EP4153788A1 - Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung

Info

Publication number
EP4153788A1
EP4153788A1 EP21725535.5A EP21725535A EP4153788A1 EP 4153788 A1 EP4153788 A1 EP 4153788A1 EP 21725535 A EP21725535 A EP 21725535A EP 4153788 A1 EP4153788 A1 EP 4153788A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluidized bed
zones
granulator
particles
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21725535.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Fenzl
Alexander Fleischanderl
Robert Neuhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP4153788A1 publication Critical patent/EP4153788A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06—Treatment of liquid slag
    • C21B3/08—Cooling slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/026—Methods of cooling or quenching molten slag using air, inert gases or removable conductive bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/028—Methods of cooling or quenching molten slag with the permanent addition of cooled slag or other solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05—Apparatus features
    • C21B2400/052—Apparatus features including rotating parts
    • C21B2400/054—Disc-shaped or conical parts for cooling, dispersing or atomising of molten slag rotating along vertical axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05—Apparatus features
    • C21B2400/062—Jet nozzles or pressurised fluids for cooling, fragmenting or atomising slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05—Apparatus features
    • C21B2400/066—Receptacle features where the slag is treated
    • C21B2400/068—Receptacle features where the slag is treated with a sealed or controlled environment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the invention relates to a method for dry granulation of molten material and a granulator.
  • Dry granulation of molten material is a technology under development for converting molten material into solid granules.
  • Molten material is, for example, molten metal or metallurgical slag, for example molten blast furnace slag - the process is then also called dry slag granulation DSG and is described, for example, in EP2747920B1.
  • dry means that the molten material does not come into direct contact with liquid water during granulation - this is in contrast, for example, to conventional industrial processes for granulating blast furnace slag, in which the molten slag is introduced into a stream of water.
  • the granulator is a container delimited by an envelope, which has a slag feed, a gas feed for the process gas and an exhaust line for heated process gas - also called process exhaust gas in the context of this application - for example air - also called process air.
  • the molten one Material for example liquid slag, is applied to an atomization unit located in the casing of the granulator; this is, for example, a rapidly rotating unit known as a rotary atomiser; something like this is shown for example in EP2747920B1. Due to the forces that occur, the molten material is torn into fine droplets and thrown outwards.
  • the particles are put into a fluidized state, and the amount flowing through takes on properties that are practically fluid-like, which is also called fluidizing and is a well-known principle in process engineering.
  • the fluidization begins with increasing process gas speed at a defined point. The one in one
  • Fluidized bed type of fluidization depends essentially on the gas velocity, gas density as well as on the particle bulk density, the shape, and the grain size distribution of the particles.
  • the term fluidized bed is to be equated with the term fluidized bed, the two terms are used synonymously in the present application.
  • the granulator comprises devices for introducing process gas which is intended to serve to form a fluidized bed or a fluidized bed from particles.
  • Fluidized bed cooling of this type is advantageous because in a fluidized bed, due to the high convection and the volume / surface area of the particles, a lot of heat can quickly be given off into the process gas and carried away with the process gas flow.
  • the movement of a fluidized bed ensures that freshly arriving particles - which are still particularly hot and therefore at least partially soft and sticky and therefore tend to agglomeration - do not linger on the surface of the fluidized bed, but move to other locations or into it Be mixed inside the fluidized bed. This will make the
  • Dry granulation with fluidized bed cooling offers the possibility of recovering the heat transferred to the process gas during the cooling of the particles.
  • Conventional granulation technologies based on fluidized bed cooling for dry granulation of molten material, such as liquid blast furnace slag, with rotary atomizers and use of an impact on the casing have a large diameter, since to avoid agglomeration of liquid and / or partially solidified droplets and / or completely solidified particles during the Flight from
  • a greater distance leads to a fanning out of the flow of droplets or particles emanating from the rotary atomizer, so that they fly less close to one another or impinge less close to one another. This reduces the risk of agglomeration during flight or upon impact. Agglomeration can occur on impingement, for example, if completely or partially liquid particles are deformed on impingement and thus come into contact with neighboring particles.
  • the size of the area of impact also influences the area of the fluidized bed, which must exist at least below the area of impact. Furthermore, the area required for a desired cooling potential is also influenced by how the temperature and mass flow and thus the heat input of the particles into the fluidized bed are pronounced, and which gas velocity ranges for maintaining a
  • Fluidized bed for the size distribution of particles are necessary.
  • a desired increased cooling effect an increase in the base area of the fluidized bed may be necessary for the purpose of increasing the amount of gas that can be introduced into the fluidized bed at the maximum gas velocity.
  • the height of a fluidized bed is limited by the pressure loss that occurs in the gas flowing through it from bottom to top.
  • This pressure loss caused by the establishment of the fluidized bed state when flowing through, specifies which pressure is to be provided when introducing in order to maintain the gas flow necessary for the desired cooling effect. The higher the pressure to be applied, the higher the
  • Fluidized beds for processes using heat and / or mass transfer such as FINEX® fluidized bed reduction.
  • the process gas supply - or the air supply when using air as the fluidizing or cooling gas - to the fluidized bed has been provided with a pressure that allows the fluidized bed to be sufficiently pronounced even in poorly fluidized areas.
  • the disadvantage here is that well-fluidized areas are supplied with a pressure above the pressure they require - this leads to higher energy consumption for the pressure-generating units and reduces the scope for varying the gas flow through the fluidized bed. It also increases the amount of process gas passed through these areas, which is unfavorable for heat recovery from the process gas due to the lower temperature.
  • Process for dry granulation of molten material whereby particles produced from this are cooled in at least one fluidized bed by means of process gas, characterized in that at least in that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation, the process gas is fed into the fluidized bed in several separate steps Zones takes place.
  • the molten material comes from one or more mineralogical processes - such as the manufacture of a
  • the molten material is molten metallurgical
  • Slag - slag from a metallurgical process can also be mixtures of different types of slag. It is, for example, slag as a result of reduction processes of iron girders for iron extraction, such as slag occurring during the operation of blast furnaces or smelting reduction processes - such as COREX® or FINEX®, for example; or it is slag accruing when melting solid products - for example DRI direct reduced iron - from direct reduction processes - this can, for example, be a melting down of DRI in a container - which, for example, does not
  • LD steelworks converter for the production of crude steel is to act with resistance heating by electrical current and / or by an electric arc, or to melt down DRI in a steelworks converter, for example an LD steelworks converter. It is, for example, slag accumulating in steelworks processes for steel production from iron, for example slag from the operation of LD (BOF), AOD,
  • EAF EAF. It is preferably slag from the production of pig iron-like melt or pig iron melt - for example by means of
  • Smelting reduction processes such as COREX® or FINEX® or blast furnace processes - particularly preferably blast furnace slag. It is also preferably slag from a DRI smelting process.
  • particles are generated from the molten material.
  • the generation of particles from the molten material takes place by means of an atomizer unit, preferably by means of
  • Rotary atomizer means the generation of particles from the molten material.
  • a rotary atomizer is based on the principle that liquid material is applied to a rotating body, the rotation of the rotating body
  • Body is transferred to the liquid, and drops are detached from the liquid due to centrifugal forces, i.e. the liquid is atomized.
  • particle includes liquid droplets, partially solidified - that is, partly liquid and partly solid; for example solid on the outside and liquid on the inside - particles, fully solidified particles.
  • Liquid, partially solidified and fully solidified particles can have a stickiness -.
  • Stickiness refers to the ability to adhere or agglomerate with other particles produced during dry granulation.
  • the particles are created from molten material. Molten material has a temperature above its melting point, the particles accordingly contain more heat energy than the solid state. As a result of the cooling, the particles should solidify to such an extent that there is no longer any tendency to agglomerate due to stickiness, which is relevant for the operation of the fluidized bed.
  • dry granulation means that the molten material does not come into direct contact with liquid water during granulation.
  • liquid water can contribute indirectly to cooling, for example if the shell of the granulator is water-cooled.
  • the particles generated during dry granulation are cooled in at least one fluidized bed by means of process gas.
  • the process gas can be fed into the fluidized bed in several separate zones in one, some or all of these fluidized beds.
  • the cooling takes place as a for intensive heat exchange
  • Fluidized bed is supposed to be formed by means of gas, also called process gas here. Air is preferably used as the process gas because it is readily available, also called process air here.
  • the fluidized bed is, for example, a turbulent fluidized bed or an impacting fluidized bed.
  • the process gas is at least that fluidized bed into which the particles directly after their Generation occur, fed into the fluidized bed in several separate zones.
  • the formulation immediately after its formation includes that after its formation, other processes take place before the particles first enter a fluidized bed - for example, they hit the envelope before they fall from the envelope into the fluidized bed.
  • a hitherto customary single feed i.e. feed in a single zone - for example a distributor plate at the bottom of the vessel comprising the fluidized bed, through which gas is fed from a single feed - and thus with a single pressure - the feed does not take place in a single zone but in multiple zones.
  • the separate zones adjoin one another and cover the entire base area of the fluidized bed.
  • the base of the fluidized bed is covered by this single zone.
  • it is supplied in at least two zones, preferably in at least three zones, particularly preferably at least four zones.
  • it can be fed in two zones or in three zones or in four zones or in five zones or in six zones or in seven zones or in eight zones or in nine zones or in ten zones or in more than ten zones.
  • the inventive supply of the process gas into the fluidized bed in several separate zones makes it possible to set different conditions zone by zone; for example by control and / or regulation.
  • different pressures can be selected for the supplied process gas in different zones.
  • the volume flow - that is, the volume of process gas supplied to the fluidized bed per unit of time - can be selected differently in different zones.
  • pressure and / or volume flow can be changed zone by zone, possibly independently of other zones.
  • a for example temporarily, causing differences with respect to pressure and / or
  • Volume flow may be desired in order to compensate for differences in bed height of the fluidized bed between different areas; Such differences can occur, for example, as a result of an asymmetrically distributed impact on the envelope and correspondingly asymmetrically distributed falling into the fluidized bed.
  • a for example, temporary
  • a for example, temporary
  • Causing differences in pressure and / or volume flow may be desired in order to compensate for differences in the degree of fluidization in the fluidized bed between different areas.
  • a for example, temporary
  • Causing differences in pressure and / or volume flow may be desired in order to bring agglomerates deposited in only one area at the bottom of the fluidized bed into a fluidized state.
