DE976145C

DE976145C - Vorrichtung zum Roesten sulfidischer Erze

Info

Publication number: DE976145C
Application number: DEM8964A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Schytil
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1951-03-23
Filing date: 1951-03-23
Publication date: 1963-03-28

Description

Vorrichtung zum Rösten sulfidischer Erze Im Hauptpatent ist eine Vorrichtung zum Rösten sulfidischer Erze mit weitem Korngrößenspektrum nach dem Wirbelschichtprinzip beschrieben, die im wesentlichen auf der Verwendung eines nach oben zu erweiterten Wirbelschichtraumes beruht. Der Öffnungswinkel des Wirbelraumes wird nach dem Hauptpatent aus dem Korngrößenaufbau des Feststoffanteiles der Wirbelschicht in der Weise berechnet, daß für jede Fraktion etwa einheitlicher Korngröße eine Zone vorhanden ist, in der die Gasgeschwindigkeit für die gleichmäßige Durchwirbelung und für den Wärmeübergang optimal wäre, wenn diese Fraktion sich in diesem Querschnitt allein befinden würde, wobei der Feststoi#f anteil gedanklich in Fraktionen verschiedener Korngröße zerlegt und für jede Fraktion die optimale Gasgeschwindigkeit bestimmt wird.
Diese Vorrichtung ermöglicht es, sämtliche Korngrößenanteile eines sulfidischen Erzes mit weitem Korngrößenspektrum in einem einzigen Ofen abzurösten, wobei auch die feinsten Anteile zum überwiegenden Teil innerhalb der Wirbelschicht selbst fertig geröstet werden. Der Staubanfall ist dementsprechend sehr gering, und man kann den Wirbelröstöfen an der Bettoberfläche gerade jene Breite geben, bei der die Gasgeschwindigkeit so weit herabgemindert ist, daß kein wesentliches Ausblasen mehr erfolgt. Man kann daher die heißen Abgase ohne besondere Entstaubungsvorrichtungen direkt über einem Abhitzekessel kühlen und so ihre fühlbare Wärme sehr zweckmäßig verwenden.
Es gibt jedoch Fälle, bei denen es weniger darauf ankommt, besonders staubarme Gase zu erhalten, und bei denen mehr Wert darauf gelegt wird, in einem Ofenaggregat möglichst kleinen Durchmessers einen maximalen Durchsatz zu erzielen. In solchen Fällen ist es bereits bekannt, Wirbelschichten, die in einem zylindrischen Raum untergebracht sind, so zu betreiben, daß die Feinanteile vom Gas ausgetragen werden und im Staubraum fertig rösten. Bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es notwendig, den Schnitt zwischen dichter Schicht und wirbelnder Flugstaubwolke auf eine Korngröße von höchstens o,2 mm zu verlegen, weil sonst die Zündung innerhalb der Wirbelschicht nicht mit Sicherheit gewährleistet ist und eine ausreichende Nachröstung im Staubraum nicht möglich ist.
Es wurde nun gefunden, daß die im Hauptpatent beschriebene Vorrichtung eine so gründliche Einmischung auch der feineren Anteile und ein Arbeiten innerhalb der Wirbelschicht bei so hoher Temperatur ermöglicht, daß die feineren Anteile schon nach kurzer Zeit verläßlich gezündet und so weit abgeröstet sind, daß ihre ausreichende Nachröstung im Staubraum auch nach dem Ausblasen aus der Wirbelschicht gewährleistet ist. Es ist demnach erfindungsgemäß möglich, den Schnitt zwischen Wirbelschicht und wirbelnder Flugstaubwolke auf eine Korngröße zu verlegen, die um etwa 1/1o mm größer ist, als es bisher möglich war, nämlich auf etwa 0,3 mm. Dadurch kann die -Querschnittsbelastung des Ofens um etwa 2o'% erhöht werden.
Erfindungsgemäß wird die Abstimmung der Reaktorform auf die Korngrößenzusammensetzung des Feststoffanteils der Wirbelschicht in der Weise bewirkt, daß für die Berechnung der Form des Wirbelraumes nur die gröberen Fraktionen des Feststoffes bis herunter zu etwa 0,3 mm zugrunde gelegt und die Feinanteile bei dieser Berechnung vernachlässigt werden. Dadurch werden die Austrittsgasgeschwindigkeiten aus der Wirbelschicht so hoch, daß die Schwebegeschwindigkeit der Anteile unter etwa 0,3 mm überschritten wird und diese Anteile ausgetragen werden, nachdem sie in der Wirbelschicht gezündet und vorgeröstet worden sind. Die ausgeblasenen Anteile rösten dann im Staubraum fertig nach.
Da erfindungsgemäß ein erheblicher Anteil des Eintragsgutes im Staubraum fertig geröstet werden soll, ist es hier zweckmäßig, einen Staubraum von der bei Wirbelschichten üblichen Höhe zu verwenden, während nach dem Verfahren des Hauptpatents ein außerordentlich niedriger Staubraum zulässig ist, weil dort im allgemeinen auch die feinsten Anteile zum überwiegenden Teil in der dichten Wirbelschicht selbst fertig geröstet werden. Ausführungsbeispiel Es sollte ein Kies verarbeitet werden, dessen Abbrand aus folgenden Kornklassen besteht:

