DK171273B1 - Fremgangsmåde og apparat itl calcinering af gips. - Google Patents

Description

i DK 171273 B1

Opfindelsen angår et calcineringsapparat og især et apparat til at calcinere calciumsulfatdihydrat eller gips.

En kommerciel vigtig metode til at calcinere gips består i 5 en indirekte opvarmning af et leje af gips i en calci- neringskedel. Varmetilførslen kan fremmes ved direkte indførelse af varm gas gennem et dykrør, som strækker sig nedad i lejet af gips i kedlen. En sådan metode, der kan anvendes som en kontinuert proces, er beskrevet i GB 10 1.488.8665. Behovet for indirekte opvarmning kan undgås ved at bruge en konisk kedel, i hvilken den eneste opvarmningskilde er varm gas, som føres ind i gipsen gennem et rør for at fluidisere og calcinere gipsen. Kedlens indre er således udformet, at den sikrer, at al gipsen i kedlen calcineres.

15 En sådan kedel, som egner sig særligt til en kontinuert virkemåde, er beskrevet i GB 2.043.219.

Benyttelsen af en direkte opvarmningsteknik kan, skønt den forøger gennemløbet i calcineringskedler, føre til dannel-20 sen af uopløseligt calciumsulfatanhydrit, som reducerer kvaliteten i den producerede gipspuds. Det er en kendt sag, at temperaturen i den varme gas, der føres ind i gipslejet, er en vigtig faktor ved produktion af anhydrit. Produktion af uopløseligt anhydrit indtræffer, når der benyttes 25 direkte fyring med gas eller olie, men er især mærkbar i tilfælde af fyring med gas.

Ifølge nærværende opfindelse tilvejebringes der en fremgangsmåde til calcinering af gips, hvor calcineringen 30 fremkaldes ved at bringe gipsen i kontakt med ikke-rea- gerende varm gas fra en varmgaskilde, idet den varme gas til calcinering af gipsen føres ind i gipsen igennem en flerhed af rør, der strækker sig nedad i gipsen, hvor flerheden af rør forsynes med varm gas direkte fra en 35 fælles varmekilde, og hvor den varme gas, som forlader rørene og går ind i gipsen, har en temperatur på mellem 500 *C og 800 * C.

DK 171273 B1 2

Ifølge opfindelsen tilvejebringes endvidere et apparat til calcinering af gips og omfattende en calcineringskedel, der indeholder materialet, der skal calcineres, og et forbrændingskammer til frembringelse af en ikke-reagerende 5 varm gas, idet en flerhed af rør forløber i det væsentlige nedad i det indre af kedlen, idet de øvre regioner af rørene er i direkte forbindelse med forbrændingskammeret, og de nedre regioner af rørene har en åbning til at føre den varme gas ind i kedlens indhold, og overfladearealet af 10 flerheden af rør er i det mindste dobbelt så stort som det af et enkelt rør i en størrelse til at føre samme volumen af gas, som det der føres af flerheden af rør.

Antal og størrelser af rørene tjener således til at forøge 15 rørenes overfladeareal, der er til rådighed for varmeud vekslingen mellem den varme gas i rørene og materialet, der skal calcineres, mindst to og fortrinsvis tre eller fire gange sammenlignet med det areal, som vil være til rådighed i en konventionel kedel. Opfindelsen beskrives yderligere 20 ved hjælp af eksemplet med henvisning til tegningerne, i hvilke fig. 1 diagrammatisk viser et lodret snit gennem en calcineringskedel ifølge en første foretrukken 25 udførelsesform for opfindelsen og indeholdende gips; fig. 2 diagrammatisk viser et lodret snit gennem en calcineringskedel ifølge en anden foretrukken 30 udførelsesform for opfindelsen og indeholdende gips; og 1 3 diagrammatisk viser et alternativt arrangement i et forbrændingskammer med dykrør til brug i 35 en kedel af den i fig. 1 viste type, idet nogle af dykrørene ikke er vist.

DK 171273 B1 3

Den i fig. 1 viste kedel består af en udvendigt opvarmet stålbeholder 10 omgivet af en kappe 12. Mellemrummet mellem beholderen 10 og kappen 12 forsynes fra en på tegningen ikke vist kilde med et varmt fluidum i form af varme 5 gasforbrændingsprodukter. Dette fluidum transporteres også af tværrør 14 gennem beholderen, som har en omrører 16. Beholderens topvæg eller låg har et indløb 18 til pulverformet gips og et udløb 20 for afgangsgasser. Et udløb 22 til calcineret gips er anbragt i den øvre del af behol-10 derens sidevæg og muliggør kontinuert drift af kedlen.

Dette udløb er beskyttet af en kanal 24.

