ES2630207T3 - Procedimiento de tratamiento térmico de materiales pulverulentos - Google Patents

Procedimiento de tratamiento térmico de materiales pulverulentos Download PDF

Info

Publication number
ES2630207T3
ES2630207T3 ES07858571.8T ES07858571T ES2630207T3 ES 2630207 T3 ES2630207 T3 ES 2630207T3 ES 07858571 T ES07858571 T ES 07858571T ES 2630207 T3 ES2630207 T3 ES 2630207T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tube
products
heated
current
respect
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.)
Active
Application number
ES07858571.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Mitzkat
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.)
REVTECH
Original Assignee
REVTECH
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 REVTECH filed Critical REVTECH
Application granted granted Critical
Publication of ES2630207T3 publication Critical patent/ES2630207T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/60—Heating arrangements wherein the heating current flows through granular powdered or fluid material, e.g. for salt-bath furnace, electrolytic heating
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00389—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2208/00415—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements electric resistance heaters
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00654—Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • B01J2208/00681—Agglomeration
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/187—Details relating to the spatial orientation of the reactor inclined at an angle to the horizontal or to the vertical plane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Procedimiento de tratamiento térmico de productos pulverulentos (1), en particular de polvos, caracterizado por que se calientan dichos productos por circulación de dichos productos en un tubo de paso de corriente (5) dispuesto de forma inclinada con respecto a un plano horizontal (P) y, preferentemente, de manera sustancialmente vertical con respecto a este plano, fluyendo dichos productos en dicho tubo esencialmente por gravedad, y en el que se calientan dichos productos en dicho tubo (5) por calentamiento de las paredes del tubo por efecto Joule, estando dicho tubo unido y alimentado directamente por un dispositivo de alimentación eléctrica (6) que permite calentar las paredes de dicho tubo por efecto Joule.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Procedimiento de tratamiento termico de materiales pulverulentos.
La presente invencion se refiere a un procedimiento de tratamiento termico y, mas particularmente, de calentamiento de productos y materiales pulverulentos y polvos empleados en la industria, en particular en las industrias qufmicas y la construccion, por ejemplo.
El recalentamiento continuo de productos pulverulentos en la industria es un campo muy amplio dominado por equipos mecanicos voluminosos tales como hornos rotativos y lechos fluidizados que utiliza una accion externa (rotacion, vibracion) para hacer avanzar y para remover partfculas de los polvos cuando tiene lugar su subida de temperatura. Existen asimismo unas tecnicas de avance mecanico que actuan directamente sobre el producto tal como el tornillo de Arqufmedes u hornos de banda. Las fuentes de calentamiento en practicamente todos estos casos son unos combustibles fosiles tales como el gasoleo pesado o el gas natural.
En el documento JP 06003050 se describe el secado de un material pulverulento haciendolo pasar a traves de un tubo de cuarzo dispuesto verticalmente, estando dicho tubo dispuesto en el interior de un horno de calentamiento.
El calentamiento de productos pulverulentos es mas diffcil que el calentamiento de lfquidos ya que es necesario remover estos productos cuando tiene lugar su subida de temperatura con el fin de reducir su tiempo de calentamiento. Un aparato tfpico para realizar esta operacion es un horno rotativo que remueve el lecho de producto por la rotacion del cilindro. Un lecho fluidizado obtiene el mismo resultado pasando una corriente de aire a traves del producto con el fin de hacerlo fluido y para mejorar asf sus coeficientes de intercambio interno de calor. Unos sistemas vibratorios permiten fluidizar un producto pulverulento, pero con unos coeficientes de intercambio globales que se situan entre los hornos rotativos y los lechos aerofluidizados.
Las temperaturas obtenidas con los hornos rotativos pueden ser elevadas si el interior del cilindro esta revestido con materiales adecuados de tipo ladrillos refractarios. Pero en este caso, el aparato se vuelve muy pesado y voluminoso ya que el cilindro que esta en rotacion no debe ceder bajo el efecto del peso ni de la temperatura. Un ejemplo tfpico de estos hornos es un horno de cementera.
Un lecho fluidizado se puede utilizar para obtener altas temperaturas, al mismo nivel de la combustion como en el ejemplo de un quemador de lecho fluidizado en una central electrica donde el producto a calentar es el propio combustible.
Estos dispositivos son voluminosos y necesitan un segundo sistema capaz de proporcionar la energfa necesaria para el calentamiento del producto, o en forma de un generador de aire caliente, o unos quemadores en contacto directo con el producto o la superficie de calentamiento. El rendimiento es frecuentemente pequeno debido a que se ponen en juego grandes cantidades de aire y estas son desechadas despues del tratamiento. Son necesarias unas inversiones suplementarias para recuperar este calor (intercambiadores de alta temperatura, etc.).
El objetivo de la invencion es obtener un procedimiento y un dispositivo mejorados capaces de permitir el tratamiento de cualquier tipo de materiales pulverulentos y polvos, incluso los mas finos, a temperaturas que van hasta 1600°C a 2000°C sin los inconvenientes de los sistemas de calentamiento tradicionales evocados anteriormente.
Este objetivo se consigue segun un primer aspecto de la invencion gracias a un procedimiento de tratamiento termico de productos pulverulentos, en particular polvos, caracterizado por que se calientan dichos productos, en particular hasta una temperatura de por lo menos 700°C, en un tubo de paso de corriente dispuesto de forma inclinada con respecto a un plano horizontal y, preferentemente, en sentido sustancialmente vertical con respecto a este plano, fluyendo dichos productos en dicho tubo esencialmente por gravedad, y en el que se calientan dichos productos en dicho tubo (5) por calentamiento de las paredes del tubo por efecto Joule, estando dicho tubo unido y alimentado directamente por un dispositivo de alimentacion electrica (6) que permite calentar las paredes de dicho tubo por efecto Joule.
Por tanto, se comprende que el calentamiento de los productos se hace esencialmente por radiacion y, dado el caso, por contacto con la pared en el supuesto de un tubo inclinado.
Por tanto, el procedimiento de la invencion se basa en la utilizacion del tubo de paso de corriente estatica que permite calentar las paredes del tubo por el paso de una corriente electrica adaptada, denominada tambien "impedance heating tube". La temperatura obtenida en el tubo depende de la cantidad de corriente que recorre el tubo y de la naturaleza de la aleacion utilizada.
En el documento WO 94/23549 se describe un tubo de paso de corriente electrica utilizado para el calentamiento de un fluido.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Segun el procedimiento de la invencion, se calientan dichos productos en dicho tubo hasta una temperatura de como maximo 2000°C y, preferentemente, una temperatura comprendida entre 150°C y 1500°C, en particular entre 800°C y 1200°C. El tubo esta colocado verticalmente o de forma inclinada y el polvo es vertido simplemente al caudal deseado. Por la accion de la gravedad, el producto sale de nuevo por la parte baja del tubo despues de haber sido calentado mucho.
El procedimiento de tratamiento termico segun procedimientos conocidos en el estado de la tratamiento de los polvos muy elevadas, lo cual (de calentamiento) desde algunas decenas de segundos con el procedimiento de la invencion.
Ademas, este nuevo procedimiento permite tratar cualquier clase de polvos y productos pulverulentos, superando los problemas habituales de pegado y de efecto pelicular encontrados con los polvos de granulometrfa muy pequena, es decir, inferiores a 10 pm y esto con caudales de tratamiento y un rendimiento energetico elevados, en un volumen ocupado reducido debido a la simplicidad del dispositivo de tratamiento a realizar.
La presente invencion permite obtener un calentamiento mejor controlado y, dado el caso, mas homogeneo entre las diferentes partes de la superficie del tubo y, por tanto, obtener unos productos calentados de forma mas homogenea y uniforme en el interior del tubo y, en particular, mas rapidamente con un rendimiento energetico optimo.
En particular, la presente invencion permite evitar unos puntos de sobrecalentamiento del tubo, en particular en el caso de productos tratados termosensibles y/o muy finos, en particular de tamano inferior a 200 pm, que podrfan ser degradados localmente. Este calentamiento homogeneo de la superficie del tubo permite asimismo evitar problemas de resistencia mecanica del tubo, evitando los riesgos de fundicion localizada.
Segun el tipo de producto tratado y las caracterfsticas del tubo de paso de corriente utilizado para realizar el procedimiento, la potencia electrica de alimentacion de dicho tubo esta comprendida entre 10 kilovatios (kW) y 5 megavatios (MW).
De forma ventajosa, se puede regular asimismo la temperatura de dichos productos tratados en el interior de dicho tubo regulando la potencia electrica de alimentacion de dicho tubo.
En un modo de realizacion, se calienta uniformemente el tubo sobre toda la longitud y sobre toda su periferia.
No obstante, en un modo de realizacion ventajoso, se calienta el extremo superior de la pared del tubo, preferentemente sobre una longitud inferior o igual a un tercio de la longitud total del tubo calentado, a una temperatura mas elevada que el resto del tubo, es decir, la parte inferior restante del tubo, calentado uniformemente.
