FI76138B - Anordning i en roterugn. - Google Patents

Description

761 38

Laite pyörivässä uunissa - Anordning i en roterugn

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite materiaalin kuivaamiseksi ja lämmittämiseksi regeneratiivisen lämmönsiirron avulla pyörivässä uunissa, erityisesti sellaisissa, joissa poltetaan meesaa.

Meesa on nimitys sulfaattiselluloosatehtaan kaustistamossa muodostuvalle kalsiumkarbonaattilietteelle, joka ennen pyörivässä uunissa tapahtuvaa kalsiumoksidiksi regenerointia kuivataan mekaanisesti rumpusuotimellä tai suotopuristimellä.

Rumpusuotimelta tulevassa meesassa on vettä jäljellä yleensä 25 - 40 % märkäpainosta laskettuna. Jäljellä olevan veden poisto tapahtuu kuumien savukaasujen avulla meesauunissa. Lämmönsiirron tehostamiseksi käytetään uunissa tavanomaisesti kuivausketjuja, jotka toimivat regeneratiivisen lämmön-siirtimen periaatteella siten, että ne varastoivat lämpöä kaasuista itseensä ja luovuttavat lämmön edelleen meesaan, kun ketjut uunin pyöriessä akselinsa ympäri ovat vuoroin kaasujen, vuoroin meesan koskettamat.

Ketjuvyöhyke on käytännössä osoittautunut tehokkaaksi läm-mönsiirtimeksi. Sillä on kuitenkin myös haittapuolensa. Meesaa ei ole järkevää kuivata täydellisesti ketjujen alueella, koska muuten uuni alkaa pölytä ja liian suuri osa meesasta kulkeutuu kaasun mukana pois uunista. Mekaanisesti meesaa kuivaavien rumpusuotimien kehitys on toisaalta johtanut siihen, että meesan kuiva-ainepitoisuus ennen uunia on kasvanut. Noin 10 vuotta sitten oli meesan tyypillinen kuiva-ai-nepitoisuus rumpusuotimen jälkeen 65 - 70 % , mutta nykyisin on 70 % ylitys jokapäiväistä ja parhaimmat kuiva-ainetasot lähestyvät jo 80 %. Samalla on havaittu, että uunin poisto-kaasujen pölypitoisuus on kasvanut. Aiheuttajaksi on havaittu ketjuvyöhyke. Uunin pyöriessä ketjut heiluvat ja lyövät toisiaan vasten, jolloin ketjuihin tarttunut, lähes kokonaan kuivunut meesa irtoaa ja kulkeutuu savukaasun mukaan.

2 761 38

Meesan loppuunkuivuminen tapahtuu uunissa ketjuosan jälkeen.-Tällä uunin alueella ei tavallisesti ole mitään sisärakenteita. Uunin teräsvaippa on suojattu tulenkestävällä ja eristysvuorauksella sisältäpäin. Lämpö siirtyy kaasusta mee-sapatjan kaasua vastassa olevaan pintaan sekä uunin vuoratun sisäpinnan kautta vuorausta vastassa olevaan patjan pintaan (patjan pohjaan). Lämmönsiirto tapahtuu ensisijaisesti säteilemällä, osittain tietysti myös konvektiivisesti.

