber dem Versuch Nr. 1 um 6,9 % niedriger. ^The heat consumption for experiment no. 2 was compared to that Trial No. 1 6.9% lower. ^
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine Trocknung ohne unzulässige Uberfeuchtung von Pelletschichten und ohne Zerplatzen der Pellets in einfacher Weise lediglich im Saugzugverfahren möglich ist. Die Qualität der erzeugten Pellets ist mindestens so gut wie die der mit der kombinierten Druck-Saugzug-Trocknung arbeitenden Verfahren. Die Länge der Trockr.ungszone kann verkürzt werden und dadurch die Durchsatzleistung der Maschine erhöht werden. Es ist eine gute Ausnutzung der V?ärme des Abgases möglich.The advantages of the invention are that drying without undue over-wetting of pellet layers and without The pellets burst easily using only the induced draft method is possible. The quality of the pellets produced is at least as good as that with the combined pressure-induced suction drying working procedures. The length of the drying zone can be shortened and thereby the throughput the machine can be increased. A good utilization of the heat of the exhaust gas is possible.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |