FI105828B - Laitteisto suspensiosulatusuunin rikastepolttimen jauhemaisen materiaalin syötön tasaamiseksi - Google Patents

Description

1 105828.

LAITTEISTO SUSPENSIOSULATUSUUNIN RIKASTEPOLTTIMEN JAUHEMAISEN MATERIAALIN SYÖTÖN TASAAMISEKSI

* Tämä keksintö kohdistuu suspensiosulatusuunin rikastepolttimen jauhemai- 5 sen materiaalin syöttölaitteistoon, jonka avulla uuniin syötettävän kiinteän hienojakoisen materiaalin syöttö saadaan jaettua tasaisesti jo rikaste-polttimelle. Keksinnön mukaisesti laitteistoon sijoitetaan raaka-ainekuljetti-men ja varsinaisen rikastepolttimen väliin tärysyötin, ja rikastepolttimen syöttöputket varustetaan materiaalia jakavilla siivekkeillä.

10

Suspensiosulatusuuniin tapahtuva jauhemaisen materiaalin kuten rikasteen, kuonaa muodostavien aineiden ja lentopölyn syöttö tapahtuu uunin reaktiokuilun päälle sijoitetun rikastepolttimen kautta. Myöhemmin tekstissä puhutaan yksinkertaisuuden vuoksi vain rikasteesta, ja sillä tarkoitetaan 15 kaikkea uuniin rikastepolttimen kautta syötettävää jauhemaista materiaalia. Rikastepolttimen hyvälle toiminnalle on erinomaisen tärkeää, että rikaste ja prosessi-ilma sekoittuvat tasaisesti niiden purkautuessa polttimesta reaktiotilaan eli suspensiosulatusuunin reaktiokuilun yläosaan. Mikäli näin ei ole, on tuloksena toisaalta rikasteen alireagoitumista alueella, jossa 20 rikastetta on tavoiteltua prosessi-ilma/rikaste-suhdetta enemmän ja toisaalta .. rikasteen ylireagoitumista alueella, missä rikastetta on tavoiteltua prosessi-ilma/rikaste-suhdetta vähemmän, jolloin reaktioiden tuotteena syntyy runsaammin magnetiittia. Magnetiitti on hitaasti liukenevaa ja se huonontaa tuotetun kuonan laatua siten, että se nostaa kuonan 25 viskositeettia, ja korkea viskositeetti puolestaan hidastaa kiven ja kuonan ' : erkautumista alauunissa, .

Huonolla rikasteen jakautumisella on myös selvä vaikutus reaktiokuilun lämpötilaprofiiliin: uuniin syntyy kuumia alueita, joilla reaktiokuilua suojaava, 30 rikasteesta muodostuva autogeeninen vuoraus joutuu suuremmalle lämpökuormarasitukselle ja seurauksena voi pahimmassa tapauksessa olla 105828.

reaktiokuilun seinämän tuhoutuminen. On myös osoitettu, että pölyn muodostus on voimakkaampaa, kun poltin ei huonosta rikastejakaumasta johtuen toimi kunnolla.

5 Nykyisin käytössä olevissa ratkaisuissa rikaste tuodaan rikasteen syöttö-siilosta rikastepolttimeen pääasiassa redlerillä eli kolakuljettimella, josta purkautuva raaka-ainevirta johdetaan ensin rikastepolttimen suppiloon ja sieltä edelleen rikasteen syöttöputkia pitkin itse varsinaiseen rikastepolttimeen. Laitteet rakennetaan käytössä olevien tilojen mukaan, ja sen 10 vuoksi kuljetin ja rikasteputket voivat keskenään muodostaa 90° kulman, jolloin muuttaessaan virtaussuuntaa rikastepolttimen suppilossa lievästi fluidisoituneessa tilassa oleva rikaste käyttäytyy kuin neste, ja rikasteen virtaus ja erityisesti jakautuminen rikasteputken poikkipinta-alalla on epätasapainossa, ja tämä edelleen heikentää rikasteen jakautumista 15 polttimessa.

