FI89944B - FREQUENCY REQUIREMENTS FOR THE CONTROL OF TEMPERATURES IN A REACTOR WITH CIRCULAR FLUIDISERAD BAEDD - Google Patents
FREQUENCY REQUIREMENTS FOR THE CONTROL OF TEMPERATURES IN A REACTOR WITH CIRCULAR FLUIDISERAD BAEDD Download PDFInfo
- Publication number
- FI89944B FI89944B FI906347A FI906347A FI89944B FI 89944 B FI89944 B FI 89944B FI 906347 A FI906347 A FI 906347A FI 906347 A FI906347 A FI 906347A FI 89944 B FI89944 B FI 89944B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fluidized bed
- bed reactor
- reactor
- particles
- reaction chamber
- Prior art date
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
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
-
- 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
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
- B01J8/28—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations the one above the other
-
- 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
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
- B01J8/388—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
- F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
- F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B15/18—Arrangements of controlling devices
-
- 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
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
-
- 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
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00132—Tubes
-
- 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
- B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2206/00—Fluidised bed combustion
- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2206/00—Fluidised bed combustion
- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/103—Cooling recirculating particles
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
8994489944
MENETELMÄ JA LAITE LÄMPÖTILAN SÄÄTÄMISEKSI KIERTOLEIJUREAK-TORISSAMETHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE IN A CIRCULAR FLUID REACTOR
FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR REGLERING AV TEMPERATUREN I EN REAKTOR MED CIRKULERANDE FLUIDISERAD BÄDDRELEASE OF THE CIRCULAR FLUIDISERAD BÄDD
Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen lämpötilan säätämiseksi lämpöä luovuttavissa prosesseissa, kuten esim. sulfidimalmien pasutuksissa tai polttoproses-seissa, jotka on järjestetty tapahtuvaksi hiukkassuspensios-5 sa kiertoleijureaktorissa. Kiertoleijureaktori käsittää - leijukerrosreaktorin, johon syötetään prosessin syötteenä toimivaa kiintoainetta ja kaasua, jolloin kaasua syötetään leijukerrosreaktorin pohjaan sovitetun arinan kautta siten, että leijukerrosreaktoriin muodostuu kiintoaine- 10 hiukkasista nopea leijukerros, josta huomattava osa kiinto-ainehiukkasista kulkeutuu kaasun mukana hiukkassuspensiona leijukerrosreaktorin yläosaan ja poistuu leijukerrosreakto-rista sen yläosaan sovitetun poistoaukon kautta, - hiukkaserottimen, joka on yhdistetty poistoaukkoon 15 leijukerrosreaktorin yläosaan, kiintoainehiukkasten erottamiseksi kaasuista ja - palautusputken hiukkasten palauttamiseksi hiukkaserotti-mesta leijukerrosreaktoriin kiertävän leijukerroksen ylläpitämiseksi kiertoleijureaktorissa.The present invention relates to a method and apparatus for controlling the temperature in heat transfer processes, such as, for example, sulphide ore roasting or combustion processes arranged to take place in a particulate suspension in a circulating fluidized bed reactor. The circulating fluidized bed reactor comprises - a fluidized bed reactor fed with a process feed solids and gas, the gas being fed through a grate arranged at the bottom of the fluidized bed reactor so that the fluidized bed reactor a particle separator connected to the outlet 15 at the top of the fluidized bed reactor to separate the solid particles from the gases, and - to return the particles of the return pipe from the particle separator to the fluidized bed reactor to maintain the circulating fluidized bed.
; 20 !!! Tuotetta voidaan poistaa leijukerrosreaktorista jatkuvasti joko suoraan leijukerroksesta reaktorin arinalta tai sitä erotetaan hienona pölynä kaasuvirrasta esim. sähkösuotimel-la.; 20 !!! The product can be continuously removed from the fluidized bed reactor either directly from the fluidized bed from the reactor grate or it is separated as a fine dust from the gas stream, e.g. by an electrostatic precipitator.
