FI80480B - Utkondensering av zinkaonga. - Google Patents

Description

1 80480

Sinkkihöyryn lauhdutus

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite sinkkihöyryn lauhduttamiseksi kaasusta saattamalla 5 kaasu kosketukseen jäähdytysmetallin kanssa.

Nykyaikaisissa teollisissa menetelmissä sinkin lauhduttamiseksi kaasua sisältävästä sinkkihöyrystä käytetään sulaa lyijyä, josta sinkki erotetaan seegraamalla. Kaasu johdetaan tällöin lauhduttimen läpi, jossa lyijy siipi-10 pyörien avulla lingotaan pisaramuotoon. Lauhdutettu sinkki liukenee lyijypisaroihin.

Edellä olevaa tekniikkaa on alettu käyttää myös menetelmissä, jotka käyttävät sulaa sinkkiä jäähdytysväliai-neena.

15 Tavallisesti työskentelevät grafiittia olevat siipi- pyörät metallikylvyssä, joka kestää lämpötilan noin 500°C. Siipipyörien kuluminen on vakava omgelma johtuen sulan metallin korkean lämpötilan aiheuttamasta eroosiosta ja syöpymisestä. Edelleen on vaikeata tyydyttävällä tavalla 20 muotoilla siipipyörät, jotka saavat aikaan riittävän hienot pisarat ja näiden yhtenäisen jakautumisen lauhduttimen kammiossa metallihöyryn tehokkaan jäähdytyksen ja lauhdu-tukSen aikaansaamiseksi koko lauhdutustilassa. Tunnettujen laitteiden ongelmana on edelleen, että metallipisaroita 25 tempautuu mukaan kaasuun, kun tämä poistuu lauhduttimesta.

On myös, osoittautunut, että epätyydyttävä jäähdytys-teho on tuloksena sinkkihöyryä sisältävän kaasun ja lingot-tujen pisaroiden välisessä kosketuksessa. Sen sijaan kohoaa jäähdytysmetallin höyrynpaine ja sinkkihöyryn lauhdutuksen 30 hyötysuhde jää alhaiseksi.

Eräs muu ilmiö, joka voi esiintyä siipipyörien käytön yhteydessä, on lauhtuminen kaasuvaiheessa, mikä antaa suuren pintajännityksen omaavia pisaroita, jotka puolestaan joutuvat kylvynpinnalle eivätkä kykene tunkeutumaan 35 alas. Tämä johtaa sinkin kineettisiin häviöihin, samalla 2 80480 kun poistuva kaasunlämpötila voi kuitenkin olla alhainen.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on sen vuoksi saada aikaan hyvän hyötysuhteen omaava menetelmä sinkkihöy-ryn lauhduttamiseksi kaasuvirrasta, samalla kun kaasu va-5 pautuu täysin mukaan tempautuneista osasista tai pisaroista.

Keksinnön toisena päämääränä on saada aikaan laite, joka mahdollistaa suuren metallimäärän syötön kaasun tila-vuusyksikköä kohti ja joka varmistaa kaasun ja metallin täydellisen sekoittumisen ja jossa ei sitä paitsi ole 10 kriittisiä liikkuvia osia kylvyssä.