  • a for example, temporary
  • Zone-wise divisibility also offers the advantage that an increase in the amount of process gas to eliminate
  • Irregularities is limited, which is advantageous for achieving the highest possible temperature of the process exhaust gas leaving the granulator. Heat recovery from this process exhaust gas is more efficient at higher temperatures. This means that even when operating fluidized beds with a large base area and the resulting large amounts of process gas Energy recovery from the process exhaust gas is possible in an efficient and economically viable manner.
  • the process gas is fed into the fluidized bed in several separate zones, but the fluidized bed itself is not divided into partial fluidized beds by devices such as walls, which together form the fluidized bed of the device for dry granulation - mixing would be inhibited, for example, and particles could stick. There is therefore a fluidized bed in which process gas is fed in in several separate zones.
  • the volume flow and / or pressure of the process gas is controlled and / or regulated in at least two zones independently of other zones.
  • the pressure of the process gas means the pressure under which the process gas is when it is delivered to the fluidized bed.
  • the height of the fluidized bed is determined above, preferably perpendicularly above, at least two zones.
  • the determination can take place directly - by height measurement - or indirectly - by calculation from other types of measured variables.
  • the height of the fluidized bed in an area is determined, for example, based on pressure measurement in the fluidized bed, for example at the bottom of the fluidized bed, in this area.
  • the temperature in the fluidized bed is determined over, preferably vertically over, at least two zones.
  • the determination can take place directly - by temperature measurement - or indirectly - by calculation from other types of measured variables.
  • the temperature of the fluidized bed in an area is determined, for example, based on measurements with a thermocouple or a resistance thermometer.
  • the intensity of the fluidized bed is determined over, preferably perpendicularly over, at least one of the zones.
  • the determination can take place, for example, on the basis of measurements of the pressure in the fluidized bed, preferably fixed locally above the floor of the fluidized bed, or evaluation of the course of the pressure development over time.
  • This provides information, for example, about irregularities in the fluidized bed and the mixing, and the associated risk of hot spots or agglomerations or deviations from the desired properties of the granulate, such as bulk density and particle size distribution.
  • the intensity of the fluidized bed results from the time course of the pressure in the fluidized bed or can be read from it. There are various methods for recording the intensity.
  • Detection of the minimum (mini) and maximum (maxi) pressure values occurring within a defined time period B is between 5 seconds and 5 minutes, preferably between 15 seconds and 1 minute.Determination of an average value of all recorded pressure measurements within a time period C.
  • the duration of the selected time period C is between 10 sec and 10 min, preferably between 1 min and 3 min.
  • Time period B lies at the end of time period C, but completely in time period C.
  • Time period B is always shorter or equal to time period C.
  • the differences The mean and maxi pressure values are formed and say something about the intensity of the fluidized bed. Determination of a standard deviation - or similar methods of determining deviations - of the recorded measured values for the pressure within a defined time span D.
  • the duration of the selected time span D is between 5 sec and 5 min, preferably between 15 sec and 1 min Intensity.
  • the greater the value of the intensity the greater the intensity of the fluidized bed. For example, if the pressure fluctuates strongly around a time average value within a defined period of time, the intensity increases speak, or if there is little fluctuation, of low intensity.
  • the mentioned features of the height of the fluidized bed, temperature in the fluidized bed, intensity of the fluidized bed can be used to control and / or regulate the process.
  • the regulation or control can take place, for example, in such a way that deviations from average values or specifications for these parameters as a result of monitoring are perceived at individual measuring points for determining altitude or temperature or intensity - or other parameters.
  • the volume flow of the process gas in a zone can be increased if the temperature in the fluidized bed above this zone is too high, or if the temperature is too low, the volume flow can be reduced.
  • the volume flow of the process gas in a zone can also be increased if the height of the fluidized bed above this zone is too great; too many particles are transported away from the area through increased mixing, or if the height is too low, the volume flow is reduced.
  • the volume flow of the process gas in a zone can also be increased if the intensity of the fluidized bed above this zone is too low, or if the intensity is too high, the volume flow can be reduced.
  • the particles generated during dry granulation are cooled in at least one fluidized bed by means of process gas. It can therefore be cooled in a fluidized bed, or in several fluidized beds; in the case of several fluidized beds, the particles pass through them one after the other.
  • cooling to a final temperature is carried out in stages, first in the fluidized bed into which the particles enter directly after their generation, to a primary cooling temperature, and then in at least one further fluidized bed to the final temperature.
  • process gas is fed into at least one of the further fluidized beds in several separate zones - that is, analogous to the feed into that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation.
  • the further or further fluidized beds can be arranged in series or in parallel with the fluidized bed into which the particles enter directly after their generation, with regard to the supply or flow of the process gas.
  • a combination of serial and parallel arrangements is also possible.
  • the fluidized bed into which the particles enter directly after their generation is also referred to here as the primary fluidized bed.
  • the particles When they are removed from this fluidized bed, the particles have what is known as the primary cooling temperature.
  • the particles are cooled further to a final temperature that was present when they were removed from the last fluidized bed.
  • the particles are removed from the primary fluidized bed and transferred to another fluidized bed - called the first
  • the temperature of the particles when they are removed from the subsequent fluidized bed is the first subsequent temperature. If after removal from the first
  • the first subsequent temperature is the final temperature. If after removal from the subsequent fluidized bed into another fluidized bed - called the second
  • Subsequent fluidized bed - is entered, the particles have the second subsequent temperature after cooling in the second subsequent fluidized bed when they are removed from the second subsequent fluidized bed. If, after removal from the second subsequent fluidized bed, no further fluidized bed is added, the second subsequent temperature is the final temperature.
  • the end temperature is the temperature that was present when the fluidized bed was taken from the last fluidized bed with regard to the cooling process.
  • Another fluidized bed can be used, or two, or three, or four, or five, or six more
  • Fluidized beds or more than six other fluidized beds.
  • the process gas supplied to that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation comprises process waste gas from at least one of the further fluidized beds.
  • the process exhaust gas that is provided for supply can also be cleaned and / or cooled prior to supply.
  • the process gas supplied to that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation already contains heat withdrawn from the particles in the further fluidized bed (s). Therefore, the process exhaust gas from this fluidized bed is higher - compared to
  • process gas base temperature - having temperature.
  • process gas base temperature - having temperature.
  • process gas base temperature - having temperature.
  • the process exhaust gas of that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation - that is, the primary fluidized bed - can be referred to as primary exhaust gas.
  • the process exhaust gas from the first subsequent fluidized bed can be referred to as the first subsequent process exhaust gas; for further subsequent fluidized beds analogously.
  • the process gas supplied to the primary fluidized bed comprises process exhaust gas from at least one of the further subsequent fluidized beds. It can also consist of such a process exhaust gas.
  • process exhaust gas is derived from that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation, after mixing together with at least a partial amount of the process exhaust gas from at least one of the further fluidized beds. It is preferred to discharge all further fluidized beds together with at least a portion of the process exhaust gas; particularly preferred is to discharge all other fluidized beds together with the entire process exhaust gases.
  • a higher temperature of the process exhaust gas provided for heat recovery and a lower final temperature of the granulate can be achieved than when using only primary process exhaust gas or using process exhaust gas from only one fluidized bed.
  • This allows more efficient heat recovery.
  • the same process gas is preferably supplied to the fluidized beds which supply these jointly derived process exhaust gases; for example air at ambient temperature or cooled air, for example air at a temperature of 0 ° C.
  • Another object of the invention is a granulator comprising, within an envelope of the granulator, an atomizer unit for generating particles from molten material, a supply device for supplying molten material to the atomizer unit, at least one fluidized bed area with a gas supply for process gas, and at least one gas discharge line for process exhaust gas the fluidized bed area, characterized in that the gas supply has several supply zones at least for the fluidized bed space area which is suitable for the entry of the particles directly after their generation by means of the atomizer unit.
  • the granulator is a device for dry granulation of molten material.
  • the granulator is limited by an envelope.
  • the atomizer unit is used to atomize the molten material.
  • atomization means the generation of particles from the molten material.
  • a fluidized bed area is designed to form a fluidized bed from particles formed by the atomizer unit from the molten material with gas - this gas is process gas for the respective fluidized bed; the process gas for a fluidized bed can also be process exhaust gas from another fluidized bed.
  • the fluidized bed area is suitable for cooling the particles by means of process gas.
  • At least one fluidized bed room area There is at least one fluidized bed room area; several fluidized bed room areas can also be present. At least one fluidized bed space area, preferably only one fluidized bed space area, is suitable for the entry of the particles directly after they have been generated by means of the atomizer unit. At least for that person
  • the area of the fluidized bed chamber which is suitable for the entry of the particles directly after their generation by means of the atomizer unit, has the gas supply line having several supply zones;
  • Feed zones are separated from one another. They are used to feed process gas into the fluidized bed area in several separate zones.
  • the granulator comprises a device for controlling and / or regulating the volume flow of the process gas.
  • the granulator preferably comprises a device for independently controlling and / or regulating the volume flow and / or the pressure of the process gas in at least two zones; This means two zones that feed process gas into the same fluidized bed area.
  • the granulator preferably comprises a device for determining the height of a fluidized bed formed during operation in the fluidized bed space region over at least two feed zones. This device includes, for example, a pressure gauge.
  • the granulator preferably comprises a device for determining the temperature of a fluidized bed formed in the fluidized bed space region during operation via at least two feed zones.
  • This device includes, for example, a thermocouple and / or a resistance thermometer.
  • the granulator preferably comprises a device for determining the intensity of a fluidized bed formed during operation in the fluidized bed space region over at least one feed zone.
  • This device includes, for example, a pressure gauge.
  • the mentioned devices for determining the altitude, the temperature, the intensity of the fluidized bed are preferably suitable for transmitting data to the mentioned devices for controlling and / or regulating.
  • the granulator preferably comprises several
  • Fluidized bed space areas can comprise two, or three, or four, or five, or six, or seven fluidized bed space areas, or more than seven fluidized bed space areas.
  • the further or further fluidized bed space areas can be arranged in series or in parallel with that fluidized bed room area which is suitable for the entry of particles directly after their generation by means of the atomizer unit with regard to the supply or flow of the process gas.
  • a combination of serial and parallel arrangements is also possible.