Useimmissa tapauksissa rikaste tuodaan rikastepolttimelle kahden erillisen rikastekuljettimen avulla. Näissä tapauksissa rikasteen jakautuminen polttimelle on riippuvainen kuljettimien synkronoinnista. Pitempiaikainen 20 operointi vain yhdellä kuljettimella aiheuttaa puolestaan samanlaisia vaikeuksia kuin mitä edellä on kerrottu rikasteen jakautuessa epätasaisesti rikasteen syöttöputkessa.

Edelläkuvattujen ongelmien ratkaisemiseksi on nyt kehitetty laitteisto 25 suspensiosulatusuunin rikastepolttimen jauhemaisen materiaalin syötön tasaamiseksi, jossa rikastekuljettimelta purkautuva raaka-ainevirta syötetään juuri ennen varsinaista poltinta lyhyeen tärysyöttimeen, jonka frekvenssi on säädetty sellaiseksi, että rikaste hieman pakkautuu syöttimessä ja tämän vuoksi jakautuu tasaisesti koko syöttimen 30 vaakapinnalle. Tärysyöttimestä rikastepolttimelle raaka-aineen syöttävät i 3 105828 rikasteen syöttöputket on edullista varustaa väliseinillä. Keksinnön , olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.

* Rikastepolttimen syöttölaitteistoon kuuluva tärysyötin on sijoitettu 5 varsinaiseen rikastepolttimeen nähden siten, että syöttimen tuottama rikastevirtaus on kohtisuorassa polttimen pystyakselin suhteen, jolloin rikastevirtaus saadaan syöttimen jälkeen jaettua tasaisesti haluttuun määrään. Vaikka edellä rikastevirtauksen suunnan kääntäminen nähtiin haittana, se ei ole sitä tässä tapauksessa, koska tärysyöttimen jälkeen 10 sijoitetut rikasteputket on varustettu väliseinillä, jotka jakavat rikasteen tasaisesti yli koko putkien poikkipinta-alan. Jakoa varmistetaan vielä tekemällä tärysyöttimeen pienet levittimet, jotka parantavat jakautumista tarkalleen halutussa kohdassa. Tärysyöttimellä aikaansaatu rikastejako säilytetään jakamalla tärysyöttimestä rikastepolttimeen menevä syöttöputki 15 väliseinillä, siivekkeillä.

Edellä kuvattu, keksinnön mukainen syöttölaitteisto toimii erinomaisesti yhden syöttimen tapauksessa tasaten rikastevirtauksen sekä ajallisesti että paikallisesti. Mutta jos rakenteeseen kuuluu kaksi rikastekuljetinta ja niitä 20 halutaan käyttää epäsynkronisesti, tuloksena on edelleenkin epätasainen raaka-aineen jakautuminen. Tämä tilanne voidaan ratkaista kahdella tavalla riippuen siitä, onko epäsynkroninen syöttö usein vai harvoin toistuvaa.

Jos epäsynkronista syöttöä halutaan käyttää tai joudutaan käyttämään 25 suhteellisen usein, on edullista jakaa itse rikastepolttimen rikasteen ” sisääntuloalue molemmilta puolilta neljään lohkoon siten, että rikastepolttimen rengasmaisen purkauskanavan neljään lohkoon tulee materiaalia tasaisesti jakautuneena.

30 Edellä kuvatun laitteistomuutoksen toteuttaminen vanhemmissa poltintyy- peissä vaatii kuitenkin suurempia muutoksia. Siksi vanhoissa 105828 rikastepolttimissa sekä tapauksissa, joissa operointia yhdellä syöttimellä tapahtuu vain harvoin, on helpompi pysäyttää prosessi ja varustaa rikaste-polttimen syöttöputket ja purkauskanava sisäpuolelta lisäsiivekkeillä, jotka jakavat vain yhdeltä puolelta tulevan syötön neljään osaan. Siivekkeet on 5 suunniteltu siten, että niitä voidaan käyttää peilikuvamaisesti riippumatta siitä, kumman puolen rikastesyötin on toiminnassa.