Tämä saavutetaan esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla, jolle on tunnusomaista, että tuotetaan jäähdytysmetallia oleva oleellisesti yhtenäinen kalvo tai verho, joka peittää oleellisesti koko poikkileikkauksen, 15 jonka läpi sinkkihöyryä sisältävä kaasu saatetaan kulkemaan, että kaasu saatetaan kulkemaan mainitun kalvon tai verkon läpi ja että tuloksena oleva seos saatetaan paisumaan ainakin yhdessä vaiheessa täydellisen sekoittumisen aikaan saamiseksi ja sen jälkeen kiihdytetään jäähdytys-20 metallikylvyn pintaa kohti kaasussa esiintyvien metalli- osasten tai -pisaroiden erottamiseksi. Tuomalla jäähdytys-metalli kalvona tai verhona voidaan aikaisemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna suuri määrä metallia tuoda kaasuun, joten höyrynpaine pidetään alhaalla. Antamalla kaasun sen 25 jälkeen paisua aikaansaa pyörrevirtaus jäähdytysmetallin tehokkaan hajaantumisen ja oleellisesti kaasun kaikki osat tulevat kosketukseen jäähdytysmetallin kanssa. Suurena etuna on edelleen, että kaasu saatetaan kosketukseen puhtaan, kuonattoman jäähdytysmetallin kanssa.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän erään suoritusmuodon mukaisesti käytetään lyijyä jäähdytysmetallina.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään toisen suoritusmuodon mukaisesti käytetään sinkkiä jäähdytysmetallina.

Keksinnön mukaisen menetelmän edelleen erään suori-35 tusmuodon mukaisesti kaasuseos saatetaan kiihdytyksen jäi- 3 80480 keen ensimmäisessä vaiheessa paisumaan vielä ainakin kerran sen kiihdyttämiseksi sen jälkeen jäähdytysmetalli-kylvyn pintaa kohti. Täten voidaan .sinkkihöyryn lauhdu-tuksen hyötysuhdetta lisätä entisestään.

5 Keksinnön mukaisen menetelmän vielä erään suoritus muodon mukaisesti kaasu saatetaan, sen jälkeen kun se on kohdannut jäähdytysmetallikylvyn pinnan, paisumaan mukaan tempautuneiden pisaroiden oleellisesti täydelliseksi erottamiseksi .

10 Keksinnön mukaisen menetelmän vielä erään suoritus muodon mukaisesti jäähdytysmetallia kierrätetään jäähdyttämisen, lauhdutetun sinkin erottamisen, kun lyijyä käytetään jäähdytysmetallina, vaihtoehtoisesti kiertävän sinkin osavirran poistamisen, kun sinkkiä käytetään jäähdytys-15 metallina, sekä lämpötilan kohottamisen jälkeen muutamilla asteilla kuonan muodostuksen välttämiseksi jäähdytysme-tallin syöttöelimissä.

Lämpötilan kohottaminen voidaan saada aikaan siten, että jäähdytysmetalliin siirretään lämpöä sisään tulevasta 20 kuumasta, sinkkihöyryä sisältävästä kaasusta ja/tai siirtämällä lämpöä jäähdytysmetallin ja poistuvan jäähdytysme-tallin kesken.

Keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi tarkoitettu laite käsittää lauhdutusosan, erotusosan, kaasun-25 poisto-osan, jäähdytysmetallin käsittelyosan sekä jäähdytys-metallin kierrätysosan ja laitteelle on tunnusomaista, että lauhdutusosa käsittää ainakin yhden paisuntaosalla varustetun kammion, paisuntaosan yhteyteen sovitettuja jäähdytys-metallin syöttöelimiä sekä paisuntaosan perässä olevan 30 kiihdytysosan.

Keksinnön mukaisen laitteen erään suoritusmuodon mukaisesti lauhdutusosa käsittää toisen pystysuoran ensimmäisen kammion alle sovitetun kammion, jossa on paisuntaosa ja kiihdytysosa.

35 Keksinnön mukaisen laitteen erään toisen suoritusmuodon 4 80480 mukaisesti lauhutusosassa on erotusosaan siten yhdistetty poistoaukko, että kaasuseos saatetaan kosketukseen erotusosassa olevan jäähdytysmetallikylvyn kanssa.

Keksinnön mukaisen laitteen edelleen erään suoritus-5 muodon mukaisesti kaasunpoisto-osalla on oleellisesti suurempi halkaisija erotusosaan aukeavan lauhdutusosan poisto-aukon halkaisijaan verrattuna.