Asf, el producto introducido por la parte alta del tubo es llevado mas rapidamente a la temperatura buscada.
El dispositivo de introduccion que comprende un tornillo de alimentacion es ventajoso, ya que permite controlar de manera precisa el caudal de alimentacion del producto, cualquiera que sea el caudal de gas aplicado.
Ventajosamente, se hace circular, en particular si el tubo esta inclinado, un gas a cocorriente o a contracorriente de dichos productos tratados en dicho tubo en el curso del calentamiento de dichos productos.
De acuerdo con el procedimiento de la invencion, el caudal de dichos productos tratados en el interior de dicho tubo de paso de corriente esta comprendido entre 0,01 toneladas/hora y 10 toneladas/hora, en funcion de la naturaleza de los productos tratados y de la temperatura deseada de calentamiento de dichos productos, y el tiempo de estancia medio de los productos en el tubo esta comprendido entre 0,5 segundos y 2 minutos.
Otro aspecto de la invencion consiste en proporcionar un dispositivo para la realizacion del procedimiento de la invencion, comprendiendo este dispositivo un tubo de paso de corriente dispuesto de forma inclinada con respeto a un plano horizontal y, preferentemente, en direccion sustancialmente vertical con respecto a este plano, permitiendo que un dispositivo de alimentacion electrica de dicho tubo unido a dicho tubo caliente las paredes por efecto Joule, y un dispositivo de inyeccion de dichos materiales pulverulentos en dicho tubo dispuesto de forma que dichos productos introducidos en dicho tubo por dicho dispositivo de inyeccion fluyan en dicho tubo esencialmente por gravedad.
Un dispositivo de este tipo es particularmente ventajoso ya que presenta una ocupacion en el suelo insignificante con respecto a los hornos rotativos utilizados en el estado de la tecnica, asf como un coste de inversion muy inferior, sin tener en cuenta una facilidad de utilizacion particularmente importante.
la invencion es particularmente ventajoso con respecto a los tecnica. En efecto, permite alcanzar unas temperaturas de permite reducir considerablemente los tiempos de tratamientos minutos en los hornos giratorios o vibratorios hasta algunos
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
En un modo de realizacion, dicho tubo de paso de corriente esta inclinado en un angulo a comprendido entre 30° y 90° con respecto a dicho plano horizontal (P).
La aplicacion de un tubo inclinado permite reducir la altura total del dispositivo, pero sobre todo alargar el tiempo de estancia de los productos en el tubo, ya que estos estan en contacto con la superficie interior de la pared del tubo y giran sobre este, en lugar de caer directamente al vacfo en el interior de un tubo vertical. Este modo de realizacion con tubo inclinado es apropiado para productos pulverulentos que presentan una reologfa que permite una fluidez suficiente del producto sobre la pared.
De acuerdo con otra caracterfstica de la invencion, dichos productos son introducidos en dicho tubo por medio de un dispositivo de inyeccion que comprende una valvula alveolar o un tornillo de alimentacion aguas abajo de una tolva de alimentacion, y unos medios de inyeccion de gas en el extremo superior del tubo y/o entre la valvula o dicho tornillo de alimentacion y dicho tubo.
Unas caracterfsticas preferidas de este dispositivo residen particularmente en el hecho de que:
- comprende unos medios de inyeccion de gas en el interior de dicho tubo con el fin de hacer circular un gas a cocorriente o a contracorriente de los productos inyectados en dicho tubo por dicho dispositivo de inyeccion.
- comprende unos medios de regulacion de la potencia electrica suministrada por dicho dispositivo de alimentacion a dicho tubo.
Ademas, preferentemente, dicho tubo de paso de corriente esta unido a dicho dispositivo de alimentacion electrica en una pluralidad de puntos de conexion distribuidos sobre toda la longitud de dicho tubo y de manera que toda la pared del tubo se caliente de forma sustancialmente uniforme.
En un modo de realizacion ventajoso, el dispositivo de alimentacion electrica comprende un transformador de baja tension, preferentemente a una tension inferior a 100 V, preferentemente incluso 48 V, estando unido dicho tubo a dicho transformador por lo menos por dos cables de conexion.
Para una corriente monofasica o bifasica, se utilizan dos o tres cables de conexion. Para una corriente trifasica se utilizan cuatro cables de conexion correspondientes a las tres fases de la corriente electrica y al hilo de masa.
En general, los puntos de conexion estan distribuidos uniformemente sobre la longitud del tubo a calentar, es decir, distribuidos sucesivamente a distancia igual unos de otros.