  • the gas supply for the fluidized bed space area which is suitable for the entry of particles directly after their generation by means of an atomizer unit, has at least one opening of a gas discharge line from at least one other fluidized bed space area.
  • the gas discharge has the
  • Fluidized bed space area which is suitable for the entry of particles directly after their generation by means of an atomizer unit, at least one mouth of a gas discharge line from at least one other fluidized bed space area.
  • the gas feeds to these fluidized bed space areas start from a single gas feed line - they therefore originate from a common gas feed line. In principle, you can also start from different gas feed lines.
  • the granulator also includes one or more removal devices for removing granules formed during operation from the fluidized bed room areas.
  • Another subject matter of the present application is a signal processing device with a machine-readable program code, characterized in that it has control and / or regulating commands for carrying out a method according to the invention.
  • Another subject matter is a signal processing device for carrying out a method according to the invention.
  • Another subject matter of the present application is a machine-readable program code for a signal processing device, characterized in that the program code has control and / or regulating commands which cause the signal processing device to carry out a method according to the invention.
  • Another subject matter is a computer program product comprising instructions for a signal processing device which, when the program is executed, for the
  • Another object of the present application is a
  • Storage medium with a machine-readable program code according to the invention stored thereon.
  • Another subject matter is a storage medium with a computer program stored on it for carrying out a method according to the invention.
  • Another subject matter of the present application is a computer program product which comprises a program and can be loaded directly into a memory of a granulator, with program means to regulate and / or control the granulator in accordance with a method according to the invention when the program is executed by the regulating device and / or control device.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a section through a granulator according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view of FIG. 1 from above with a representation of devices for controlling and / or regulating.
  • FIG. 3 shows a block flow diagram of a serial fluidized bed arrangement.
  • FIG. 4 shows a block flow diagram for a parallel fluidized bed arrangement.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a section through a granulator 1 according to the invention.
  • the granulator 1 has a casing 2; In the variant shown, the areas of the envelope on which the particles impinge are water-cooled.
  • Molten material for example blast furnace slag, is supplied via a supply device 4 for supplying molten material to the atomizer unit 3.
  • a stream of particles generated by means of the atomizer unit 3, which hits the casing and particles falling from the casing, are shown in dashed lines.
  • the falling particles fall into a fluidized bed 5 - represented by dots - which, in the variant shown, extends symmetrically around the atomizer unit 3.
  • the fluidized bed 5 is formed in a fluidized bed space region 6 of the granulator 1.
  • the fluidized bed 5 is shown, into which the particles enter directly after their generation.
  • Process gas in the illustrated case process air at ambient temperature, is fed to the fluidized bed space region 6 or the fluidized bed 5 with a gas feed 7.
  • the gas supply has several supply zones 7a, 7b; the supply of the process gas - shown with block arrows - into the fluidized bed 5 thus takes place in several separate zones.
  • Process exhaust gas from the fluidized bed area 6 is discharged from the granulator 1 via the gas discharge line 8.
  • the granulate discharge 9a and 9b takes place contrary to the process gas flow at several points below the fluidized bed.
  • FIG. 2 shows a schematic view from above of a granulator 1 as in FIG. 1.
  • Devices for determining the height of the fluidized bed above the zones 10a, 10b, 10c, 10d are available and designed as pressure gauges P; the pressure gauges also serve as components of devices for determining the intensity over the zones 10a, 10b, 10c, 10d - if necessary, the determination is made in connection with the device for controlling and / or regulating 11.
  • devices for determining the temperature of the fluidized bed over the zones 1Oa, 1Ob, 1Oc, 1Od are available and as
  • FIG. 3 schematically shows an arrangement with several fluidized bed space areas 12a, 12b, 12c arranged in series with respect to the process gas flow. Cooling to a particle primary cooling temperature T PP takes place first in the fluidized bed area 12a in that fluidized bed into which the particles - the particle flow is shown by straight arrows - enter directly after their generation, i.e. the primary fluidized bed. This is followed by cooling to the intermediate temperature T PX and finally to the particle end temperature T PE in the further fluidized beds or subsequent fluidized beds in the fluidized bed space regions 12b, 12c. Process exhaust from the
  • Primary fluidized bed - the process gas flow is shown by jagged arrows - has the temperature T GP .
  • Process exhaust gas from the subsequent fluidized bed in fluidized bed space region 12b has the intermediate temperature T GX .
  • Process gas from the subsequent fluidized bed in fluidized bed space area 12c has the temperature T GE .
  • Particles or granules from the subsequent fluidized bed in fluidized bed space area 12c have the temperature T PE .
  • Particles or granules from the primary fluidized bed in fluidized bed space area 12a have the temperature T PP .
  • Particles or granules from the subsequent fluidized bed in fluidized bed space area 12b have the intermediate temperature T PX .
  • the process exhaust gas from the fluidized bed space region 12c is process gas from the fluidized bed space region 12b.
  • the process exhaust gas from the fluidized bed space region 12b is process gas from the fluidized bed space region 12a. Since the respective gas supply lines are at the same time the gas discharge lines of another area of the fluidized bed space, they have an opening of a gas discharge line from another area of the fluidized bed space.
  • FIG. 4 schematically shows an arrangement with a plurality of fluidized bed space areas 13a, 13b, 13c with respect to
  • Process exhaust gas from that fluidized bed into which the particles enter directly after their generation - i.e. the primary fluidized bed - in fluidized bed area 13a is after mixing together with at least a portion of the process exhaust gas from the two further fluidized beds - or
  • the same process gas is fed to the primary fluidized bed and the subsequent fluidized beds via the gas feed line 14, which branches off accordingly.
  • the flow of particles into the primary fluidized bed, from the primary fluidized bed into the subsequent fluidized bed in fluidized bed area 13b, from there into the subsequent fluidized bed in fluidized bed area 13c, and from the subsequent fluidized bed in fluidized bed area 13c is shown with thick arrows.
  • the particles are cooled to the primary temperature T PP , in the subsequent fluidized bed in the fluidized bed area 13c to the Final temperature T PE .
  • Exhaust gas 15 from the subsequent fluidized bed in fluidized bed area 13c has the final temperature T GE
  • exhaust gas 16 from the primary fluidized bed has the primary temperature T GP.
  • These two exhaust gases are discharged from the granulator together with the exhaust gas from the fluidized bed area 13b - with a temperature T GX from the cooling of the particles to the temperature T PX - achieve a mixed temperature T GPE, the respective gas discharge lines merge.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Gezeigt wird ein Verfahren zur Trockengranulierung von Schmelzflüssigem Material, wobei aus diesem erzeugte Partikel in zumindest einer Wirbelschicht mittels Prozessgas gekühlt werden, und zumindest in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, die Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht in mehreren separaten Zonen erfolgt. Ebenso werden ein entsprechender Granulator und eine Signalverarbeitungsvorrichtung, ein maschinenlesbarer Programmcode, ein Speichermedium für den Programmcode und ein Computerprogrammprodukt dazu gezeigt.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Verfahren und Vorrichtung zur Trockengranulierung
Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material und einen Granulator.
Stand der Technik Die Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material ist eine in Entwicklung befindliche Technologie, um schmelzflüssiges Material zu einem festen Granulat zu verarbeiten. Schmelzflüssiges Material ist beispielsweise geschmolzenes Metall oder metallurgische Schlacke, beispielsweise schmelzflüssige Hochofenschlacke - das Verfahren wird dann auch dry slag granulation DSG genannt und ist beispielsweise in EP2747920B1 beschrieben. Trocken bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das schmelzflüssige Material bei der Granulierung nicht in direkten Kontakt mit flüssigem Wasser kommt - das ist beispielsweise ein Gegensatz zu herkömmlich industriell angewendeten Verfahren zur Granulierung von Hochofenschlacke, bei denen die schmelzflüssige Schlacke in einen Wasserstrom eingeleitet wird. Der Granulator ist ein durch eine Umhüllung begrenzter Behälter, der über eine Schlackenzuführung, eine Gaszuführung für das Prozessgas und eine Abgasleitung für erwärmtes Prozessgas - im Rahmen dieser Anmeldung auch Prozessabgas genannt -, beispielsweise Luft - auch genannt Prozessluft -, verfügt. Das schmelzflüssige Material, beispielsweise flüssige Schlacke, wird auf eine in der Umhüllung des Granulators befindliche Zerstäubungseinheit aufgebracht; das ist beispielsweise eine schnell rotierende Einheit, bekannt als Rotationszerstäuber - auch genannt rotary atomiser; soetwas ist beispielsweise in EP2747920B1 gezeigt. Durch die auftretenden Kräfte wird das schmelztlüsssige Material in feine Tropfen zerrissen und nach außen geschleudert. Diese feinen, zunächst immer noch schmelzflüssigen Tropfen werden im Granulator gekühlt und erstarren, das geschieht beispielsweise durch das Prozessgas und durch Auftreffen auf - gegebenenfalls gekühlte - Flächen des Granulators, beispielsweise die wassergekühlte Umhüllung des Granulators - infolgedessen entstehen feste Partikel, hier Granulat genannt, die dann aus dem Granulator entnommen werden. Nach einer bekannten Arbeitsweise fallen flüssige beziehungsweise teilweise verfestigte - also teils flüssig teils erstarrt - Tropfen im Granulator nach dem Verlassen des Rotationszerstäubers und anschließendem Auftreffen auf der Umhüllung des Granulators nach unten in eine Wirbelschicht. In der Wirbelschicht werden die Partikel durchgehend verfestigt. Die Wirbelschicht wird von Prozessgas entgegen der Schwerkraft durchströmt. Dadurch werden die Partikel in einen fluidisierten Zustand versetzt, und die durchströmte Menge nimmt praktisch Fluid-ähnliche Eigenschaften an, was auch fluidisieren genannt wird und in der Verfahrenstechnik ein bekanntes Prinzip ist. Ausgehend von einem Festbett beziehungsweise fixed bed genannten Zustand, in dem das Prozessgas ein Schüttgut durchströmt, ohne es zu fluidisieren, beginnt mit ansteigender Prozessgasgeschwindigkeit an einem definierten Punkt die Fluidisierung. Der in einer
Wirbelschicht vorliegende Typ der Fluidisierung hängt im Wesentlichen von Gasgeschwindigkeit, Gasdichte sowie von der Partikelschüttdichte, der Form, und der Korngrößenverteilung der Partikel ab. Gleichzusetzen mit dem Begriff Wirbelschicht ist der Begriff Fließbett, die beiden Begriffe werden in der vorliegenden Anmeldung gleichbedeutend verwendet. Am Fluidisierungspunkt erfolgt der Übergang von einem Festbett zu einem Fließbett.