Keksinnön mukaisen laitteen edelleen erään suoritusmuodon mukaisesti lauhdutusosan kammiossa tai vast, kammi-10 oissa on alhaalla tippureuna.

Keksinnön mukaisen laitteen edelleen erään suoritusmuodon mukaisesti jäähdytysmetallin syöttöelimia lauhdutus-osaan on suukappaleita, jotka on jaettu kehälle siten, että jäähdytysmetallista muodostuu oleellisesti yhtenäinen 15 kaivo tai verno koko sen poikkileikkauksen yli, jonka läpi sinkkinöyryä sisältävä, sisään tuleva kaasu kulkee.

Keksinnön muut edut ja tunnusmerkit käyvät ilmi keksinnön erään suoritusmuodon seuraavassa olevasta yksityiskohtaisesta selityksestä, joka suoritusmuoto esitetään ohei-20 sissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 on keksinnön mukaisen laitteen erään suoritusmuodon tasokuvanto ja kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen poikkileik-kaussivukuvantoa viivaa II-II pitkin otettuna.

25 Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi tarkoitetun sinkin lauhdutus-laitteen tasokuvanto, jolloin sinkkiä käytetään jäähdytys-metallina. Käytettäessä lyijyä jäähdytysmetallina sinkki liukenee lyijyyn, mutta sinkin lauhdutus sinkkihöyryä si-30 sältävästä kaasusta toimii kuitenkin samalla tavalla molemmissa tapauksissa.

Laite käsittää siis lauhduttimen kammion 1, joka sisältää lauhdutusosan 2 ja kaasunpoisto-osan 3. Laite käsittää edelleen kuonakammion 4, jäähdytyskammion 5 ja pump-35 pukuopan 6.

5 80480

Lauhduttimen kammio on varustettu polttimolla 7, 8 ja 9 kuumana pitämiseksi. Kuonakammiossa esiintyvät jäähdytyshäviöt korvataan sähköisesti, mikä osoitetaan sähkövastuskierukalla 10. Jäähdytyskammion lämpötila sää-5 detään jäähdytyskierukoiden 11 avulla. Luonnollisesti voidaan kuonakammion jäähdytyshäviöt korvata myös öljy-polttimella tai sentapaisella.

Kuonakammio on yhteydessä jäähdytyskammioon johdon tai kourun 13 välityksellä, joka on sovitettu siten, että 10 ainoastaan sinkki voi kulkea läpi, samalla kun kuona erotetaan poistoaukon 14 kautta.

Jäähdytyskammiosta poistuu tietty määrä sulaa sinkkiä poistoaukon 15 kautta, samalla kun jäljellä oleva osa virtaa liitosjohdon 16 kautta pumppukuoppaan jäähdytyssinkkinä 15 käytettäväksi. Pumppukuopassa tapahtuvat jäähdytyshäviöt voidaan korvata esimerkiksi sähköuppolämmittimillä.

Käytettäessä lyijyä jäähdytysmetallina lyijy virtaa kuonan erottamisen jälkeen jäähdytyskourun läpi, jonka loppupäässä sinkki poistetaan seegrauksen jälkeen.

20 Pumppukuoppaan sovitetut pumput 17, 18 pumppaavat juoksevaa sinkkiä johtojen 19,20 kautta lauhdutusosaan sovitettuihin syöttöelimiin, joita selitetään lähemmin kuvion £ yhteydessä.

Sen vaaran poistamiseksi, että johtoihin ja suukappa-25 leisiin muodotuu kovasinJckiä, tuotetaan edullisesti positiivinen lämpötilan graaientti pumppukuopasta syöttöelimiin johtaviin johtoihin esimerkiksi siten, että mainittuihin elimiin johtavat johdot sovitetaan ainaKin osittain siten, että sisään tuleva kuuma.kaasu kuumentaa niitä 3u ja/tai lämpöä siirretään poistuvan sinkin avulla. Jopa tapauksessa johtojen tulee olla eristettyjä liian suurien lämpötilahäviöiden välttämiseksi.