No obstante, ventajosamente todavfa, la distancia entre los dos primeros puntos de conexion, en la parte superior del tubo, es mas pequena que la que hay entre los otros puntos de conexion distribuidos sustancialmente en equidistancia uno a continuacion de otro sobre el resto de la longitud del tubo calentado, preferentemente una distancia entre dichos dos primeros puntos de conexion de una longitud de 10 a 30% mas pequena que la distancia de distribucion uniforme de los otros puntos de conexion, y el espesor de dicho tubo entre los dichos dos primeros puntos de conexion es inferior al espesor del resto del tubo, preferentemente correspondiente a una reduccion de espesor del 10 al 30% con respecto al del resto del tubo.
Esto permite calentar primero la parte superior del tubo, entre los dos primeros puntos de conexion y, por tanto, calentar mas rapidamente el producto introducido en el tubo por la parte alta del mismo. La disminucion del espesor del tubo permite conservar unas resistencias electricas identicas entre los diferentes puntos de conexion para no desequilibrar las fases de la corriente de alimentacion. El calentamiento a una temperatura mas elevada de la parte superior del tubo proviene del hecho de que la misma potencia electrica es suministrada sobre una parte de tubo de longitud reducida con respecto a las otras partes de tubo entre los otros puntos de conexion sustancialmente equidistantes uno a continuacion de otro.
De este modo, se obtiene un procedimiento y un sistema de calentamiento muy potentes (hasta varios megavatios de energfa electrica inyectada) para un volumen ocupado muy pequeno y con una gran simplicidad de realizacion gracias a la ausencia de cualquier sistema mecanico y termico. Se puede tratar cualquier tipo de producto pulverulento homogeneo y no obstructivo.
El tubo esta constituido por un material conductor de electricidad. Segun una caracterfstica preferida del dispositivo de la invencion, dicho tubo de paso de corriente esta constituido por un material metalico amagnetico tal como una aleacion no magnetica de acero, preferentemente acero inoxidable austenftico, o aleaciones de nfquel, cromo, hierro, aluminio, por ejemplo el inconel o el monel. Como variante, para lograr particularmente unas temperaturas muy altas, el tubo puede estar constituido por ceramicas conductoras, por ejemplo a base de carburo de silicio, o bien el tubo puede estar constituido por un material a base de carbono en forma cristalina conductora, tal como en forma de grafito.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Ventajosamente, para que el procedimiento de la invencion pueda realizarse facilmente, dicho tubo de paso de corriente presenta ademas una longitud comprendida entre 2 y 50 m, preferentemente 5 a 30 m, y un diametro comprendido entre 20 y 220 mm, y un espesor de pared de 2 a 10 mm.
Otras caracterfsticas de la presente invencion se desprenderan mejor de la lectura de la descripcion detallada que sigue, hecha a tftulo no limitativo con referencia a la figura unica adjunta, que representa un dispositivo de calentamiento de productos pulverulentos que permite la realizacion del procedimiento de la invencion en un modo preferido de realizacion.
Este dispositivo comprende un tubo de paso de corriente 5, preferentemente suspendido o sostenido por unos puntales para ser instalado con un angulo a comprendido entre 30°C y 90°C (vertical) con respecto a un plano P horizontal correspondiente al suelo o, mas generalmente, al plano de edificacion del dispositivo. Cuando, como en el ejemplo representado, el tubo 5 esta dispuesto totalmente vertical con respecto al plano P, esto facilita el flujo del producto tratado en el tubo hasta la salida 7 de este y permite obtener muy buenos caudales de tratamiento, siendo la ventaja de una disposicion mas inclinada, hasta por ejemplo un angulo de 30°, la reduccion de la altura total del dispositivo.
El tubo de paso de corriente 5 esta conectado electricamente por unas lfneas 61 a un dispositivo de alimentacion electrica 6 capaz de suministrar una tension de alimentacion comprendida entre 1 V y 500 V. En general, las lfneas 61 estan conectadas de forma regular sobre toda la longitud del tubo 5 con el fin de obtener una distribucion homogenea de energfa electrica en el tubo 5 y un calentamiento uniforme de las paredes de este por efecto Joule, pudiendo la potencia electrica inyectada en el tubo por el dispositivo de alimentacion 6 variar entre 10 kW y 5 MW en funcion de la longitud y de la resistividad del tubo 5.
Unos reguladores de potencia (no representados) permiten modular la cantidad de energfa inyectada en el tubo 5, y regular la temperatura de calentamiento de este, la cual puede llevarse hasta 1600°C a 2000°C segun la naturaleza del tubo 5.