2525
Leijukerrostekniikan käyttö on yleistynyt metallurgisissa prosesseissa ja se on tuonut huomattavan parannuksen esim. sulfidirikasteiden pasutukseen ja sitä käytetäänkin nykyään yleisesti mm rauta- ja sinkkisulfidien pasuttamiseen.The use of fluidized bed technology has become more common in metallurgical processes and has brought considerable improvement to the roasting of sulphide concentrates, for example, and is now widely used for roasting iron and zinc sulphides.
Leijukerrokselle on ominaista, että siihen syötetty kiinto- 30 2 nrjn O 7 > 4 4 aine nopeasti ja tehokkaasti sekoittuu leijukerroksessa olevaan petimateriaaliin ja kaasuun. Reaktoriin syötetty kiintoaine saavuttaa tällöin hyvistä sekoitusolosuhteista johtuen hetkessä leijukerroksen lämpötilan. Leijutuskaasuna 5 käytetään usein ilmaa, jolloin se samalla saattaa toimia reaktorissa hapettavana kaasuna. Siten esim. pasutusreakto-rissa leijutusilmalla aikaansaadaan reaktoriin syötetyn sulfidirikasteen hapettuminen. Oikealla lämmönsäädöllä ja ilma-rikaste-suhteella pyritään toivottuihin reaktioihin 10 metallioksidien tai sulfaattien aikaansaamiseksi.The fluidized bed is characterized in that the solid fed to it is rapidly and efficiently mixed with the bed material and gas in the fluidized bed. The solid fed to the reactor then reaches the temperature of the fluidized bed in an instant due to the good mixing conditions. Air is often used as the fluidizing gas 5, in which case it may at the same time act as an oxidizing gas in the reactor. Thus, e.g. in a roasting reactor, oxidation of the sulphide concentrate fed to the reactor is effected by fluidizing air. With proper temperature control and air-to-concentrate ratio, the desired reactions are achieved to provide metal oxides or sulfates.
Sinkkirikasteen pasutukseen käytetään siten esim. pitkänomaista vaakasuoraa reaktoria, jossa pasutus tapahtuu hitaassa eli kuplivassa leijukerroksessa. Reaktorista 15 poistuvista kaasuista erotetaan karkea kiintoaines syklonissa ja hieno pöly sähkösuotimessa. Reaktorista saatava pasutustuote jäähdytetään erillisessä leijukerrosreaktoris-sa. Myös ns. pystysuoraa kuplapetireaktoria käytetään tähän tarkoitukseen.Thus, for example, an elongated horizontal reactor is used for roasting the zinc concentrate, in which roasting takes place in a slow or bubbling fluidized bed. Coarse solids in a cyclone and fine dust in an electrostatic precipitator are separated from the gases leaving the reactor 15. The roasting product from the reactor is cooled in a separate fluidized bed reactor. Also the so-called. a vertical bubble bed reactor is used for this purpose.
2020
Koska rikasteet usein ovat erittäin hienoksi Jauhettuja, osa hapetetuista hiukkasista virtaa ulos leijukerrosreakto-rista S02-pitoisten kaasujen mukana ja sulfatisoituvat pasutusreaktorin ulkopuolella. Alemmissa lämpötiloissa 25 tämä on termodynaamisesti mahdollista, mutta ei toivottavaa, koska se johtaa H2S04-ylimäärään pasuton jälkeisessä pasutustuotteen elektrolyysivaiheesssa. Pasuttotuotteen voi tietenkin palauttaa kuplapetiin ja siten hajottaa sulfaatin uudelleen, jolloin pasutustulos paranee.Because concentrates are often very finely ground, some of the oxidized particles flow out of the fluidized bed reactor with SO 2 -containing gases and sulfate outside the roasting reactor. At lower temperatures, this is thermodynamically possible, but not desirable, as it results in excess H 2 SO 4 in the post-roasting product of the roasting product. The roasting product can, of course, be returned to the bubble bed and thus decompose the sulfate again, thereby improving the roasting result.