Siinä tapauksessa, että lyijyä käytetään jäähdytys-metallina, voidaan sisään tulevaan jäähdytyslyijyyn siirtää 35 lämpöä sisään tulevan kaasun avulla ja/tai lauhduttimesta 6 80480 poistuvasta lyijystä, kun lyijy sinkin segrauksen jäljceen on muuten Kyllästetty sinkin suhteen ja muuten olisi varauduttava tiettyyn viivytykseen, ennen kuin lyijy voi liuottaa lisää sinkKiä, ellei lyijyä esiKuumenneta.

5 Kuviossa 2 esitetään kuvion 1 mukainen laite poikki leikkauksena, joka on otettu kuvion 1 viivaa II-II pitkin. Lauhdutusosa muodostuu esitetyssä suoritusmuodossa kahdesta kammiosta, mutta tavallisesti saadaan riittävän hyvä teho aikaan ainoastaan yhdellä kammiolla.

10 Kammiot 21, 22 on sovitettu päällekkäin ja ylemmän kammion 21 yläosaan tuodaan jäähdytyssinkkiä suukappaleiden 23, 24 kautta oleellisesti yhtenäisen kalvon tai verhon 25 muodostamiseksi juoksevasta jäähdytysmetallista.

Sisään tuleva kaasu, joka osoitetaan nuolilla 26, saatetaan 15 kulkemaan mainitun verhon läpi ja seos virtaa sen jälkeen alaspäin kammion 21 paisuntaosaan 21a, jossa voimakkaasta pyörrevirtauksesta johtuen jäähdytysmetalli hajaantuu erittäin hienoiksi pisaroiksi ja koko kaasumäärä tulee kosketukseen jäähdytysmetallin kanssa. Lauhdutettua sinkkiä si-20 sältävät jäähdytysmetallipisarat asettuvat kammion alaspäin konvergoiville seinämille kiihdytysosassa 21b ja tippuvat mahdolliselta tippureunalta 27 alapuolella sijaitsevaan jäähdytysmetallikylpyyn 28.

Kammion 21 kiihdytysosassa 21b tapahtuneen tiivistyksen 25 jälkeen kaasu laajenee uudelleen kammion 22 paisuntaosassa 22a, joten tapahtuu lisäsekoittuminen kaasun viipymisajan pidetessä. Useimmissa tapauksissa tämä vaihe ei ole välttämätön kaasussa esiintyvän sinkkihöyryn täydellisen lauhdu-tuksen aikaansaamiseksi.

30 Tämän lauhdu tusvaiheen jälkeen kaasu virtaa edelleen alaspäin lauhduttimen kammioon ja kääntyy sinkkikylvyn 28 pintaa kohti, joten kaasuun sisältyvät pisarat erotetaan oleellisesti täydellisesti. Täältä kaasu virtaa edelleen poisto-osan 3 kautta, joka on tehty pystysuoraksi kuiluksi 35 29, jonka halkaisija on oleellisesti suurempi kuin lauhdut- 7 80480 timen kammioon aukeavan lauhdutusosan poistoaukon 30 halkaisija. Täten erottuvat mahdollisesti jäljellä olevat pisarat ja kaasu poistuu laitteesta poistonysän 31 kautta vapaana sekä sinkkihöyrystä että mukaan tempautuneista metal-5 lipisaroista.

Lauhduttimen kammioon on sovitettu este 32, jonka alta sinkki virtaa kuonakammioon 4. Pääosa kuonasta poistetaan lauhduttimen kammiosta ajoittain tai jatkuvasti tähän tarkoitukseen sopivalla laitteella, kuten ruuvikuljettimella, 10 kuviossa osoitettu kaapimena 33.