Der Granulator umfasst Vorrichtungen zur Einleitung von Prozessgas, das dazu dienen soll, ein fluidisiertes Bett beziehungsweise eine Wirbelschicht aus Partikeln zu bilden. Derartige Wirbelschichtkühlung ist vorteilhaft, weil in einer Wirbelschicht aufgrund der hohen Konvektion und der Volumen/Oberflächenverhältnisse der Partikel schnell viel Wärme in das Prozessgas abgegeben und mit dem Prozessgasstrom abgeführt werden kann. Außerdem wird durch die Bewegung einer Wirbelschicht erreicht, dass frisch eintreffende Partikel - die noch besonders heiß, und damit gegebenenfalls zumindest teilweise weich und klebrig sind und daher zu Agglomeration neigen - nicht an der Oberfläche der Wirbelschicht verweilen, sondern an andere Stellen bewegt beziehungsweise in das Innere der Wirbelschicht eingemischt werden. Dadurch wird die
Wahrscheinlichkeit des Aufeinandertreffens und Agglomerierens von mehreren nacheinander an der Oberfläche der Wirbelschicht eintreffenden, Tropfen oder noch heißen, nicht voll erstarrten - und daher klebrigen - Partikeln fast vollständig eliminiert. Agglomerieren der Partikel würde das Wachsen zu größeren, schwereren Partikeln begünstigen, die den Prozess schwerwiegend beeinträchtigen würden.
Trockengranulierung mit Wirbelschichtkühlung bietet die Möglichkeit, die bei der Kühlung der Partikel auf das Prozessgas übertragene Wärme aus dem Prozessgas zurückzugewinnen . Herkömmliche auf Wirbelschichtkühlung basierende Granulationstechnologien zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material, wie beispielsweise flüssiger Hochofenschlacke, mit Rotationszerstäubern und Nutzung eines Auftreffens auf die Umhüllung haben einen großen Durchmesser, da zur Vermeidung von Agglomeration flüssiger und/oder teilweise verfestigter Tropfen und/oder vollkommen verfestigter Partikel während des Fluges vom
Rotationszerstäuber zu der Umhüllung oder nach Auftreffen auf der Umhüllung der Abstand der - in der Regel rotationssymmetrisch zum Rotationszerstäuber angeordneten, und damit in der Regel im Querschnitt runden - Umhüllung genügend groß gewählt werden muss. Größerer Abstand führt zu einer Auffächerung des vom Rotationszerstäuber ausgehenden Stromes der Tropfen beziehungsweise Partikel, so dass diese weniger nah zueinander fliegen beziehungsweise weniger nah aneinander auftreffen. Das reduziert die Gefahr einer Agglomeration beim Flug beziehungsweise beim Auftreffen. Zur Agglomeration kann es beim Auftreffen beispielsweise kommen, wenn vollständig oder teilweise flüssige Partikel beim Auftreffen deformiert werden und dadurch in Kontakt mit benachbart auftreffenden Partikeln kommen. Da die Partikel nach Auftreffen auf die Umhüllung der Schwerkraft folgend nach unten fallen, beeinflusst die Größe des Auftreffbereichs auch die Fläche der Wirbelschicht, die zumindest unter dem Auftreffbereich bestehen muss. Weiterhin wird die für ein gewünschtes Kühlpotential notwendige Fläche auch dadurch beeinflusst, wie Temperatur und Massenfluss und damit Wärmeeintrag der Partikel in die Wirbelschicht ausgeprägt sind, und welche Gasgeschwindigkeitsbereiche für die Aufrechterhaltung einer
Wirbelschicht für die Größenverteilung von Partikeln notwendig sind. Bei begrenzter maximaler Geschwindigkeit des Gasstromes wird beispielsweise für eine gewünschte erhöhte Kühlwirkung eine Vergrößerung der Grundfläche der Wirbelschicht zwecks Vergrößerung der mit maximaler Gasgeschwindigkeit in die Wirbelschicht einbringbaren Gasmenge notwendig sein.
Die Höhe einer Wirbelschicht ist durch den dabei auftretenden Druckverlust des sie von unten nach oben durchströmenden Gases begrenzt. Dieser Druckverlust, durch das Herstellen des Wirbelschichtzustandes beim Durchströmen verursacht, gibt vor, welcher Druck beim Einleiten zur Aufrechterhaltung des für die angestrebte Kühlwirkung notwendigen Gasflusses vorzusehen ist. Je höher der anzulegende Druck, desto höher der
Energieverbrauch zum Einleiten des Gases. Je höher die Wirbelschicht, desto größer der Druckverlust. Auch bauliche Gegebenheiten können die realisierbare Höhe der Wirbelschicht begrenzen.
Infolgedessen ist bei herkömmlichen auf Wirbelschichtkühlung basierenden Granulationstechnologien zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material - wie beispielsweise Hochofenschlacke - mit Rotationszerstäubern das Verhältnis Grundfläche zu Höhe relativ groß im Vergleich zu anderen
Wirbelschichten zum Wärme- und/oder Stoffaustausch nutzenden Verfahren wie beispielsweise FINEX®-Wirbelschichtreduktion.
Bei großer Grundfläche und gleichzeitig geringer Höhe der Wirbelschicht ergeben sich bei so einer Trockengranulierung jedoch Probleme. Beispielsweise kann es zu lokalem Zusammenbruch der Wirbelschicht kommen infolge von Inhomogenitäten im Granulationsprozess, die beispielsweise bezüglich des Querschnitts der Wirbelschicht nicht- rotationssymmetrische Verteilung der von der Umhüllung herabfallenden Partikel bewirken; zur Bildung von Hotspots infolge von schlechter horizontaler Vermischung aufgrund schwacher diesbezüglicher Turbulenzen in der Wirbelschicht; zu ungleichmäßiger Fluidisierung, speziell beim Anfahren der Wirbelschicht. Solche Probleme können Agglomeration stark begünstigen, weil es zu lokaler Anhäufung von Tropfen oder heißen, klebrigen Partikeln kommen kann, die nicht schnell zu vollständiger Erstarrung gekühlt werden. Zu große Agglomerate können die Aufrechterhaltung der Wirbelschicht beeinträchtigen und einen Betriebsstopp zu ihrer Entfernung erfordern. Zur Vermeidung von Problemen aufgrund ungleichmäßiger Fluidisierung wird bisher die Prozessgaszufuhr - beziehungsweise die Luftzufuhr bei Verwendung von Luft als Fluidisierungs- beziehungsweise Kühlgas - zur Wirbelschicht mit einem Druck versehen, der auch in schlecht fluidisierten Bereichen noch ausreichend starke Ausprägung der Wirbelschicht erlaubt. Ungünstig ist dabei, dass dabei gut fluidisierte Bereiche mit einem Druck über dem bei ihnen benötigten Druck versorgt werden - das führt zu höherem Energieverbrauch für die druckerzeugenden Aggregate und vermindert den Spielraum, den Gasfluss durch die Wirbelschicht zu variieren. Es erhöht auch die durch diese Bereiche geleitete Prozessgasmenge, was für Wärmerückgewinnung aus dem Prozessgas aufgrund tieferer Temperatur ungünstig ist.
Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtung und Verfahren vorzustellen, die solche Probleme zumindest teilweise vermindern oder lösen.
Technische Lösung Diese Aufgabe wird gelöst durch ein
Verfahren zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material, wobei aus diesem erzeugte Partikel in zumindest einer Wirbelschicht mittels Prozessgas gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, die Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht in mehreren separaten Zonen erfolgt.
Das schmelzflüssige Material stammt aus einem oder mehreren mineralogischen Verfahren - wie der Herstellung einer
Gesteinsschmelze in einem Kupolofen für die Erzeugung von Mineralwolle, auch Steinwolle genannt - und/oder aus einem - oder mehreren - metallurgischen Verfahren. Bevorzugt ist das schmelzflüssige Material schmelzflüssige metallurgische
Schlacke - also Schlacke aus einem metallurgischen Verfahren. Es können auch Mischungen verschiedener Typen von Schlacke sein. Es handelt sich beispielsweise um Schlacken in der Folge von Reduktionsprozessen von Eisenträgern zur Eisengewinnung, wie beispielsweise Schlacken beim Betrieb von Hochöfen oder Schmelzreduktionsverfahren - wie beispielsweise COREX ® oder FINEX ® - anfallend; oder es handelt sich um Schlacken anfallend beim Schmelzen von festen Produkten - beispielsweise DRI direct reduced iron - von Direktreduktionsprozessen - dabei kann es sich beispielsweise um ein Einschmelzen von DRI in einem Behälter - der beispielsweise kein
LD-Stahlwerkskonverter zur Herstellung von Rohstahl ist - mit Widerstandstandsheizung durch elektrischen Strom und/oder durch einen elektrischen Lichtbogen, handeln, oder um Einschmelzen von DRI in einem Stahlwerkskonverter beispielsweise einem LD-Stahlwerkskonverter. Es handelt sich beispielsweise um Schlacken anfallend bei Stahlwerksprozessen zur Stahlerzeugung aus Eisen, beispielsweise Schlacke aus dem Betrieb von LD (BOF), AOD,
EAF. Bevorzugt ist es Schlacke aus der Erzeugung von roheisenähnlicher Schmelze beziehungsweise von Roheisenschmelze - beispielsweise mittels
Schmelzreduktionsverfahren wie beispielsweise COREX® oder FINEX® oder Hochofenverfahren -, besonders bevorzugt Hochofenschlacke. Auch bevorzugt ist es Schlacke aus einem DRI-Einschmelzvorgang .
Im Zuge der Trockengranulierung werden aus dem schmelzflüssigen Material Partikel erzeugt. Die Erzeugung von Partikeln aus dem schmelzflüssigen Material erfolgt mittels einer Zerstäubereinheit, bevorzugt mittels
Rotationszerstäuber. Zerstäuben bedeutet in diesem Zusammenhang die Generierung von Partikeln aus dem schmelzflüssigen Material. Ein Rotationszerstäuber basiert auf dem Prinzip, dass flüssiges Material auf einen rotierenden Körper aufgegeben wird, die Rotation von dem rotierenden
Körper auf die Flüssigkeit übertragen wird, und sich von der Flüssigkeit fliehkraftbedingt Tropfen lösen, die Flüssigkeit also zerstäubt wird.