3030
Aiemmin yleisemmin tunnetun hitaan leijukerrostekniikan eli kuplapetitekniikan rinnalle on noussut kiertomassaperi-aatteella kiertoleijukerroksella toimiva nopea leijukerros-tekniikka. Esim. sinkkirikasteen pasutus voidaan kierto-35 leijureaktorissa saada toimimaan entistä paremmin. Kierto-leijureaktori on rakeenteeltaan tavanomaista, kuplivalla leijukerroksella toimivaa reaktoria pienempi ja siten rakenteeltaan edullisempi.Alongside the previously more generally known slow fluidized bed technology, i.e. the bubble bed technology, the fast fluidized bed technology based on the circulating pulp principle has emerged. For example, roasting of zinc concentrate can be made to work even better in a rotary 35 fluidized bed reactor. The circulating fluidized bed reactor is smaller in structure than a conventional fluidized bed reactor and thus more advantageous in structure.
3 899443,89944
On tunnettua, että sulfidirikasteiden ja ilman väliset reaktiot leijukerroksessa ovat eksotermisiä, eli pasutukses-sa syntyy lämpöylimäärä, joka vaihtelee olosuhteista 5 riippuen. Niin tilapäiset vaihtelut ilmansyötössä tai rikasteen panostuksessa kuin käyttöolosuhteet, kuten rikasteen kosteus, saattavat vaikuttaa huomattavastikin lämpöylimäärään. Leijukerroksessa rikasteen hapetuksessa syntyvä lämpöylimäärä tasoittuu nopeasti petimateriaaliin, 10 mutta se on silti poistettava leijukerroksesta, jotta reaktorissa voitaisiin ylläpitää optimaalisten kemiallisten reaktioiden edellyttämä lämpötila. Lämmön poistaminen onkin siksi oleellinen osa pasuttoprosessia ja sillä on tärkeä vaikutus pasuton rakenteeseen. Pasuttoprosessissa 15 syntyneen kuuman S02-kaasun jäähdytys ja lämmön talteenotto on tietenkin sinänsäkin taloudellisesti kannattavaa, vaikka sillä ei olisikaan merkitystä pasuton prosessille.It is known that the reactions between sulphide concentrates and air in a fluidized bed are exothermic, i.e. an excess of heat is generated during roasting, which varies depending on the conditions. Both temporary fluctuations in air supply or concentrate charge and operating conditions, such as concentrate humidity, can have a significant effect on excess heat. In the fluidized bed, the excess heat generated by the oxidation of the concentrate is rapidly equalized in the bed material, 10 but it must still be removed from the fluidized bed in order to maintain the temperature required for optimal chemical reactions in the reactor. Heat removal is therefore an essential part of the roasting process and has an important effect on the structure of the roast. Of course, the cooling and heat recovery of the hot SO2 gas generated in the roasting process 15 is in itself economically viable, even if it is not relevant to the roasting process.
Yleensä olisi edullista voida säätää pasutuslämpötila 20 suhteellisen ahtaissa rajoissa, jotta voitaisiin välttää esim.In general, it would be advantageous to be able to adjust the roasting temperature 20 within relatively narrow limits in order to avoid e.g.
- liian matalasta lämpötilasta johtuva epätäydellinen palaminen ja sen seurauksena sulfidijäännös pasutteessa, - pedin sintrautuminen liian kuumassa lämpötilassa, 25 - laitteiden liiasta kuumuudesta johtuva kuluminen.- incomplete combustion due to too low a temperature and consequent sulphide residue in the roast, - sintering of the bed at too hot a temperature, 25 - wear due to excessive heat of the equipment.