En un modo de realizacion, el dispositivo de alimentacion electrica comprende un transformador de baja tension alimentado por una corriente trifasica de 48 V. El transformador esta unido al tubo por cuatro cables de conexion 61, correspondientes a las tres fases y a la masa. Para calentar primero la parte superior del tubo con el fin de calentar mas rapidamente el producto, en la figura 1 se ha acortado la distancia entre los dos primeros puntos de conexion 61a y 61b, estando los otros puntos de conexion 61c y 61d distribuidos regularmente, es decir, que las distancias entre los puntos 61b-61c y 61c y 61d son identicas pero mas grandes que las que hay entre 61a-61 b.
Para poder suministrar una misma potencia electrica sobre una parte de tubo reducida mientras se conserva la misma resistencia electrica con el fin de conservar el equilibrado entre las fases, es decir, para conservar la misma resistencia electrica entre los diferentes puntos de conexion sucesivos, se reduce el espesor de dicha parte superior entre los dos primeros puntos de conexion 61a y 61b, en una misma proporcion que la reduccion de la distancia.
La regulacion de la temperatura del tubo se realiza por la modulacion de la potencia electrica inyectada en las paredes del tubo. El transformador es pilotado por un graduador de potencia que utiliza unos tiristores que funcionan en modo trenes de ondas rapidas. Se puede modular asf la potencia inyectada por impulsos marcha/parada cada 10 a 40 ciclos, por ejemplo. Un bucle de regulacion compuesto por una sonda termopar y un regulador de tipo PID unidos a dicho graduador. La sonda termopar puede estar colocada en el flujo de producto o, mas generalmente, sobre la pared del tubo. Este tipo de regulacion permite regular precisamente, a +/- 1°C, la temperatura del tubo ya que la inercia termica de la instalacion es muy pequena.
El tubo 5 esta realizado preferentemente en una aleacion metalica amagnetica para evitar el efecto pelicular donde se concentra corriente sobre la superficie exterior del tubo, un fenomeno particularmente perturbador con las corrientes tan fuertes inyectadas en el tubo. De forma mas simple, el tubo de paso de corriente 5 esta constituido por acero inoxidable en un diametro frecuentemente disponible. Este diametro se elige practicamente en funcion del producto tratado, del caudal deseado y del tiempo de estancia en el tubo.
El procedimiento y el dispositivo de tratamiento termico de la invencion permiten tratar, segun los primeros ensayos realizados, cualquier tipo de producto pulverulento y polvos en caudales comprendidos entre 10 kg/h y 10 T/h, los diametros de tubo 5 utilizados pueden variar entre 20 mm y 220 mm para longitudes de tubos comprendidas entre 10 m a 50 m y espesores de 2 a 6 mm.
A tftulo de ejemplo, se puede emplear un tubo DN50 (0 ext 60,3 x 2,9 mm de espesor) para el calentamiento de un polvo de oxido de zinc de masa volumetrica p = 1200 kg/m3 a un caudal de 1 T/h, o un tubo DN65 (0 ext 76 x 2,9 mm de espesor) para el calentamiento de un polvo de oxido de nfquel de masa volumetrica p = 450 kg/m3 a un caudal de 1,5 T/h.
5
10
15
20
25
30
35
40
En el extremo superior del tubo 5 esta situada una tolva 2 de recepcion del producto a tratar 1 y un dispositivo de inyeccion de dicho producto 1 en el tubo 5 que comprende una valvula alveolar 3 combinada en unos primeros medios de inyeccion de gas frfo 4 entre dicha valvula 3 y la entrada del tubo 5. Este gas puede ser un gas reactivo, aire comprimido o un gas inerte y permite aislar termicamente y proteger la valvula alveolar contra el calor liberado por la temperatura elevada del tubo 5 en funcionamiento.
En una variante de utilizacion, la valvula alveolar 3 es sustituida por un tornillo de alimentacion.
De forma complementaria, es posible prever asimismo, como se representa en la figura, unos segundos medios de inyeccion y/o de aspiracion de gas 8, 9 al nivel del extremo superior y/o, respectivamente, del extremo inferior del tubo 5 con el fin de inyectar y hacer circular un gas, que puede ser identico al gas de refrigeracion, a contracorriente o, preferentemente, a cocorriente del producto tratado en el tubo.
Dicha circulacion de gas a cocorriente o a contracorriente permite varias posibilidades tales como la evacuacion de efluentes gaseosos, la inertizacion del dispositivo o la puesta en contacto con un gas reactivo.
Un ejemplo de tratamiento termico susceptible de ser realizado de acuerdo con el procedimiento de la invencion se refiere a la sinterizacion de oxidos metalicos tales como el oxido de nfquel.