Der Begriff Partikel umfasst dabei flüssige Tropfen, teilerstarrte - also teilweise flüssig und teilweise fest; beispielsweise außen fest und innen flüssig - Partikel, vollerstarrte Partikel. Flüssige, teilerstarrte und vollerstarrte Partikel können eine Klebrigkeit aufweisen -. Klebrigkeit bezieht sich dabei auf das Vermögen, mit anderen bei der Trockengranulierung erzeugten Partikeln zusammenzuhaften beziehungsweise zu agglomerieren. Die Partikel entstehen aus schmelzflüssigem Material. Schmelzflüssiges Material hat eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes, die Partikel enthalten entsprechend im Vergleich zum festen Zustand mehr Wärmeenergie. Durch die Kühlung sollen die Partikel so weit erstarren, dass keine für den Betrieb der Wirbelschicht relevante Agglomerationsneigung infolge Klebrigkeit mehr besteht.
Trockengranulierung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das schmelzflüssige Material bei der Granulierung nicht in direkten Kontakt mit flüssigem Wasser kommt. Flüssiges Wasser kann jedoch indirekt zur Kühlung beitragen, beispielsweise wenn die Umhüllung des Granulators wassergekühlt ausgeführt ist.
Die bei der Trockengranulierung erzeugten Partikel werden in zumindest einer Wirbelschicht mittels Prozessgas gekühlt.
Es kann also in einer Wirbelschicht gekühlt werden, oder in mehreren Wirbelschichten; im Falle mehrerer Wirbelschichten werden diese von den Partikeln nacheinander durchlaufen.
Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht in mehreren separaten Zonen kann in einer, einigen oder allen dieser Wirbelschichten erfolgen. Die Kühlung erfolgt, da für intensiven Wärmeaustausch eine
Wirbelschicht gebildet soll, mittels Gases, hier auch genannt Prozessgas. Bevorzugt wird Luft als Prozessgas verwendet, da leicht verfügbar, hier auch Prozessluft genannt. Die Wirbelschicht ist beispielsweise eine turbulente Wirbelschicht oder eine stoßende Wirbelschicht.
Erfindungsgemäß wird das Prozessgas zumindest derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, in mehreren separaten Zonen in die Wirbelschicht zugeführt. Damit ist die erste Wirbelschicht gemeint, in die die Partikel nach ihrer Entstehung eintreten; die Formulierung direkt nach ihrer Entstehung schließt mit ein, dass nach der Entstehung noch andere Vorgänge stattfinden, bevor die Partikel erstmals in eine Wirbelschicht eintreten - beispielsweise Auftreffen auf die Umhüllung, bevor sie von der Umhüllung herab in die Wirbelschicht fallen.
Im Gegensatz zu einer bisher üblichen einzigen Zuführung, also Zuführung in einer einzigen Zone, - beispielsweise ein Verteilblech am Boden des die Wirbelschicht umfassenden Gefäßes, durch das Gas aus einer einzigen Zuführung - und damit mit einem einzigen Druck - zugeführt wird - erfolgt die Zuführung nicht in einer einzigen Zone, sondern in mehreren Zonen. Die separaten Zonen grenzen aneinander an und decken insgesamt die gesamte Grundfläche der Wirbelschicht ab. Bei herkömmlicher Zuführung in einer einzigen Zone wird die Grundfläche der Wirbelschicht durch diese einzige Zone abgedeckt. Erfindungsgemäß wird in zumindest zwei Zonen zugeführt, bevorzugt in zumindest drei Zonen, besonders bevorzugt zumindest vier Zonen. Es kann beispielsweise in zwei Zonen oder in drei Zonen oder in vier Zonen oder in fünf Zonen oder in sechs Zonen oder in sieben Zonen oder in acht Zonen oder in neun Zonen oder in zehn Zonen oder in mehr als zehn Zonen zugeführt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung Die erfindungsgemäße Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht in mehreren separaten Zonen ermöglicht es, zonenweise verschiedene Bedingungen einzustellen; beispielsweise per Steuerung und/oder Regelung. Beispielsweise kann in verschiedenen Zonen verschiedener Druck für das zugeführte Prozessgas gewählt werden. Beispielsweise kann in verschiedenen Zonen der Volumenfluss - also das pro Zeiteinheit der Wirbelschicht zugeführte Volumen Prozessgas - verschieden gewählt werden. Beispielsweise können Druck und/oder Volumenfluss zonenweise, gegebenenfalls unabhängig von anderen Zonen, verändert werden. Im Gegensatz zu herkömmlicher Zuführung in einer einzigen Zone ist damit die Möglichkeit gegeben, jede Zone optimal hinsichtlich ihrer Bedürfnisse beispielsweise bezüglich Druckes und/oder
Volumenfluss mit Prozessgas zu versorgen - beispielsweise energieoptimal. Unterschiede zwischen verschiedenen Bereichen der Wirbelschicht bezüglich der Fluidisierung können durch entsprechende zonenweise Änderungen automatisch durch das Kontrollsystem oder durch manuelle Änderung der Parameter durch das Bedienpersonal ausgeglichen beziehungsweise hervorgerufen werden.
Beispielsweise kann ein, beispielsweise zeitweises, Hervorrufen von Unterschieden bezüglich Druckes und/oder
Volumenfluss gewünscht sein, um Unterschiede der Betthöhe der Wirbelschicht zwischen verschiedenen Bereichen auszugleichen; solche Unterschiede können beispielsweise infolge unsymmetrisch verteilten Auftreffens auf die Umhüllung und entsprechend unsymmetrisch verteilten Herabfallens in die Wirbelschicht auftreten.
Beispielsweise kann ein, beispielsweise zeitweises,
Hervorrufen von Unterschieden bezüglich Druckes und/oder Volumenfluss gewünscht sein, um Unterschiede der Temperatur in der Wirbelschicht zwischen verschiedenen Bereichen auszugleichen; solche Unterschiede können beispielsweise infolge unsymmetrisch verteilten Auftreffens auf die Umhüllung und entsprechend unsymmetrisch verteilten Herabfallens in die Wirbelschicht auftreten.
Beispielsweise kann ein, beispielsweise zeitweises,
Hervorrufen von Unterschieden bezüglich Druckes und/oder Volumenfluss gewünscht sein, um Unterschiede im Ausmaß der Fluidisierung in der Wirbelschicht zwischen verschiedenen Bereichen auszugleichen.
Beispielsweise kann ein, beispielsweise zeitweises,
Hervorrufen von Unterschieden bezüglich Druckes und/oder Volumenfluss gewünscht sein, um in nur einem Bereich am Boden der Wirbelschicht abgesetzte Agglomerate in fluidisierten Zustand zu bringen.
Beispielsweise kann ein, beispielsweise zeitweises,
Hervorrufen von Unterschieden bezüglich Druckes gewünscht sein, um gleichmäßige Prozessgasverteilung in allen Bereichen der Wirbelschicht herzustellen; eine ungleichmäßige Luftverteilung kann beispielsweise durch Blockade von einzelnen Öffnungen zur Zufuhr von Prozessgas hervorgerufen werden, und/oder durch unterschiedliche Partikelgrößenverteilung in der Wirbelschicht infolge unsymmetrisch verteilten Auftreffens auf die Umhüllung und entsprechend unsymmetrisch verteilten Herabfallens in die Wirbelschicht in Verbindung mit schlechter horizontaler Durchmischung der Wirbelschicht. Zonenweise Einsteilbarkeit bietet auch den Vorteil, dass eine Erhöhung der Prozessgasmenge zur Behebung von
Unregelmäßigkeiten begrenzt wird, was für die Erzielung einer möglichst hohen Temperatur des den Granulator verlassenden Prozessabgases vorteilhaft ist. Wärmerückgewinnung aus diesem Prozessabgas ist bei höherer Temperatur effizienter. Somit wird auch beim Betrieb von Wirbelschichten mit großer Grundfläche und sich daraus ergebenden großen Prozessgasmengen Energierückgewinnung aus dem Prozessabgas effizient und wirtschaftlich sinnvoll möglich.
Die Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht erfolgt in mehreren separaten Zonen, die Wirbelschicht selber ist jedoch nicht durch Vorrichtungen wie beispielsweise Wände in Teilwirbelschichten, die zusammen die Wirbelschicht der Vorrichtung zum Trockengranulierung ergeben, unterteilt - dabei wäre beispielsweise Vermischung gehemmt, und Partikel könnten festkleben. Es liegt also eine Wirbelschicht vor, bei der Zuführung von Prozessgas in mehreren separaten Zonen erfolgt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren der Volumenfluss und/oder Druck des Prozessgases in zumindest zwei Zonen unabhängig von anderen Zonen gesteuert und/oder geregelt.
Dadurch ist eine Anpassung an lokale Bedürfnisse in der Wirbelschicht erleichtert. Mit dem Druck des Prozessgases ist der Druck gemeint, unter dem das Prozessgas bei der Lieferung zur Wirbelschicht steht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren die Höhe der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest zwei Zonen bestimmt.
Damit können lokale Unterschiede festgestellt werden; darauf basierend können gegebenenfalls Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Die Bestimmung kann direkt - durch Höhenmessung - oder indirekt - durch Berechnung aus andersartigen Messgrößen - erfolgen. Die Höhe der Wirbelschicht in einem Bereich wird beispielsweise basierend auf Druckmessung in der Wirbelschicht, beispielsweise am Boden der Wirbelschicht, in diesem Bereich bestimmt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren die Temperatur in der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest zwei Zonen bestimmt. Die Bestimmung kann direkt - durch Temperaturmessung - oder indirekt - durch Berechnung aus andersartigen Messgrößen - erfolgen. Die Temperatur der Wirbelschicht in einem Bereich wird beispielsweise basierend auf Messungen mit Thermoelement oder mit Widerstandsthermometer bestimmt. Das gibt beispielsweise Aufschluss über Kühlbedarf in diesem Bereich der Wirbelschicht beziehungsweise über die Gefahr von Agglomeration aufgrund hitzebedingter Viskosität beziehungsweise Klebrigkeit der Partikel. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren die Intensität der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest einer der Zonen bestimmt. Die Bestimmung kann beispielsweise auf Basis von Messungen des Drucks in der Wirbelschicht, bevorzugt örtlich fixiert über dem Boden der Wirbelschicht, beziehungsweise Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Druckentwicklung erfolgen. Das gibt beispielsweise Aufschluss über Ungleichmäßigkeiten der Wirbelschicht und der Durchmischung, und der damit verbundenen Gefahr der Bildung von Hot Spots beziehungsweise von Agglomerationen beziehungsweise Abweichung von gewünschten Eigenschaften des Granulats wie beispielsweise Schüttdichte und Korngrößenverteilung. Die Intensität der Wirbelschicht ergibt sich aus dem zeitlichen Verlauf des Drucks in der Wirbelschicht beziehungsweise ist aus ihm herauslesbar. Für die Erfassung der Intensität gibt es verschiedene Methoden.