Sinkkisulfidin pasutuksessa eli sinkkisulfidin hapettavassa poltossa vapautuva lämpöylimäärä on niin huomattava, että se yleensä aina otetaan talteen paineellisena tulistet-30 tuna höyrynä, josta tehdään sähköä höyryturbiinin ja generaattorin avulla. Leijukerrosreaktorissa pasutuslämpötila on tyypillisesti 900 - 1000"C. Tämä lämpötila voidaan ylläpitää reaktorissa esim. seuraavilla vaihtoehtoisilla menetelmillä: 35 - reaktori varustetaan jäähdyttävillä lämpöpinnoilla aivan samaan tapaan kuin tavanomaisen lämmityskattilan tulipesä. Jäähdytysputkistoja on ehdotettu sovitettavaksi niin varsinaiseen leijukerrokseen kuin sen ylläpuolelle 4 39944 jäävään kaasuillaan; - klertoleijureaktoritekniikalla, jolloin jäähdyttävät lämpöpinnat voidaan rakentaa reaktoriin kuten edellä, mutta myös massakierron yhteyteen reaktorin ulkopuolelle, 5 jolloin reaktorin ulkopuolella jäähdytettyä kiertomateriaa-lia kierrätetään jatkuvasti takaisin leijukerrokseen. Ääritapauksessa koko jäähdytys sijaitsee massakierrossa reaktorin ulkopuolisessa laitteessa, eikä reaktorissa tarvita jäähdytyslämpöpintoja lainkaan.The excess heat released during the roasting of zinc sulphide, i.e. the oxidative combustion of zinc sulphide, is so considerable that it is usually always recovered as pressurized superheated steam, from which electricity is generated by means of a steam turbine and a generator. In a fluidized bed reactor, the roasting temperature is typically 900 to 1000 ° C. This temperature can be maintained in the reactor, e.g. by the following alternative methods: 35 - the reactor is provided with cooling by the clerotic fluidized bed reactor technique, in which cooling heating surfaces can be built into the reactor as above, but also in connection with a mass circulation outside the reactor, whereby the circulating material cooled outside the reactor is continuously recycled to the fluidized bed.
10 - käytetään niin suurta ilmaylimäärää pasutuksessa tai poltossa, ettei jäähdytyspintoja tarvita. Tällöin ylijäämä-lämpö sitoutuu liikailmaan; - säädetään rikasteen vesipitoisuutta tai - johdetaan vettä suoraan leijukerrokseen.10 - so much excess air is used for roasting or combustion that no cooling surfaces are required. In this case, the excess heat is bound to excess air; - adjusting the water content of the concentrate, or - introducing water directly into the fluidised bed.
1515
Mikäli pyritään edulliseen pasuttorakenteeseen, reaktori kannattaa varustaa jäähdyttävillä lämpöpinnoilla ja ajaa pasutus tai poltto niin pienellä ilmaylimäärällä kuin vain on mahdollista. Ilmaylimäärän käyttö on tietenkin epäta-20 loudellista.If a low-cost roasting structure is desired, it is advisable to equip the reactor with cooling heating surfaces and run the roasting or combustion with as little excess air as possible. The use of excess air is, of course, uneconomical.
Käytettäessä jäähdyttämätöntä pasuttorakennetta joudutaan siihen, että tarvittava jäähdytysteho on rakennettava muualle, mikä lisää laitekustannuksia. Lisäksi ulkopuo-25 linen jäähdytys vaatii enemmän lämpöpintaa, koska lämmön-siirtopotentiaali eli lämpötilaero lämpöä luovuttavasta tilasta sitä vastaanottavaan on suurimmillaan juuri pasutus-reaktorissa. Kustannuksia lisäisi vielä se, että jäähdyt-tämätön pasutusreaktori täytyisi varustaa tulenkestävällä 30 muurauksella.When using an uncooled roasting structure, the required cooling capacity has to be built elsewhere, which increases equipment costs. In addition, external cooling requires more heat surface, because the heat transfer potential, i.e. the temperature difference from the heat transfer state to the heat receiving state, is greatest in the roasting reactor. The cost would be further increased by the fact that the uncooled roasting reactor would have to be equipped with refractory masonry.
Lämpöpintojen avulla voidaan tällaisessa poltossa tai pasutuksessa saavuttaa se lämpötila-alue, jossa prosessin on tarkoitus toimia. Varsinaiseen lämpötilasäätöön niitä 35 ei yleensä pystytä käyttämään.With the help of heating surfaces, in such combustion or roasting, the temperature range in which the process is intended to operate can be achieved. For the actual temperature control, they 35 usually cannot be used.