Kuiva meesa on hienojakoista ja varsin kevyttä (kalsiumkarbonaatin tiheys on n. 2.7 t/m3, kuivan meesan tilavuuspaino vastaavasti vain 0.7 - 0.8 t/m3). Meesapatjan sisäinen kitka ja kitka vuorausta vasten ovat hyvin pienet ja seurauksena on, että patja käyttäytyy melkein kuin vesi. Patja luistaa vuorausta vasten eikä sen pinta pääse uudistumaan. Tällöin meesan kaasua vastaan oleva pinta samoinkuin vuorausta vastaan oleva pinta kuumenevat huomattavasti patjan keskimääräistä lämpötilaa korkeampaan lämpötilaan. Osasyynä tähän on myös patjan "huokoisuudesta" aiheutuva huono lämmönjohta-vuus. Tämä tilanne säilyy siihen asti, kun meesassa olevat alkalisuolat alkavat sulaa ja muodostaa raetta. Rakeinen patja käyttäytyy uunissa "normaalisti": patjan tilavuuspaino kasvaa, sen kitka muodostuu riittävän suureksi uudistamaan patjan pintaa, jolloin sen lämpötila laskee. Lämmönsiirto kaasusta tehostuu ja myös patjan sekoittuminen tapahtuu riittävällä teholla. Tämä patjan lämpötila, jossa tilanne alkaa parantua, on n. 500°C.

Viime aikoina on meesauuneissa alettu käyttää rumpukuivu-reista ja eräistä muista uuneista (esim. kevytsorauunit) tuttuja kehälle kiinnitettyjä nostimia, joiden avulla patjaa sekoitetaan ja saadaan sen pinta uusiutumaan. Kauhoihin tarttuu silti niiden muodosta riippuen enemmän tai vähemmän meesaa, joka kauhan noustessa uunin pyörimisen vaikutuksesta yläasentoonsa putoaa kauhasta savukaasuun ja lisää näin jonkin verran pölyämistä. Kauhojen massa on tavallisesti myös niin pieni, ettei niiden avulla saada aikaan regeneratiivis- 3 761 38 ta lämmönsiirtoa kuivausketjujen tapaan.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada regeneratiivjsen lämmönsiirron periaatteella toimiva rakenne, joka samalla kauhavyöhykkeen tapaan sekoittaa patjaa tehokkaasti niin, että sen pinta uudistuu jatkuvasti. Rakenteen muodostavat uuniin sijoitetut pituusakselin suuntaiset tangot, jotka uunin pyöriessä ovat vuoroin kaasun, vuoroin meesapatjan koskettamat. Patjassa ollessaan ne sekoittavat sitä tehokkaasti. Pyöreä muoto vuorostaan huolehtii siitä, että niihin tarttuu hyvin vähän sellaista meesaa, joka tangoista pudotessaan joutuisi kaasun joukkoon ja lisäisi uunin pölyämistä. Regeneratiivisesti siirtyvän lämmön tehokkuus riippuu ensisijaisesti tankojen massasta. Suunnitellut sovellutukset osoittavat, että niiden paino uunin pituusmetriä kohti saadaan. samansuuruiseksi kuin ket juvyöhykkeen ketjujen paino.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää pyörivän uunin esi lämmitys- ja kuivausosaa, jossa keksintöä on sovellettu pystyleikkauksena, kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta viivaa A-A pitkin, ja kuvio 3 esittää kuvion 1 leikkausta viivaa B-B pitkin.

Kuviossa 1 on esitetty pyörivän meesauunin ennen polttovyö-hykettä sijaitseva kuivausosa 1 . Uunin kuviossa esitetyssä päässä on tuloaukko 2, jonka kautta meesa syötetään sisään ei-esitettyjen syöttölaitteiden avulla. Uuni on sinänsä tunnetulla tavalla laakeroitu pyörivien rullien päälle ja asennettu kaltevaan asentoon niin, että käsiteltävä materiaali virtaa uunissa alamäkeen. Kuivausosa muodostuu kahdesta vyöhykkeestä; ket juvyöhykkeestä 3 ja tankovyöhykkees.tä. 4. Osa tankovyöhykkeestä toimii kuivatun meesan esilämmitysvyöhyk-keenä alueella, jossa meesan lämpötila on alle 500°C. Tan- , 76138 4 kovyöhykkeessä on uunin vaipan 5 sisäpinnan läheisyydessä olevalla alueella uunin pituusakselin suuntaiset tangot 6 ja 7, kahdessa ryhmässä 8 ja 9. Tangot on tuettu vaippaan 5 siihen kiinnitettyjen kannattimien 10 avulla (kuvio 2). Tankoryhmän alavirran puoleisessa päässä tangot on tuettu kynnyksen muodostavaan rengasmaiseen väliseinään 11 ja 12 (kuvio 3).