Keksinnön mukaista laitteistoa selostetaan vielä oheisten kuvien avulla, joissa kuva 1 esittää periaatekuvaa suspensiosulatusuunista ja sen 10 syöttölaitteista, kuva 2 on pystyeikkaus keksinnön mukaisesta rikastepolttimen syöttö-laitteistosta, kuvissa 3A ja 3B on esitetty sivukuvanto ja poikkileikkaus eräästä rikasteen syöttöputkien ja purkauskanavan rakennejärjestelystä, 15 kuvissa 4A ja 4B on toinen vaihtoehto sivukuvantona ja poikkileikkauksena, ja kuvissa 5A, 5B ja 5C kuva A on pystyleikkaus, kuva B sivukuvanto rikasteen syöttöputkien ja purkauskanavan eri kohdista ja C on vastaava poikkileikkaus eräästä keksinnön mukaisesta vaihtoehdosta.

20 Kuvassa 1 nähdään liekkisulatusuuni 1, johon jauhemainen kiintoaine syötetään rikastepolttimen 2 kautta. Rikaste siirretään säiliöstä 3 kuljettimen 4 avulla purkauskanavan 5 yläosaan niin, että materiaali putoaa jatkuvana virtana em. kanavan 5 kautta uunin 1 reaktiokuilun 6 yläosaan 7. Reaktiokaasu johdetaan kaasun syöttöelimien 8 kautta rikastekanavan 25 ympäriltä reaktiokuilun suuntaisesti sen yläosaan.

Kuvassa 2 on tarkemmin kuvattu keksinnön mukaista sellaista laitteistoa rikasteen jakamiseksi tasaisesti polttimelle, jossa sekä rikasteen että reaktiokaasun syöttö tapahtuu kahdesta suunnasta. Rikaste on johdettu 30 kuljettimella rikastesäiliöihin 3, jotka on alaosastaan yhdistetty tärysyöttimiin 9. Tärysyöttimet on vielä varustettu levittimillä rikasteen tasaisen i 5 105828.

jakautumisen varmistamiseksi, mutta levittimet eivät näy kuvassa. Tärysyöt-, timet puolestaan on yhdistetty rikasteen syöttöputkiin 10, joista rikaste valuu rikasteen purkauskanavaan 5. Purkauskanavan keskelle on sijoitettu * rikastehajotin 11, jonka alaosan jättöpinta 12 on varustettu rei’illä, joiden 5 kautta vaakasuoraan syötetty ilma levittää rikastevirtaa ulospäin. Koska rikastehajotin on ennestään tunnettua tekniikkaa, siihen liittyviä laitteita ei kuvassa ole esitetty tarkemmin.

Rikastepoittimeen kuuluva kaasunsyöttölaitteisto 13 on myös yläosastaan 10 kaksiosainen ja alaosastaan yhdistyy rikasteen purkauskanavaa 5 ympäröiväksi rengasmaiseksi syöttölaitteeksi 14, josta kaasu purkautuu reaktiokuilun yläosaan 7. Rikastepoltin kokonaisuudessaan muodostuu reaktiokaasun syöttöelimistä, rikasteen syöttöelimistä ja keskimmäisenä sijaitsevasta rikastehajottimesta, ja tarpeen vaatiessa rikastehajottimen 15 sisäpuolelle voidaan vielä sijoittaa lisäpolttoaineen ja/tai lisäkaasun syöttöelimet.

Kuvissa 3A ja 3B on esitetty eräs tapa, miten rikasteen syöttöä voidaan tasoittaa varustamalla rikasteen syöttöputket ja purkauskanava väliseinillä, 20 kun rikastesyöttö tulee kahdesta, toisiinsa nähden vastakkaisessa ... suunnassa olevasta syöttöputkesta 10 purkauskanavaan 5. Syöttöputket on varustettu väliseinällä 15, joka jakaa putket olennaisesti kahteen yhtä suureen kanavaan 16. Väliseinät ulottuvat purkauskanavan sisälle rikastehajottimeen 10 saakka. Purkauskanavaan 5 on lisäksi tehty 25 väliseinät, siivekkeet 17, jotka ovat olennaisesti suorassa kulmassa syöttö- * putkien väliseiniin nähden. Näin rikastevirta jaetaan uuniin neljän, toisiinsa nähden symmetrisen lohkon 18 kautta. Mikäli tarve vaatii, lohkot, sektorit voivat olla keskenään myös erikokoisia.