Folgend eine Auflistung von Möglichkeiten, wobei noch weitere Methoden der Intensität Bewertungen möglich sind. Erfassung des innerhalb einer definierten Zeitspanne A auftretenden minimalen (Mini) und maximalen (Maxi) Druckwertes. Die Differenz von Maxi zu Mini wird gebildet, und stellt die Intensität der Wirbelschicht dar. Die Dauer der selektierten Zeitspanne A beträgt zwischen 5 sec (Sekunden) und 5 min (Minuten), bevorzugt zwischen 15 sec und 1 min.
Erfassung des innerhalb einer definierten Zeitspanne B auftretenden minimalen (Mini) und maximalen (Maxi) Druckwertes. Die Dauer der selektierten Zeitspanne B beträgt zwischen 5 sec und 5 min, bevorzugt zwischen 15 sec und 1 min. Ermittlung eines Mittelwertes aller erfassten Druckmessungen innerhalb einer Zeitspanne C.
Die Dauer der selektierten Zeitspanne C beträgt zwischen 10 sec und 10 min, bevorzugt zwischen 1 min und 3 min. Zeitspanne B liegt dabei am Ende von Zeitspanne C, aber vollständig in Zeitspanne C. Zeitspanne B ist immer kürzer oder gleich Zeitspanne C. Die Differenzen des Maxi und Mini Druckwertes zum Mittelwert werden gebildet, und sagen etwas über die Intensität der Wirbelschicht aus. Ermittlung einer Standardabweichung - oder ähnliche Methoden der Ermittlung von Abweichungen - der erfassten Messwerte für den Druck innerhalb einer definierten Zeitspanne D. Die Dauer der selektierten Zeitspanne D beträgt zwischen 5 sec und 5 min, bevorzugt zwischen 15 sec und 1 min. Die Standardabweichung stellt die Intensität dar.
Je größer der Wert der Intensität ist, desto größer ist die Intensität der Wirbelschicht. Beispielsweise ist bei innerhalb einer definierten Zeitspanne starker Schwankung des Druckes um einen zeitlichen Mittelwert von einer hohen Intensität zu sprechen, beziehungsweise bei geringer Schwankung von niedriger Intensität.
Die angesprochenen Merkmale Höhe der Wirbelschicht, Temperatur in der Wirbelschicht, Intensität der Wirbelschicht können zur Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens herangezogen werden.
Die Regelung beziehungsweise Steuerung kann beispielsweise so erfolgen, dass an einzelnen Messstellen zur Bestimmung von Höhe beziehungsweise Temperatur beziehungsweise Intensität - beziehungsweise anderen Parametern - Abweichungen von Durchschnittswerten oder Vorgaben für diese Parameter infolge Monitorings wahrgenommen werden. Auf der Basis kann beispielsweise der Volumenfluss des Prozessgases in einer Zone erhöht werden, wenn die Temperatur in der Wirbelschicht über dieser Zone zu hoch liegt, beziehungsweise bei zu tiefer Temperatur der Volumenfluss vermindert werden. Es kann auch der Volumenfluss des Prozessgases in einer Zone erhöht werden, wenn die Höhe der Wirbelschicht über dieser Zone zu groß ist, dabei wird ein Zuviel an Partikeln durch erhöhte Durchmischung aus dem Bereich wegtransportiert, beziehungsweise bei zu geringer Höhe der Volumenfluss vermindert werden. Es kann auch der Volumenfluss des Prozessgases in einer Zone erhöht werden, wenn die Intensität der Wirbelschicht über dieser Zone zu gering ist, beziehungsweise bei zu großer Intensität der Volumenfluss vermindert werden.
Die bei der Trockengranulierung erzeugten Partikel werden in zumindest einer Wirbelschicht mittels Prozessgas gekühlt. Es kann also in einer Wirbelschicht gekühlt werden, oder in mehreren Wirbelschichten; im Falle mehrerer Wirbelschichten werden diese von den Partikeln nacheinander durchlaufen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt stufenweise Kühlung auf eine Endtemperatur zuerst in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, auf eine Primärkühltemperatur, und nachfolgend in zumindest einer weiteren Wirbelschicht auf die Endtemperatur.
Nach einer von vielen möglichen Ausführungsformen erfolgt zumindest in einer der weiteren Wirbelschichten Zuführung von Prozessgas in mehreren separaten Zonen - also analog zur Zuführung in die diejenige Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten.
Die weitere beziehungsweise die weiteren Wirbelschichten können zu derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, bezüglich Zuführung beziehungsweise Fluss des Prozessgases seriell oder parallel angeordnet sein. Auch eine Kombination von serieller und paralleler Anordnung ist möglich.
Die Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, wird hier auch als Primärwirbelschicht bezeichnet. Bei Entnahme aus dieser Wirbelschicht haben die Partikel die sogenannten Primärkühltemperatur.
In einer oder mehreren weiteren Wirbelschichten werden die Partikel weiter abgekühlt auf eine bei Entnahme aus der letzten Wirbelschicht vorliegende Endtemperatur.
Die Partikel werden aus der Primärwirbelschicht entnommen und in eine weitere Wirbelschicht - genannt erste
Folgewirbelschicht - eingegeben. Die Temperatur der Partikel bei der Entnahme aus der Folgewirbelschicht ist die erste Folgetemperatur. Falls nach Entnahme aus der ersten
Folgewirbelschicht nicht in eine weitere Wirbelschicht eingegeben wird, ist die erste Folgetemperatur die Endtemperatur. Falls nach Entnahme aus der Folgewirbelschicht in eine weitere Wirbelschicht - genannt zweite
Folgewirbelschicht - eingegeben wird, haben die Partikel nach Kühlung in der zweiten Folgewirbelschicht bei Entnahme aus der zweiten Folgewirbelschicht die zweite Folgetemperatur. Falls nach Entnahme aus der zweiten Folgewirbelschicht nicht in eine weitere Wirbelschicht eingegeben wird, ist die zweite Folgetemperatur die Endtemperatur. Entsprechend ist im Fall von Eingabe in noch eine oder mehrere weitere Wirbelschichten wie dritte Folgewirbelschicht, vierte Folgewirbelschicht, fünfte Folgewirbelschicht die Endtemperatur die bei Entnahme aus der bezüglich des Kühlprozesses letzten Wirbelschicht vorliegende Temperatur.
Es kann eine weitere Wirbelschicht genutzt werden, oder zwei, oder drei, oder vier, oder fünf, oder sechs weitere
Wirbelschichten, oder mehr als sechs weitere Wirbelschichten.
Auf diese Weise kann eine unter der Primärkühltemperatur liegende Endtemperatur erreicht werden, ohne den Volumenfluss des Prozessgases durch die Primärwirbelschicht zu erhöhen. Das erlaubt aufgrund höherer Temperatur des aus der Primärwirbelschicht abgeführten Prozessabgases eine effizientere Wärmerückgewinnung aus diesem Prozessabgas, und es erlaubt einfachere Handhabbarkeit der Partikel aufgrund ihrer unter der Primärkühltemperatur liegenden Temperatur.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, zugeführte Prozessgas Prozessabgas aus zumindest einer der weiteren Wirbelschichten. Dabei kann das Prozessabgas, das zur Zuführung vorgesehen ist, vor der Zuführung auch gereinigt und/oder gekühlt werden. Das derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, zugeführte Prozessgas enthält in diesem Fall bereits den Partikeln in der(n) weiteren Wirbelschicht (en) entzogene Wärme. Daher wird das Prozessabgas aus dieser Wirbelschicht eine höhere - im Vergleich zu
Einleitung von Prozessgas, das den Partikeln noch keine Wärme entzogen hat, also eine sogenannte Prozessgasgrundtemperatur aufweist - Temperatur aufweisen. Das erlaubt effizientere Wärmerückgewinnung aus diesem Prozessabgas. In Anlehnung an die oben eingeführten Bezeichnungen kann das Prozessabgas derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten - also der Primärwirbelschicht -, als Primärabgas bezeichnet werden. Entsprechend kann das Prozessabgas aus der ersten Folgewirbelschicht als erstes Folgeprozessabgas bezeichnet werden; für weitere Folgewirbelschichten analog.
Der Primärwirbelschicht zugeführtes Prozessgas umfasst nach dieser Ausführungsform also Prozessabgas aus zumindest einer der weitere Folgewirbelschichten. Es kann auch aus so einem Prozessabgas bestehen.
Damit kann eine höhere Temperatur von für Wärmerückgewinnung vorgesehenes Prozessabgas und eine niedrigere Endtemperatur des Granulats erreicht werden als bei alleiniger Nutzung von Primärprozessabgas beziehungsweise einer Nutzung von Prozessabgas aus nur einer Wirbelschicht. Das erlaubt effizientere Wärmerückgewinnung.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird Prozessabgas aus derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, nach Vermischung gemeinsam mit zumindest einer Teilmenge des Prozessabgas aus zumindest einer der weiteren Wirbelschichten abgeleitet. Bevorzugt ist es, gemeinsam mit zumindest einer Teilmenge des Prozessabgases aller weiteren Wirbelschichten abzuleiten; besonders bevorzugt ist es, gemeinsam mit den gesamten Prozessabgasen aller weiteren Wirbelschichten abzuleiten.