Kornklasse Korngröße Gewichtsprozent

i o,i bis o,2 mm 22

2 0,2 bis 0,3 mm 18

3 0,3 bis 0,5 mm 18

o,5 bis r mm 6

5 i bis 2 mm 12

6 2 bis 5 mm 24

Setzt man für den Ofendurchmesser, der zum Durchwirbeln der gröbsten Kornklassen notwendig ist, den Wert i ein, so muß der Durchmesser bei den übrigen Korngrößen folgendermaßen vergrößert werden, wenn die Rösttemperatur 8ooo C beträgt

Kornklasse Ofendurchmesser

i I 3,25

2 2,2

3 i,9

1,6

1,3

6 i

Da für den erforderlichen Wärmeübergang die Anwesenheit der letzten beiden Kornklassen nicht erforderlich ist, wurde das Bett nur von Zone 6 bis Zone 3 ausgebildet und dann ein zylindrischer Schacht darübergesetzt. Die Erweiterung des Schachtes im Bett wurde nicht stufenförmig, sondern durch eine sich eng an diese Stufen anschmiegende Trichterfläche vorgenommen. Der Ofen ist in der Abbildung dargestellt.
Der Kies wird bei i eingetragen und verläßt den Ofen bei 2. Das Niveau des gleichmäßig expandierten Bettanteiles befindet sich bei 3. Die Röstluft wird durch die Lochplatte q. eingeblasen. Über dem gleichmäßig expandierten Bett befindet sich ein zylindrischer Schacht 5, in dem sich eine Festkörper-Luft-Suspension mit Körnungen unter der Grenzkornklasse von 0,3 mm befindet, die nach oben steigt. Der Gasaustritt ist bei 6, und bei 7 kann ein Zyklon zur Entstaubung vorgesehen sein. Die Temperaturregelung erfolgt durch Kühlelemente B. In dem sich erweiternden Teil des Reaktors befindet sich ein durchwirbeltes Fest-Körper-Gasgemisch, dessen Expansionsgrad über das ganze Bett praktisch konstant ist, in dem aber das erfindungsgemäße Korngrößen- und Gasgeschwindigkeitsgefälle ausgebildet wird. Oberhalb dieses Bettes konstanter Expansion befindet sich dann eine Staub-Gas-Suspension feinerer Körnung, als es der Grenzkorngröße des unteren Bettes entspricht, deren Dichte nach oben hin abnimmt und deren Teilchen eine Bewegungsrichtung nach oben besitzen und dadurch ausgetragen werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Rösten sulfidischer Erze mit weitem Korngrößenspektrum nach Patent 975 892, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Wirbelschichtraumes nach oben in der Weise zunimmt, daß für jede Fraktion einheitlicher Korngröße bis herunter zu etwa 0,3 mm eine Zone vorhanden ist, in der die Gasgeschwindigkeit für die gleichmäßige Durchwirbelung und für den Wärmeübergang optimal wäre, wenn diese Fraktion sich in diesem Querschnitt allein befinden würde. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 496 343, 444 847, 446 678, 496 343. 503 975, 535 535, 541686; deutsche Patentanmeldung D 949 VI/4oe (bekanntgemacht am 22. 3. 1951); USA.-Patentschriften Nr. 2 485 6o4, 2 483 485, 1687 118, 1 776 876, 2 q.53 740; »Chemical Engineering«, 1947, S. 113; » Ind. Eng. Chem.«, 1949 S. 1135; »Can. I. Res. Sect. F.«, 19.5o, S. 287; »Chemical Engineering Science«, 1951. S. 51; P. Dolch, »Wassergas«, S.246; »Thesis Case Inst. Techn.«, August 1948.