Claims (13)

1. Menetelmä sinkkihöyryn lauhduttamiseksi kaasusta saattamalla kaasu kosketukseen jäähdytysmetallin 5 kanssa, tunnettu siitä, että tuotetaan jäähdytys-metallia oleva oleellisesti yhtenäinen kalvo, joka peittää oleellisesti koko poikkileikkauksen, jonka läpi sinkki-höyryä sisältävä kaasu saatetaan kulkemaan, että kaasu saatetaan kulkemaan mainitun kalvon läpi ja että tulok- 10 sena oleva seos saatetaan paisumaan ainakin yhdessä vaiheessa täydellisen sekoittumisen aikaan saamiseksi ja sen jälkeen kiihdytetään jäähdytysmetallikylvyn pintaa vasten kaasussa esiintyvien metalliosasten ja -pisaroiden erottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysmetallina käytetään lyijyä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä,että jäähdytysmetallina käytetään 20 sinkkiä.

4. Patenttivaatimuksen 1- 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuseos saatetaan kiihdytyksen jälkeen paisumaan vielä ainakin yhden kerran sen kiihdyttämiseksi sen jälkeen jäähdytysmetallikylvyn 25 pintaa vasten sinkkihöyryn lauhdutuksen hyötysuhteen kohottamiseksi edelleen.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu saatetaan, sen jälkeen kun se on kohdannut jäähdytysmetallikylvyn pinnan, paisumaan mukaan tempautuneiden osasien ja/tai pisaroiden oleel- 30 lisesti täydelliseksi erottamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysmetallia kierrätetään jäähdyttämisen,lauhdutetun sinkin erottamisen sekä lämpötilan kohottamisen jälkeen muutamalla Celsius-asteella kuo- 35 nan muodostumisen estämiseksi jäähdytysmetallin syöttö- 9 80480 elimissä.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysmetallia kierrätetään jäähdyttämisen, kiertävän sinkin osavirran poistamisen 5 sekä lämpötilan kohottamisen jälkeen muutamalla Celsiusasteella kuonan muodostumisen estämiseksi jäähdytysmetallin syöttöelimissä.

8. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, joka laite käsittää lauhdutusosan, erotusosan, 10 kaasunpoisto-osan, jäähdytysmetallin käsittelyosan sekä jäähdytysmetallin kierrätysosan, tunnettu siitä, että lauhdutusosa (2) käsittää ainakin yhden paisuntaosalla (21a) varustetun kammion (21), paisuntaosan yläpuolelle sovitettuja syöttöelimiä (23,24) kalvon aikaansaamiseksi 15 jäähdytysmetallista sekä paisuntaosan (21a) alapuolella olevan kiihdytysosan (21b).

8 80480

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että lauhdutusosa (2) käsittää toisen pystysuoraan ensimmäisen kammion alapuolella sovitetun 20 kammion (22), jossa on paisuntaosa (22a) ja kiihdytysosa (22b).

10. Patenttivaatimusten 8-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että lauhdutusosassa (2) on erotusosaan (1) siten yhdistetty poistoaukko (30), että kaasuseos saate- 25 taan kosketukseen erotusosassa olevan jäähdytysmetalli-kylvyn (20) kanssa.

11. Patenttivaatimuksen 8-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunpoisto-osalla (3) on oleellisesti suurempi halkaisija lauhdutusosan(2) poistoaukon 30 (30) halkaisijaan verrattuna.

12. Patenttivaatimusten 8-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lauhdutusosan (2) kammiossa (21) tai vast, kammioissa (21,22) on alhaalla tippureuna (27) .

13. Patenttivaatimuksen 8-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäähdytysmetallin syöttöeliminä 10 80480 (23, 24) lauhdutusosaan (2) on suukappaleita, jotka on jaettu kehälle siten, että jäähdytysmetallista muodostuu oleellisesti yhtenäinen kalvo tai verho oleellisesti koko sen poikkileikkauksen yli, jonka läpi sinkkihöyryä sisäl-5 tävä, sisään tuleva kaasu kulkee. 11 80480