Damit kann eine höhere Temperatur von für Wärmerückgewinnung vorgesehenes Prozessabgas und eine niedrigere Endtemperatur des Granulats erreicht werden als bei alleiniger Nutzung von Primärprozessabgas beziehungsweise einer Nutzung von Prozessabgas aus nur einer Wirbelschicht. Das erlaubt effizientere Wärmerückgewinnung. Vorzugsweise wird den diese gemeinsam abgeleiteten Prozessabgase liefernden Wirbelschichten das gleiche Prozessgas zugeführt; beispielsweise Luft mit Umgebungstemperatur oder gekühlte Luft, beispielsweise Luft mit einer Temperatur von 0°C.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung kann eine Wirbelschicht mit einem großen Verhältnis Grundfläche zu Höhe gut gehandhabt werden; Betrieb einer Trockengranulierung von schmelzflüssiger Schlacke unter ungünstigen Verhältnissen wird dadurch auch bei durch räumliche Verhältnisse eingeschränkten Bedingungen erleichtert beziehungsweise ermöglicht. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung eine erhöhte Effizienz der Wärmerückgewinnung aus Prozessabgas ermöglicht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Granulator umfassend innerhalb einer Umhüllung des Granulators eine Zerstäubereinheit zur Erzeugung von Partikeln aus schmelzflüssigem Material, eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr von schmelzflüssigem Material zur Zerstäubereinheit, zumindest einen Wirbelschichtraumbereich mit einer Gaszuführung für Prozessgas, und zumindest eine Gasableitung für Prozessabgas aus dem Wirbelschichtraumbereich, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für den Wirbelschichtraumbereich, der zum Eintritt der Partikel direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, die Gaszuführung mehrere Zufuhrzonen aufweist.
Der Granulator ist eine Vorrichtung zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material.
Der Granulator ist ein durch eine Umhüllung begrenzt. Die Zerstäubereinheit dient zum Zerstäuben des schmelzflüssigen Materials. Zerstäuben bedeutet in diesem Zusammenhang die Generierung von Partikeln aus dem schmelzflüssigen Material.
Ein Wirbelschichtraumbereich ist ausgeführt zur Ausbildung einer Wirbelschicht aus von der Zerstäubereinheit aus dem schmelzflüssigen Material gebildeten Partikeln mit Gas - dieses Gas ist für die jeweilige Wirbelschicht Prozessgas; es kann sich bei dem Prozessgas für eine Wirbelschicht auch um Prozessabgas aus einer anderen Wirbelschicht handeln. Der Wirbelschichtraumbereich ist geeignet zur Kühlung der Partikel mittels Prozessgas.
Es ist zumindest ein Wirbelschichtraumbereich vorhanden, es können auch mehrere Wirbelschichtraumbereiche vorhanden sein. Zumindest ein Wirbelschichtraumbereich, bevorzugt nur ein Wirbelschichtraumbereich, ist geeignet zum Eintritt der Partikel direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit. Zumindest für denjenigen
Wirbelschichtraumbereich, der zum Eintritt der Partikel direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, weist die Gaszuführung mehrere Zufuhrzonen auf; die
Zufuhrzonen sind voneinander separiert. Sie dienen dazu, Prozessgas in mehreren separaten Zonen in den Wirbelschichtraumbereich zuzuführen. Der Granulator umfasst eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln des Volumenfluss des Prozessgases. Vorzugsweise umfasst der Granulator eine Vorrichtung zum voneinander unabhängigen Steuern und/oder Regeln des Volumenfluss und/oder des Druckes des Prozessgases in zumindest zwei Zonen; damit sind zwei Zonen gemeint, die in denselben Wirbelschichtraumbereich Prozessgas zuführen. Vorzugsweise umfasst der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe einer im Betrieb in dem Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest zwei Zufuhrzonen. Diese Vorrichtung umfasst beispielsweise einen Druckmesser.
Vorzugsweise umfasst der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur einer im Betrieb in dem Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest zwei Zufuhrzonen. Diese Vorrichtung umfasst beispielsweise ein Thermoelement und/oder ein Widerstandsthermometer .
Vorzugsweise umfasst der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Intensität einer im Betrieb in dem Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest einer Zufuhrzone. Diese Vorrichtung umfasst beispielsweise einen Druckmesser.
Die angesprochenen Vorrichtungen zur Bestimmung der Höhe, der Temperatur, Intensität der Wirbelschicht sind bevorzugt geeignet, Daten an die erwähnten Vorrichtungen zum Steuern und/oder Regeln zu übermitteln. Vorzugsweise umfasst der Granulator mehrere
Wirbelschichtraumbereiche. Er kann zwei, oder drei, oder vier, oder fünf, oder sechs, oder sieben Wirbelschichtraumbereiche umfassen, oder mehr als sieben Wirbelschichtraumbereiche. Der weitere beziehungsweise die weiteren Wirbelschichtraumbereiche können zu demjenigen Wirbelschichtraumbereich, der zum Eintritt von Partikeln direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, bezüglich Zuführung beziehungsweise Fluss des Prozessgases seriell oder parallel angeordnet sein. Auch eine Kombination von serieller und paralleler Anordnung ist möglich.
Nach einer Variante weist die Gaszuführung für den Wirbelschichtraumbereich, der zum Eintritt von Partikeln direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, zumindest eine Mündung einer Gasableitung aus zumindest einem anderen Wirbelschichtraumbereich auf. Nach einer Variante weist die Gasableitung des
Wirbelschichtraumbereiches, der zum Eintritt von Partikeln direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, zumindest eine Mündung einer Gasableitung aus zumindest einem anderen Wirbelschichtraumbereich auf.
Nach einer Variante gehen die Gaszuführungen zu diesen Wirbelschichtraumbereichen von einer einzigen Gasspeiseleitung aus - sie entspringen also einer gemeinsamen Gasspeisleitung. Prinzipiell können Sie auch von verschiedenen Gasspeisleitungen ausgehen. Selbstverständlich umfasst der Granulator auch eine oder mehrere Entnahmevorrichtungen zur Entnahme von im Betrieb gebildetem Granulat aus den Wirbelschichtraumbereichen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, dadurch gekennzeichnet, dass er Steuer und/oder Regelbefehle zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. Bei einem weiteren Gegenstand handelt es sich um eine Signalverarbeitungseinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein maschinenlesbarer Programmcode für eine Signalverarbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode Steuer und/oder Regelbefehle aufweist, welche die Signalverarbeitungseinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen. Bei einem weiteren Gegenstand handelt es sich um ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle für eine Signalverarbeitungseinrichtung, die bei der Ausführung des Programms für die
Signalverarbeitungsvorrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein
Speichermedium mit einem darauf gespeicherten erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Programmcode. Bei einem weiteren Gegenstand handelt es sich um ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher eines Granulators ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um den Granulator entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren zu regeln und/oder steuern, wenn das Programm von der Regeleinrichtung und/oder Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schnittes durch einen erfindungsgemäßen Granulator.
Fig. 2 eine schematische Ansicht zu Figur 1 von oben mit Darstellung von Einrichtungen zum Steuern und/oder Regeln.
Fig. 3 ein Blockfließbild einer seriellen Wirbelschichtanordnung .
Fig. 4 ein Blockfließbild für eine parallele Wirbelschichtanordnung .
Beschreibung der Ausführungsformen
Beispiele Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Schnittes durch einen erfindungsgemäßen Granulator 1. Der Granulator 1 hat eine Umhüllung 2; in der gezeigten Variante sind die Bereiche der Umhüllung, auf die Partikel auftreffen, wassergekühlt. Im Granulator 1 ist eine Zerstäubereinheit 3, beispielsweise ein Rotationszerstäuber, angeordnet. Über eine Zufuhreinrichtung 4 zur Zufuhr von schmelzflüssigem Material zur Zerstäubereinheit 3 wird schmelzflüssiges Material, beispielsweise Hochofenschlacke, zugeführt. Strichliert dargestellt sind ein Strom von mittels Zerstäubereinheit 3 erzeugten Partikeln, der auf die Umhüllung trifft sowie von der Umhüllung herabfallende Partikel. Die herabfallenden Partikel fallen in eine Wirbelschicht 5 - dargestellt durch Punkte -, die sich in der gezeigten Variante symmetrisch um die Zerstäubereinheit 3 herum erstreckt. Die Wirbelschicht 5 bildet sich im dargestellten Betriebszustand in einem Wirbelschichtraumbereich 6 des Granulators 1. Dargestellt ist die Wirbelschicht 5, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten. Dem Wirbelschichtraumbereich 6 beziehungsweise der Wirbelschicht 5 wird mit einer Gaszuführung 7 Prozessgas, im dargestellten Fall Prozessluft mit Umgebungstemperatur, zugeführt. Die Gaszuführung weist mehrere Zufuhrzonen 7a,7b auf; die Zuführung des Prozessgases - dargestellt mit Blockpfeilen - in die Wirbelschicht 5 erfolgt also in mehreren separaten Zonen. Prozessabgas aus dem Wirbelschichtraumbereich 6 wird über die Gasableitung 8 aus dem Granulator 1 ausgeleitet. Der Granulataustrag 9a und 9b erfolgt entgegen der Prozessgasführung an mehreren Stellen unter der Wirbelschicht.
Figur 2 zeigt schematisch einen Blick von oben auf einen Granulator 1 wie in Figur 1. Zu sehen sind 4 separate Zonen 1Oa,1Ob,1Oc,1Od in denen Prozessgas in die nicht extra dargestellte Wirbelschicht in vier Zufuhrzonen zugeführt wird, und eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln 11 des Volumenfluss F des Prozessgases; das Steuern und/oder Regeln erfolgt im dargestellten Beispiel in allen Zonen unabhängig von anderen Zonen.
Vorrichtungen zur Bestimmung der Höhe der Wirbelschicht über den Zonen 1Oa,1Ob,1Oc,1Od sind vorhanden und als Druckmesser P ausgeführt; die Druckmesser dienen auch als Komponenten von Vorrichtungen zur Bestimmung der Intensität über den Zonen 1Oa,1Ob,1Oc,1Od - gegebenenfalls erfolgt die Bestimmung in Verbindung mit der Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln 11. Vorrichtungen zur Bestimmung der Temperatur der Wirbelschicht über den Zonen 1Oa,1Ob,1Oc,1Od sind vorhanden und als
Thermoelemente T und/oder Widerstandsthermometer ausgeführt. Zugeführtes Prozessgas ist mit einem Blockpfeil angedeutet.