Lämpötilan säätö vedenlisäyksellä johtaa lisääntyvään höyrymäärään ja siten myös lisääntyvään rikkihappopitoisuu-Temperature control by the addition of water leads to an increase in the amount of steam and thus also to an increase in the sulfuric acid content.
IIII
5 39944 teen savukaasuissa, mikä on vahingollista esim. sähkösuoti-milla Ja myöskin rajoittaa lämmön talteenottoa tai aiheuttaa sen, että on käytettävä liian kalliita materiaaleja.5 39944 tea in flue gases, which is harmful eg with electrostatic precipitators And also restricts heat recovery or causes the use of too expensive materials.
5 Tavanomaisissa ratkaisuissa pasutuslämpötilaa ei yleensä säädetä, vaan ilmakertoimen avulla pyritään saavuttamaan haluttu pasutus- tai polttotulos. Tällöin pasutuslämpötilaa ei voida optimoida, vaan sen annetaan vaihdella. Käytännössä joudutaan siihen, että laitosta on ajettava rajoitetulla 10 tehoalueella, yleensä tietysti mandollisimman suurella teholla siten, että ei ylitetä tai aliteta käyttökelpoisen polttolämpötila-alueen rajoja. Tällaisen ajotavan seurauksena, jossa polttolämpötilaa ei kyetä tarkasti säätämään koko ajan, saavutetaan optimaalinen pasutus- tai polttotulos 15 "sattumalta" ja muiden prosessiolosuhteiden muuttuessa (esim. rikasteen kosteusvaihtelut, syötön epätasaisuus, rikasteen analyysivaihtelut) se myöskin muuttuu. Jos samanaikaisesti voitaisiin vakioida polton ilmakerroin ja polttolämpötila, kyettäisiin koko ajan saavuttamaan optimaa-20 linen pasutustulos ja pitämään se myös tasaisena.5 In conventional solutions, the roasting temperature is usually not regulated, but the air factor is used to achieve the desired roasting or combustion result. In this case, the roasting temperature cannot be optimized, but is allowed to vary. In practice, the plant has to be operated in a limited power range, usually of course with the highest possible power, so as not to exceed or fall below the limits of the usable combustion temperature range. As a result of this mode of operation, in which the combustion temperature cannot be precisely controlled all the time, an optimal roasting or combustion result is achieved "by chance" and as other process conditions change (e.g. concentrate moisture variations, feed unevenness, concentrate analysis variations). If the combustion air coefficient and the combustion temperature could be standardized at the same time, the optimal roasting result could be achieved at all times and kept constant.
Esillä olevan keksinnön tarkoitus onkin aikaansaada edellä mainittuja parempi menetelmä ja laite sekä polton ilmakertoimen että polttolämpötilan samanaikaiseksi säätämiseksi.It is therefore an object of the present invention to provide a better method and apparatus than the above for simultaneously controlling both the combustion air factor and the combustion temperature.
::: 25::: 25
Esillä olevan keksinnön tarkoitus on lisäksi aikaansaada menetelmä, jolla voidaan vähentää oleellisesti edellä kuvattuja haittoja, joita esiintyy nykyisessä pasutus- ja polttotekniikassa.It is a further object of the present invention to provide a method by which the disadvantages described above which occur in the present roasting and firing technique can be substantially reduced.
3030
Esillä olevan keksinnön tarkoitus on myös aikaansaada toiminnaltaan ja kooltaan edullinen laite pasutusreaktioiden läpiviemiseksi ja säätämiseksi.It is also an object of the present invention to provide a device of preferred function and size for carrying out and controlling roasting reactions.