Direkte varme og fluidisering tilvejebringes ved hjælp af varm gas fra et forbrændingskammer 26 anbragt oven over 15 topvæggen eller låget på kedlen. Forbrændingskammeret 26 har et brændselsindløb 28 og et luftindløb 30. Brændsels/-luftbl and ingen af brændes i forbrændingskammeret 26 og føres ind i kedlen gennem et rør 32 med ildfast foring, som lige under gipsoverfladen 34 fører ind i kedlen. Røret 32 ender 20 i et antal dykrør 36. Det i fig. 1 viste arrangement anvendes især, når der benyttes olie som brændsel. Hvis det benyttede brændsel er gas, behøver forbrændingskammeret ikke at være foret med ildfast materiale. Brænderen kan være anbragt hvor som helst i dette kammer. Dykrørene 36 25 hindres i for store bevægelser af en ramme 38, der strækker sig mellem rørene. Fortrinsvis tillader denne ramme, at rørene bevæger sig en lille smule.

Den i fig. 2 viste udførelsesform er en såkaldt konisk 30 kedel. Den består af en kedel 60, hvis nedre del har en i det væsentlige konisk form, og hvis bundvæg har en opretstående konus af varmemodstandsdygtigt materiale, og som strækker sig ind i kedlens indre. Kedlen har et gipsindløb 64 og et afgangsgasudløb 66 i topvæggen og et udløb 68 for 35 calcineret gips i sidevæggen og beskyttet af en kanal 70.

I en anden tilsvarende udførelsesform er der ikke nogen konus i bundvæggen af kedlen, som således er flad.

DK 171273 B1 4

Direkte varme og fluidisering tilvejebringes af varm gas fra et forbrændingskammer 72, i alt væsentligt anbragt inde i den øvre del af kedlen 60. Forbrændingskammeret 72 strækker sig ned under gipsoverfladen 74 i kedlen. For-5 brændingskammeret har et brændselsindløb 76 og et luftind løb 78. Brændsels/luftblandingen afbrændes i forbrændingskammeret 72, og den derved frembragte varme gas forlader forbrændingskammeret gennem dykrørene 80, der udgår fra den nedre væg i forbrændingskammeret. Rørene hindres i for 10 store bevægelser af en ramme 82 ved deres nedre ender.

Af hensyn til tilstedeværelsen af den opretstående konus 62 på bunden af kedlen er de ydre dykrør længere end de indre for at sikre en effektiv fluidisering af gipsen i den 15 lavestiiggende del af kedlen. Da en forøgelse af dykrør længden forøger modtrykket i dykrøret, er de ydre dykrør fortrinsvis bredere end de indre dykrør for at kompensere herfor.

20 I den i fig. 2 viste udførelsesform består størstedelen af dykrørene af seksten store (f.eks. 4" (10 cm) diameter) dykrør anbragt i en ring langs den ydre kant af forbrændingskammeret 72, en første indre ring på seksten en smule mindre (f.eks. 3" (7,5 cm) diameter) dykrør, en anden og 25 tredie indre ring af tolv og otte små (f.eks. med 2" (5 cm) diameter) dykrør og et centralt 3'' (7,5 cm) diameter stort dykrør. I den viste udførelsesform er længden af dykrørene således afpasset, at de i alt væsentligt ender i samme afstand fra den opretstående konus på bunden af 30 kedlen 60. 1 den alternative udførelsesform, i hvilken der ikke benyttes nogen konus, er dykrørene i alt væsentligt af samme indbyrdes længde og ender fortrinsvis mellem 5 og 15 cm oven over kedlens bund.

35 Fig. 3 viser et alternativt arrangement ved et forbræn

dingskammer 84 med dykrør 86 til brug i en kedel af den i fig. 1 viste udførelsesform for opfindelsen. For tydelig-heds skyld er nogle af dykrørene ikke vist på tegningen. I

DK 171273 B1 5 dette arrangement har den lavere del 88 af forbrændings-kammeret 84 form af en omvendt keglestub. Dykrørene 86 udgår fra den nedadskrånende flade på den keglestubformede lavere del 88 af forbrændingskammeret gennem åbninger 90 og 5 strækker sig nedad i kedlen. Forbrændingen finder sted i forbrændingskammeret 84, og den udviklede varme gas passerer ud af forbrændingskammeret og ind i gipsen i kedlen gennem dykrørene 86.

10 Et sådant arrangement kan benyttes i den koniske kedel i fig. 2. I dette tilfælde er den lavere del af forbrændingskammeret keg1estubformet.