Este producto se presenta en forma de un polvo cuya densidad es del orden de 0,3 kg/l con un tamano de partfculas de aproximadamente 5 pm. La superficie especffica medida de estos polvos es del orden de 20 m2/g.
Ahora bien, su utilizacion en la industria, en particular para operaciones de revestimiento, necesita una reduccion de la superficie especffica de aproximadamente 5 m2/g y una reduccion de la masa volumetrica de aproximadamente 0,45 kg/l.
Para obtener este resultado, el polvo debe ser calentado a una temperatura superior a 800°C durante una corta duracion de tiempo.
Este calentamiento se puede realizar de acuerdo con el procedimiento de la invencion en un tubo de paso de corriente vertical 5 tal como se representa en la figura unica adjunta, por ejemplo, constituido por Inconel con un diametro de 60 mm para una longitud de 12 m.
El polvo de oxido de nfquel es introducido en el tubo 5 dispuesto verticalmente a un caudal de 200 kg/h y es calentado a una temperatura del orden de 1000°C conseguida de forma muy rapida, es decir, con un tiempo de estancia de algunos segundos en el interior del tubo 5 y, en la practica, inferior a 10 segundos.
Durante la circulacion de los polvos en el tubo 5, una pequena cocorriente de nitrogeno permite liberar los efluentes gaseosos liberados por el calentamiento de los polvos sin perturbar el funcionamiento global del dispositivo.
A la salida 7 del tubo de calentamiento se recuperan los polvos de oxido de nfquel despues del calentamiento con una superficie especffica y una masa volumetrica satisfactorias para su utilizacion.

Claims (19)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de tratamiento termico de productos pulverulentos (1), en particular de polvos, caracterizado por que se calientan dichos productos por circulacion de dichos productos en un tubo de paso de corriente (5) dispuesto de forma inclinada con respecto a un plano horizontal (P) y, preferentemente, de manera sustancialmente vertical con respecto a este plano, fluyendo dichos productos en dicho tubo esencialmente por gravedad, y en el que se calientan dichos productos en dicho tubo (5) por calentamiento de las paredes del tubo por efecto Joule, estando dicho tubo unido y alimentado directamente por un dispositivo de alimentacion electrica (6) que permite calentar las paredes de dicho tubo por efecto Joule.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que se calientan dichos productos (1) en dicho tubo (5) hasta una temperatura de como maximo 2000°C y, preferentemente, una temperatura comprendida entre 150 y 1500°C.
  3. 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que dicho tubo de paso de corriente (5) esta inclinado en un angulo a comprendido entre 30° y 90° con respecto a dicho plano horizontal (P).
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que la potencia electrica de alimentacion de dicho tubo (5) esta comprendida entre 10 kilovatios y 5 megavatios.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 3 o 4, en el que se regula la temperatura de dichos productos tratados en el interior de dicho tubo por regulacion de la potencia electrica de alimentacion de dicho tubo.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se calienta el extremo superior de la pared del tubo a una temperatura mas elevada que el resto del tubo calentado uniformemente.
  7. 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se hace circular un gas a cocorriente o a contracorriente de dichos productos tratados en dicho tubo (5) en el curso del calentamiento de dichos productos.
  8. 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dichos productos pulverulentos presentan una granulometrfa media inferior a 200 pm.
  9. 9. Dispositivo para la realizacion del procedimiento de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende un tubo de paso de corriente (5) dispuesto de forma inclinada con respecto a un plano horizontal (P) y, preferentemente, de manera sustancialmente vertical con respecto a este plano, un dispositivo de alimentacion electrica (6) unido a dicho tubo, que permite calentar sus paredes por efecto Joule, y un dispositivo de inyeccion de dichos materiales pulverulentos en dicho tubo dispuesto de manera que dichos productos introducidos en dicho tubo por dicho dispositivo de inyeccion fluyan en dicho tubo esencialmente por gravedad.
  10. 10. Dispositivo segun la reivindicacion 9, en el que dicho tubo de paso de corriente (5) esta inclinado en un angulo a comprendido entre 30° y 90° con respecto a dicho plano horizontal (P).
  11. 11. Dispositivo segun la reivindicacion 9 o 10, en el que dicho tubo de paso de corriente (5) esta unido a dicho dispositivo de alimentacion electrica (6) en una pluralidad de puntos de conexion distribuidos sobre toda la longitud de dicho tubo y de manera que caliente de manera sustancialmente uniforme toda la pared del tubo.
  12. 12. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el dispositivo de alimentacion electrica comprende un transformador de baja tension, preferentemente a una tension inferior a 100 V, preferentemente incluso 48 V, estando dicho tubo unido a dicho transformador por lo menos por dos cables de conexion (61).