Tangot sijoitetaan uunin poikkileikkaukseen siten, että ne ovat alueella, joka alkaa uunin vaipan sisäpinnalta ja päättyy radiaalisuunnassa 15 - 40 % , sopivimmin 30 % päähän siitä laskettuna vaipan sisähalkaisijasta.

Tankojen ja uunin vaipan sekä tankojen välisen vaipan välin on oltava niin suuri, että patja pystyy uunin pyöriessä virtaamaan melko vapaasti tankojen välistä. Jos virtaus estyy, alkavat tangot toimia vastaavalla tavalla kuin nostimet (kauhat). Seurauksena on sekä regeneratiivisen lämmönsiirron huononeminen että uunin pölyämisen lisääntyminen. Sopiva arvo tankojen jaolle on, että vapaa väli on sekä säteen että kehän suunnassa alueella 50-150 mm. Tällöin jako 50 mm paksua pyörötankoa käytettäessä on 100 - 200 mm.

Tangon poikkileikkaus ei ole kriittinen. Se voi olla pyöreä, neliömäinen tai jopa pisaramainen. Neliömäinen poikkileikkaus asetetaan sellaiseen asentoon, että neliön kärjet osoittavat säteen ja tangentin (kehän) suuntaan. Vastaavasti pisaramainen poikkileikkaus suunnataan siten, että pisaran kärki osoittaa tangentiaalisesti uunin kiertosuuntaan (kärki edellä patjan läpi).

Uunin poikkileikkaukseen sijoitetun tankoryhmän alapään tuenta, joka on tehty kuvioiden osoittamalla tavalla kynnykseksi, huolehtii siitä, että täyttöaste kynnyksen takana saadaan riitävän suureksi. Riittävällä tarkoitetaan tässä sitä, että kaikki tangot saadaan ulottumaan vuorollaan 5 7 613 8 patjan sisään, muuten ne eivät pysty toimimaan tarkoitetulla tavalla.

Tankovyöhyke asennetaan meesauuniin alueelle, jossa patjan (meesan) lämpötila on alle 500°C.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella ja soveltaa patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Niinpä tangot voivat muodostaa kohtisuoraan pituusakselia vastaan sovitettuja renkaita. Keksintöä voidaan soveltaa kaikkiin materiaaleihin, jotka käyttäytyvät meesan kaltaisella tavalla pyörivässä uunissa.

Claims (7)

761 38

1. Laite materiaalin kuivaamiseksi ja lämmittämiseksi uunin vaipan (5) läheisyyteen sovitetun regeneratiivisen lämmönsdirtimen avulla pyörivässä uunissa, tunnettu siitä, että lämmönsiirrin muodosttui pyöreistä tangoista (6,7) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tangot (6, 7) ovat pääasiallisesti uunin pituus-akselin suuntaisia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet- t u siitä, että tangot (6, 7) ovat alueella, joka alkaa uunin vaipan (5) sisäpinnalta ja päättyy radiaalisuunnassa 15 - 40 % , sopivimmin n. 30 % päähän siitä vaipan sj.sähal-kaisijasta laskettuna.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tankoryhmän (8, 9) alavirran puoleisessa päässä on rengasmainen väliseinä (11, 12), jonka korkeus on vähintään yhtä suuri kuin mainitun alueen korkeus vaipan sisäpinnasta.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että tangot (6, 7) ovat umpinaiset.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että tangot (6, 7) ovat ontot ja täytetty aineella, jolla on hyvä lämmönjohtavuus ja suuri lämpökapasiteetti .

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että tankojen (6, 7) ja uunin vaipan (5) sekä tankojen välinen vapaa väli on 50 - 150 mm.