I kedler, hvor apparatet ifølge opfindelsen anvendes, 15 passerer den varme gas ned gennem dykrørene og opvarmer den omgivende gips ved varmeudvikling gennem rørvæggene. Størrelsen af varmeudvikling kan forøges ved hjælp af indre eller ydre finner på dykrørene. Størrelsen af varmevekslingen gennem væggene på et vist antal dykrør er større end 20 ved anvendelsen af kun et enkelt dykrør, og følgelig er ved en given varmetilførsel til dykrørene temperaturen i gassen, der føres ind i gipsen fra de åbne, nedre ender på dykrørene, lavere. Dette resulterer i et lavere niveau for dannelsen af uopløseligt anhydrit. Temperaturen af gassen, 25 der føres ind i gipsen, er fortrinsvis omkring 700*c til 800°C, men kan gå så langt ned som til 600‘C eller 500*C.

Antallet af dykrør kan variere, og nogle eller alle dykrørene kan forsynes med justerbare spjæld for at 30 kontrollere gaspassagen gennem rørene og således muliggøre regulering af opvarmning og fluidisering af lejet. Begrænsninger i størrelse og antal af rør betinges af kravet om, at hvert rør skal kunne omgives af gips, og at tryktabet over rørene ikke må være for stort.

35

For eksempel kan gassen, der på den i fig. 2 viste udførelsesform indføres i gipsen, have følgende temperaturer: DK 171273 B1 6

Rør med 4" (10 cm) diameter: 825aC

Rør med 3" (7,5 cm) diameter: 739°C

Rør med 2" (5 cm) diameter: 593aC

5 Den gennemsnitlige gastemperatur, vægtet over for den relative strømningsmængde gennem rørene, er 758°C. Dette skal sammenlignes med 1046aC for et glat 44" (110 cm) diameter rør eller 934*C for et 44' * (110 cm) diameter rør med 30 indvendige finner hver på 3 x 3/8" (7,5 cm x 1 cm).

10

Ovennævnte talstørrelser baseres på en 14.000.000 Btu/time oliefyret brænder, der bruger 70% overskudsluft, og som afgiver gas på ca. 1300aC i 7 fod (210 cm) lange dykrør.

15 Varmeudvekslingen gennem dykrørvæggene forbedres således.

I det nævnte eksempel er den totale varmeoverførsel på ca.

3,8 millioner Btu/time sammenlignet med mindre end 2 millioner Btu/time for det ovenfor beskrevne 44'' (110 cm) rør med indvendige finner.

20

Det ses således, at den foreliggende opfindelse tilvejebringer en fremgangsmåde og et apparat til calcinering af gips, hvor gasser med lavere temperatur, end det der tidligere har været muligt, bringes i kontakt med gipsen.

25 Dette reducerer dannelsen af uopløseligt anhydrit og medfører gipspuds af forbedret kvalitet.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til calcinering af gips, hvor cal-cineringen fremkaldes ved at bringe gipsen i kontakt med 5 ikke-reagerende varm gas fra en varmgaskilde, kende tegnet ved, at den varme gas til calcinering af gipsen føres ind i gipsen igennem en flerhed af rør, der strækker sig nedad i gipsen, hvor flerheden af rør forsynes med varm gas direkte fra en fælles varmgaskilde, og hvor 10 den varme gas, som forlader rørene og går ind i gipsen, har en temperatur på mellem 500*C og 800*C.

2. Apparat til calcinering af gips og omfattende en calcineringskedel (10, 60), der indeholder materialet, der 15 skal calcineres, og et forbrændingskammer (26, 72, 84) til frembringelse af en ikke-reagerende varm gas, idet en flerhed af rør (36, 80, 86) forløber i det væsentlige nedad i det indre af kedlen, kendetegnet ved, at de øvre regioner af rørene er i direkte forbindelse med 20 forbrændingskammeret (26, 72, 84), og de nedre regioner af rørene har en åbning til at føre den varme gas ind i kedlens indhold, og at overfladearealet af flerheden af rør er i det mindste dobbelt så stort som det af et enkelt rør i en størrelse til at føre samme volumen af gas, som det 25 der føres af flerheden af rør.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den fælles kilde (26, 72, 84) for varm gas er et forbrændingskammer, i hvilket brændslet forbrændes til 30 produktion af den varme gas.

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den nedre del (88) af forbrændingskammeret (84) er keglestubformet, og at rørene (36, 80, 86) udgår fra den 35 nedre del af keglestubben.

5. Apparat ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at kedlens (60) indre tilspidser nedad mod dens bund. DK 171273 B1 8

6. Apparat ifølge krav 3, 4 eller 5, kendetegnet ved, at i det mindste ét rør (36, 80, 86) har midler til at regulere strømmen af varm gas gennem røret. 5

7. Apparat ifølge krav 3, 4, 5, eller 6, kendetegnet ved, at rørene (36, 80, 86) er anbragt i koncentriske cirkler. 10