  13. 13. Dispositivo segun la reivindicacion 12, caracterizado por que el tubo es alimentado con corriente electrica trifasica, estando dicho tubo unido a dicho transformador por cuatro cables de conexion (61).
  14. 14. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado por que la distancia entre los dos primeros puntos (61a, 61b) de conexion, en la parte superior del tubo, es mas pequena que la que hay entre los otros puntos de conexion (61c, 61d) distribuidos sustancialmente equidistantes unos a continuacion de los otros por el resto de la longitud del tubo calentado, preferentemente una distancia entre dichos dos primeros puntos de conexion de una longitud de 10 a 30% mas pequena que la distancia entre los otros puntos de conexion sucesivos equidistantes, y el espesor de dicho tubo entre dichos dos primeros puntos de conexion es inferior al espesor del resto del tubo, preferentemente correspondiente a una reduccion de espesor de 10 a 30% con respecto al del resto del tubo.
  15. 15. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 14, en el que dicho dispositivo de inyeccion comprende una valvula alveolar (3) o un tornillo de alimentacion aguas abajo de una tolva de alimentacion (2) y unos medios (8,
    4) de inyeccion de gas en el extremo superior del tubo y/o entre dicha valvula o dicho tornillo de alimentacion y dicho tubo.
  16. 16. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 15, que comprende ademas unos medios de inyeccion de 5 gas en el interior de dicho tubo con el fin de hacer circular dicho gas a cocorriente o a contracorriente de los
    productos inyectados en dicho tubo por dicho dispositivo de inyeccion.
  17. 17. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado por que el material constitutivo de dicho tubo es una aleacion no magnetica de acero, carburo de silicio o carbono en forma de grafito.
    10
  18. 18. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 17, en el que dicho tubo de paso de corriente presenta una longitud comprendida entre 2 y 50 m, preferentemente 5 a 30 m.
  19. 19. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 9 a 18, en el que dicho tubo de paso de corriente presenta un 15 diametro comprendido entre 20 y 220 mm y un espesor de pared de 2 a 10 mm.
ES07858571.8T 2006-12-21 2007-10-15 Procedimiento de tratamiento térmico de materiales pulverulentos Active ES2630207T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0655793A FR2910777B1 (fr) 2006-12-21 2006-12-21 Procede de traitement thermique de materiaux pulverulents
FR0655793 2006-12-21
PCT/FR2007/052144 WO2008081123A1 (fr) 2006-12-21 2007-10-15 Procede de traitement thermique de materiaux pulverulents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2630207T3 true ES2630207T3 (es) 2017-08-18

Family

ID=38158051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07858571.8T Active ES2630207T3 (es) 2006-12-21 2007-10-15 Procedimiento de tratamiento térmico de materiales pulverulentos

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090067470A1 (es)
EP (1) EP2103184B1 (es)
CA (1) CA2672721C (es)
ES (1) ES2630207T3 (es)
FR (1) FR2910777B1 (es)
WO (1) WO2008081123A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023111327A1 (en) 2021-12-16 2023-06-22 N.V. Nutricia Edible powders with protein with standardized and reproducible allergenicity, and methods for preparing the same

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US757634A (en) * 1903-04-30 1904-04-19 Union Carbide Corp Electric-resistance furnace.
US2287671A (en) * 1939-01-25 1942-06-23 Henleys Telegraph Works Co Ltd Tubular melting furnace
US2270245A (en) * 1940-04-23 1942-01-20 Maurice E Barker Charcoal activating furnace
US2491210A (en) * 1943-01-07 1949-12-13 Westinghouse Electric Corp Tube furnace for producing metal
US3089251A (en) * 1959-06-04 1963-05-14 Dorr Oliver Inc Treatment chamber for material in a fluidized state
FR2254628B1 (es) * 1973-12-15 1979-10-12 Nippon Kokan Kk
US4082543A (en) * 1977-02-16 1978-04-04 Midrex Corporation Method for reducing particulate iron oxide to metallic iron with solid reductant
DE2846352A1 (de) * 1978-10-25 1980-05-08 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des graphitierungsgrades von russen sowie die verwendung dieser russe
DE3214472A1 (de) * 1982-04-20 1983-10-27 Hubert Eirich Vorrichtung zum erhitzen von elektrisch leitfaehigen schuettguetern
AT382142B (de) * 1984-12-17 1987-01-12 Ruthner Michael Johann Dipl In Verfahren und vorrichtung zur herstellung von keramischen pulvern auf der basis von einund/oder mehrkomponentigen metalloxiden, sowie von deren gemischen
JPS61216728A (ja) * 1985-03-20 1986-09-26 Murata Mfg Co Ltd 竪型セラミツクス仮焼炉
SE469754B (sv) * 1990-05-14 1993-09-06 Kanthal Ab Ugn foer krackning av kolvaeten
FR2666474B1 (fr) * 1990-08-28 1992-11-06 De Stoutz Jean Dispositif pour le chauffage de fluides par effet joule.