Figur 3 zeigt schematisch eine Anordnung mit mehreren Wirbelschichtraumbereichen 12a, 12b, 12c bezüglich Prozessgasfluss seriell angeordnet. Kühlung auf eine Partikelprimärkühltemperatur TPP erfolgt zuerst im Wirbelschichtraumbereich 12a in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel - dargestellt ist der Partikelstrom durch gerade Pfeile - direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, also der Primärwirbelschicht. Nachfolgend erfolgt in den weiteren Wirbelschichten beziehungsweise Folgewirbelschichten in den Wirbelschichtraumbereichen 12b, 12c Kühlung auf die intermediäre Temperatur TPX und schließlich auf die Partikelendtemperatur TPE. Prozessabgas aus der
Primärwirbelschicht - dargestellt ist der Prozessgasstrom durch gezackte Pfeile - hat die Temperatur TGP. Prozessabgas aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 12b hat die intermediäre Temperatur TGX. Prozessgas aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 12c hat die Temperatur TGE.
Partikel beziehungsweise Granulat aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 12c hat die Temperatur TPE. Partikel beziehungsweise Granulat aus der Primärwirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 12a hat die Temperatur TPP.
Partikel beziehungsweise Granulat aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 12b hat die intermediäre Temperatur TPX.
Das Prozessabgas aus dem Wirbelschichtraumbereich 12c ist Prozessgas des Wirbelschichtraumbereichs 12b. Das Prozessabgas aus dem Wirbelschichtraumbereich 12b ist Prozessgas des Wirbelschichtraumbereichs 12a. Da die jeweiligen Gaszuführungen gleichzeitig die Gasableitungen eines anderen Wirbelschichtraumbereiches sind, weisen sie eine Mündung einer Gasableitung aus einem anderen Wirbelschichtraumbereich auf.
Figur 4 zeigt schematisch eine Anordnung mit mehreren Wirbelschichtraumbereichen 13a, 13b, 13c bezüglich
Prozessgasfluss parallel angeordnet. Prozessabgas aus derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, - also der Primärwirbelschicht - in Wirbelschichtraumbereich 13a wird nach Vermischung gemeinsam mit zumindest einer Teilmenge des Prozessabgas aus den beiden weiteren Wirbelschichten - beziehungsweise
Folgewirbelschichten - in den Wirbelschichtraumbereichen 13b und 13 c abgeleitet. Der Primärwirbelschicht und den Folgewirbelschichten wird das gleiche Prozessgas zugeführt über die Gasspeiseleitung 14, die sich entsprechend verzweigt. Der Strom von Partikeln in die Primärwirbelschicht, von der Primärwirbelschicht in die Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 13b, von dort in die Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 13c, und aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 13c ist mit dicken Pfeilen dargestellt. In der Primärwirbelschicht werden die Partikel auf die Primärtemperatur TPP gekühlt, in der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 13c auf die Endtemperatur TPE. Abgas 15 aus der Folgewirbelschicht in Wirbelschichtraumbereich 13c hat die Endtemperatur TGE, Abgas 16 aus der Primärwirbelschicht hat die Primärtemperatur TGP. Diese beiden Abgase werden gemeinsam mit dem Abgas aus dem Wirbelschichtraumbereich 13b - mit einer Temperatur TGX aus der Kühlung der Partikel auf die Temperatur TPX - aus dem Granulator abgeleitet, erzielen eine Mischtemperatur TGPE, die jeweiligen Gasableitungen münden ineinander.
Liste der Bezugszeichen
1 Granulator
2 Umhüllung
3 Zerstäubereinheit
4 Zufuhreinrichtung
5 Wirbelschicht
6 WirbelSchicht raumbereich
7 GasZuführung
7a,7b Zufuhrzonen 8 Gasableitung
9a,9b Granulataust rag
10a,10b,10c,lOd Zonen 11 Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln
12a,12b,12c WirbelSchicht raumbereiche 13a,13b,13c WirbelSchicht raumbereiche
14 Gasspeiseleitung
15 Abgas aus der
Folgewirbel Schicht
16 Abgas aus der
Primärwirbelschicht

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Trockengranulierung von schmelzflüssigem Material, wobei aus diesem erzeugte Partikel in zumindest einer Wirbelschicht mittels Prozessgas gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, die Zuführung des Prozessgases in die Wirbelschicht in mehreren separaten Zonen erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenfluss und/oder Druck des Prozessgases in zumindest zwei Zonen unabhängig von anderen Zonen gesteuert und/oder geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest zwei Zonen bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest zwei Zonen bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Wirbelschicht über, bevorzugt senkrecht über, zumindest einer der Zonen bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass stufenweise Kühlung auf eine Endtemperatur erfolgt, zuerst in derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, auf eine Primärkühltemperatur, und nachfolgend in zumindest einer weiteren Wirbelschicht auf die Endtemperatur.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Prozessabgas aus derjenigen Wirbelschicht, in welche die Partikel direkt nach ihrer Erzeugung eintreten, nach Vermischung gemeinsam mit zumindest einer Teilmenge des Prozessabgas aus zumindest einer der weiteren Wirbelschichten abgeleitet wird.
8. Granulator umfassend innerhalb einer Umhüllung des Granulators eine Zerstäubereinheit zur Erzeugung von Partikeln aus schmelzflüssigem Material, eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr von schmelzflüssigem Material zur Zerstäubereinheit, zumindest einen Wirbelschichtraumbereich mit einer Gaszuführung für Prozessgas, und zumindest eine Gasableitung für Prozessabgas aus dem Wirbelschichtraumbereich, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für den Wirbelschichtraumbereich, der zum Eintritt der Partikel direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, die Gaszuführung mehrere Zufuhrzonen aufweist.
9. Granulator nach Anspruch 8, umfassend eine Vorrichtung zum voneinander unabhängigen Steuern und/oder Regeln des Volumenfluss und/oder des Druckes des Prozessgases in zumindest zwei Zufuhrzonen.
10. Granulator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe einer im Betrieb in dem Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest zwei Zufuhrzonen umfasst.
11. Granulator nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur einer im Betrieb in dem Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest zwei Zufuhrzonen umfasst.
12. Granulator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator eine Vorrichtung zur Bestimmung der Intensität einer im Betrieb in dem
Wirbelschichtraumbereich ausgebildeten Wirbelschicht über zumindest einer Zufuhrzone umfasst.
13. Granulator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator mehrere Wirbelschichtraumbereiche umfasst.
14. Granulator nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasableitung des
Wirbelschichtraumbereiches, der zum Eintritt von Partikeln direkt nach ihrer Erzeugung mittels Zerstäubereinheit geeignet ist, zumindest eine Mündung einer Gasableitung aus zumindest einem anderen Wirbelschichtraumbereich aufweist.
15. Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, dadurch gekennzeichnet, dass er Steuer und/oder Regelbefehle zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
EP21725535.5A 2020-05-19 2021-05-17 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung Pending EP4153788A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20175483.5A EP3913070A1 (de) 2020-05-19 2020-05-19 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung
PCT/EP2021/063010 WO2021233836A1 (de) 2020-05-19 2021-05-17 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4153788A1 true EP4153788A1 (de) 2023-03-29

Family

ID=70779529

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20175483.5A Withdrawn EP3913070A1 (de) 2020-05-19 2020-05-19 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung
EP21725535.5A Pending EP4153788A1 (de) 2020-05-19 2021-05-17 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20175483.5A Withdrawn EP3913070A1 (de) 2020-05-19 2020-05-19 Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP3913070A1 (de)
AU (1) AU2021275362A1 (de)
CA (1) CA3182146A1 (de)
WO (1) WO2021233836A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19808439C1 (de) * 1998-02-27 1999-09-30 Degussa Wirbelschichtreaktor und seine Verwendung
WO2013029934A1 (en) 2011-08-26 2013-03-07 Siemens Vai Metals Technologies Ltd. Slag granulation device
GB2528972B (en) * 2014-08-08 2016-10-05 Primetals Technologies Austria GmbH Slag granulation system
WO2020094401A1 (de) * 2018-11-05 2020-05-14 Primetals Technologies Austria GmbH Anlage zur trockengranulierung von schlacke und verfahren zum betreiben einer solchen anlage

Also Published As

Publication number Publication date
CA3182146A1 (en) 2021-11-25
EP3913070A1 (de) 2021-11-24
WO2021233836A1 (de) 2021-11-25
AU2021275362A1 (en) 2022-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60116009T2 (de) Verfahren zum herstellen von reduziertem eisen
DE69922144T2 (de) Verfahren zum betreiben eines reduzierenden ofens mit beweglichem herd
DE3043440C2 (de) Granulierverfahren
DE69516270T2 (de) Reduziervorrichtung des fluidartbetttyps für eisenerzteilchen und verfahren
DE60002108T2 (de) Verfahren zur Herstellung reduzierter Eisenagglomerate und Vorrichtung mit rotierendem Herd dazu
DE2343339B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum abkuehlen des in einem drehrohrofen gebrannten klinkers
DE69231941T2 (de) Verfahren zur Behandlung von Gasen und körnigen Feststoffen in einer Wirbelschicht
DE3888096T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metall, das die Schmelzreduktion von Metalloxiden enthält.
DE2735390C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus geschmolzener Schlacke
EP0549656B1 (de) Verfahren und anlage zum reduktionsglühen von eisenpulver
DE10260737A1 (de) Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von titanhaltigen Feststoffen
DE3441361A1 (de) Verfahren und einrichtung zum abkuehlen von stueckigem material
DE69318000T3 (de) Wärmebehandlung von giessstücken und sandrückgewinnung im ofen
DE10260738A1 (de) Verfahren und Anlage zur Förderung von feinkörnigen Feststoffen
DE3781923T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von heissem eisenschwamm.
DE2759205B2 (de) Schlackengranulier- und Kühlanlage
DE2659670A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen
DE2504813A1 (de) Granulat und verfahren und vorrichtung zum granulieren
DE2746267A1 (de) Schachtofen mit schwerkraftbeschickung
EP0526697B1 (de) Verfahren und Anlage zum Behandeln von Mineralwolleabfällen
AT515588A1 (de) Verfahren zum Granulieren und Zerkleinern von schmelzflüssigem Material
EP0914475B1 (de) Verfahren zum herstellen von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
EP0945173A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Stoffen
DE2834792A1 (de) Vorrichtung zur granulierung von schlackenschmelze
EP4153788A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur trockengranulierung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221219

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20260320