30 Kuvissa 4A ja 4B on esitetty syöttöjörjestely, kun rikastesyöttö tulee vain yhdestä syöttöputkesta. Tässäkin tapauksessa syöttöputki 10 on jaettu 6 105828 rikastehajottimeen 11 ulottuvalla väliseinällä 15. Purkauskanava 5 on sen lisäksi jaettu syöttöputken väliseinän 15 kanssa suunnilleen samansuuntaisilla ja myöskin rikastehajottimeen ulottuvilla siivekkeillä 19 neljäksi lohkoiksi, joista rikastevirtauksen tulosuunnassa katsottuna 5 sisimmät lohkot 20 ovat poikkipinta-alaltaan pienempiä kuin ulommat lohkot 21. Myös käyttämättömän syöttöputken väliseinä toimii yhtenä väliseinänä lohkojen välissä. Mikäli toista syöttöputkea ei ole, on purkauskanavan takaosa (rikasteen virtaussuunnassa katsottuna) jaettu syöttöputken väliseinän 15 suuntaisella levyllä kahteen osaan. Erikokoiset lohkot voivat 10 aiheuttaa jonkin verran epätasaisuutta syötön jakautumaan, mutta ratkaisu on yleensä tarkoitettu väliaikaiseksi, ja joka tapauksessa se antaa paremman tuloksen kuin aikaisemmin käytetty, jakamaton purkauskanava.

Kuvissa 5A, 5B ja 5C on vielä kuvattu eräs keksinnön mukainen vaihtoehto, 15 jossa jo rikasteputket 10 on jaettu useammalla väliseinällä. Keskimmäiset väliseinät 15 on asetettu purkauskanavan säteen suuntaisiksi jakamaan rikasteputket ja purkauskanava kahteen sektoriin kuten aikaisemmissakin ratkaisuissa. Tässä tapauksessa rikasteputkien ulommat väliseinät 22 ovat olennaisesti samansuuntaisia kuin keskimmäinen väliseinä 15. 20 Purkauskanavan sisälle tulevat siivekkeet 23 ovat myös varsin , samansuuntaisia kuin rikasteputkien ulommat väliseinät, mutta ne eivät rajoitu rikastehajottimeen 11 vaan ne on sijoitettu purkauskanavan seinän ja rikastehajottimen väliin. On selvää, että siivekkeiden muotoa voidaan jonkin verran muutella keksinnön ajatuksen siitä kärsimättä.

25 * i

Claims (8)

105828

1. Laitteisto suspensiosulatusuunin rikastepolttimen jauhemaisen materiaalin syötön tasaamiseksi, jolloin rikastepoltin (2) muodostuu 5 reaktiokaasun syöttöelimistä (13,14), jauhemaisen materiaalin syöttöelimistä (5,10) ja rikastehajottimesta (11), tunnettu sitä, että jauhemaisen materiaalin säiliön (3) ja jauhemaisen materiaalin syöttöputken (10) väliin on sijoitettu tärysyötin (9), ja että rikastepolttimen syöttöputki (10) on varustettu ainakin yhdellä materiaalia jakavalla 10 väliseinällä (12).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rikasteen syöttöputki (10) on yhdistetty rengasmaiseen purkauskanavaan (5), joka on varustettu materiaalia jakavilla siivekkeillä (19, 23). 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rikasteen syöttöputken jakava keskimmäinen väliseinä (15) ulottuu rengasmaisen purkauskanavan (5) sisälle rikastehajottimeen (11) asti.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että purkauskanavan (5) siivekkeet (19) on sijoitettu olemaan olennaisesti suorassa kulmassa syöttöputken väliseinään (15) nähden.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 25 purkauskanavan (5) siivekkeet (19) on sijoitettu syöttöputken keskimmäi-, sen väliseinän (15) suuntaisesti ja ulottumaan rikastehajottimelle (11).

. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rikastepolttimen syöttöputki (10) on jaettu useamman, olennaisesti 8 105828 samansuuntaisen väliseinän (15, 22) avulla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että purkauskanavan (5) siivekkeet (19,23) on sijoitettu olemaan olennaisesti 5 samansuuntaisia syöttöputken väliseinien (15,22) kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jauhemaisen materiaalin säiliöiden (3), tärysyöttimien (9) ja rikaste-putkien (10) määrä on kaksi. 10 * 105828