US5072094A (en) * 1990-09-11 1991-12-10 United States Department Of Energy Tube furnace
US5173921A (en) * 1991-01-04 1992-12-22 Gaylord E Mervyn J Apparatus and process for activation of carbon by electrical resistance heating in the presence of steam
JPH063050A (ja) * 1992-06-16 1994-01-11 Nitto Chem Ind Co Ltd 粉体の乾燥方法
FR2701861B1 (fr) * 1993-02-26 1995-06-02 Eurecat Europ Retrait Catalys Traitement thermique de particules solides de catalyseurs ou d'adsorbants en présence de fluide dans une spire hélicoïdale vibrante.
WO1994023549A2 (en) * 1993-03-29 1994-10-13 Ing. Biro Establishment Electrical heater
US6258456B1 (en) * 1998-01-30 2001-07-10 Black Diamond Granules, Inc. Spheroidal slag particles and apparatus and process for producing spheroidal slag and fly ash particles
US5974076A (en) * 1998-02-09 1999-10-26 Brassey; John Michael Apparatus for activation of carbonaceous char or reactivation of spent carbon by electrical resistance heating
US5946342A (en) * 1998-09-04 1999-08-31 Koslow Technologies Corp. Process and apparatus for the production of activated carbon
KR100837747B1 (ko) * 2002-01-24 2008-06-13 헤라에우스 테네보 게엠베하 저항로
CN1277961C (zh) * 2002-06-13 2006-10-04 中国石化上海石油化工股份有限公司 一种采用热管加热牵伸的聚酯长丝制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008081123A1 (fr) 2008-07-10
CA2672721A1 (fr) 2008-07-10
EP2103184A1 (fr) 2009-09-23
EP2103184B1 (fr) 2017-04-05
US20090067470A1 (en) 2009-03-12
FR2910777A1 (fr) 2008-06-27
CA2672721C (fr) 2016-11-29
FR2910777B1 (fr) 2013-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2914044T3 (es) Reactor calentado eléctricamente y un proceso de conversión de gas mediante el uso de dicho reactor
FI92157C (fi) Pyörrekerroslaitteisto
KR20090095651A (ko) 용탕에 열을 제공하면서 용탕을 이송하기 위한 방법 및 장치
Badie et al. 52 Decarbonation of calcite and phosphate rock in solar chemical reactors.
ES2630207T3 (es) Procedimiento de tratamiento térmico de materiales pulverulentos
TWI662006B (zh) Fly ash heating sintering device and sintering method
JP5176222B2 (ja) 垂直焼成炉及びそれを使用した焼成方法
JP5689649B2 (ja) 回転炉
JP2015178913A (ja) スラグ熱回収装置、スラグ熱回収方法および熱製造方法
JP2784595B2 (ja) ケイ素製錬法及びケイ素製錬炉
US3598944A (en) A device for the heat treatment of powdery substances by means of a high-temperature plasma
Li et al. Experimental evaluation of an indirectly-irradiated packed-bed solar thermochemical reactor for calcination–carbonation chemical looping
García-Plaza et al. Experimental study of different coatings on silica sand in a directly irradiated fluidised bed: Thermal behaviour and cycling analysis
JPH09184686A (ja) 炭素電極ボディの縦方向黒鉛化（ｌｗｇ）装置
ES2818577T3 (es) Instalación con un horno y procedimiento para el funcionamiento de una instalación de este tipo
Chinnici et al. First-of-a-kind investigation on performance of a directly-irradiated windowless vortex-based particle receiver
US3660585A (en) Frozen shell metal melting means
ES2227428T3 (es) Procedimiento e instalacion para el tratamiento de deshidroxilacion de silicato de aluminio.
KR20180055821A (ko) 노
KR101546343B1 (ko) 커버 처짐 방지부를 포함하는 수직 반응 장치
KR20230039760A (ko) 고체 열화학 연료 장치
KR101244364B1 (ko) 파우더 제거 장치
JPS60122714A (ja) 四塩化珪素の製造方法及びその製造装置
US583249A (en) Electric furnace and method of operating same
US20240093948A1 (en) Thermal storage unit