Keksinnön mukainen menetelmä lämpötilan säätämiseksi lämpöä luovuttavissa prosesseissa, kiertoleijureaktorissa on edellä mainittujen tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu 35 6 89944 siitä, että - hiukkassuspensio saatetaan sen virratessa ylöspäin leijukerrosreaktorissa virtaamaan kuristuskohdan läpi, jolloin leijukerrosreaktoriin muodostuu kuristuskohdan 5 yläpuolelle ylempi leijukerros, joka on yhteisessä massa-kierrossa kuristuskohdan alapuolella olevan, alemman leiju-kerroksen kanssa; - ylempään leijukerrokseen järjestetään lisäksi oma massakierto palauttamalla osa hiukkaserottimessa erotetuista 10 hiukkasista leijukerrosreaktoriin kuristuskohdan yläpuolelle, kun taas toinen osa hiukkasista palautetaan kuristuskohdan alapuolella olevaan, alempaan leijukerrokseen; - lämpöä luovuttavat reaktiot järjestetään leiJukerrosreaktorissa pääasiallisesti tapahtuvaksi alemmassa leiju- 15 kerroksessa eli varsinaisessa reaktiokammiossa; - hiukkassuspensiota jäähdytetään ylemmässä leijukerrok-sessa eli jäähdytyskammiossa siihen sovitetuilla lämpöpin-noilla ja että - jäähdytettyä hiukkassuspensiota johdetaan ylemmästä 20 leijukerroksesta hiukkaserottimeen.In order to achieve the above-mentioned purposes, the method according to the invention for controlling the temperature in heat transfer processes in a circulating fluidized reactor is characterized in that - the particulate suspension with the lower fluidized bed; - the upper fluidized bed is further provided with its own mass circulation by returning part of the particles separated in the particle separator to the fluidized bed reactor above the throttling point, while the other part of the particles is returned to the lower fluidized bed below the throttling point; - the heat transfer reactions are arranged in the fluidized bed reactor mainly to take place in the lower fluidized bed, i.e. in the actual reaction chamber; - the particle suspension is cooled in the upper fluidized bed, i.e. in the cooling chamber, with thermal surfaces arranged therein, and - the cooled particulate suspension is passed from the upper 20 fluidized bed to the particle separator.
Ylempään leijukerrokseen eli jäähdytyskammioon palautetaan hiukkaserottimesta edullisesti niin suuri osa erotetuista jäähtyneistä kiintoainehiukkasista, että alemmasta leijuker-25 roksesta eli varsinaisesta reaktiokammiosta tuleva kaasun ja kiintoaineen suspensiovirta voidaan näillä jäähdyttää haluttuun lämpötilaan ennen jäähdytyskammioon sijoitettuja lämpöpintoja. Hiukkassuspensio voidaan esim. sulfidimalmien pasutuksessa jäähdyttää jäähdytyskammiossa ensiksi kiertoma-30 teriaalilla < 500°C:seen ja tämän jälkeen jäähdytyskammioon sovitetuilla lämpöpinnoilla < 350eC:seen.Preferably, a large part of the separated cooled solid particles is returned from the particle separator to the upper fluidized bed, i.e. the cooling chamber, so that the gas and solid suspension stream from the lower fluidized bed, i.e. the actual reaction chamber, can be cooled to the desired temperature before the cooling chamber. For example, when roasting sulphide ores, the particle suspension can be cooled first in the cooling chamber with a circulating material to <500 ° C and then to <350 ° C with the heating surfaces arranged in the cooling chamber.
Alempaan leijukerrokseen eli varsinaiseen reaktiokammioon palautetaan edullisesti myös niin suuri osa jäähtyneitä 35 kiintoainehiukkasia, että reaktiokammiossa voidaan ylläpitää haluttu lämpötila. Näin voidaan esim. pasutusreaktoria säätää niin, että lämpötila reaktiokammiossa pysyy sopivana n. 800 - 1000 °C:ssa.The lower fluidized bed, i.e. the actual reaction chamber, is preferably also returned with such a large proportion of cooled solid particles that the desired temperature can be maintained in the reaction chamber. In this way, for example, the roasting reactor can be adjusted so that the temperature in the reaction chamber remains suitable at about 800 to 1000 ° C.
Il 7 89944Il 7 89944
Keksinnön mukainen laite lämpötilan säätämiseksi kiertolei-jureaktorissa on tunnettu siitä, että - leijukerrosreaktoriin on sovitettu kuristuselin hiukkas-5 suspensiovirtauksen kuristamiseksi kuristuskohdassa hiukkas- suspension virratessa leijukerrosreaktorin alaosasta sen yläosaan ja leijukerrosreaktorin jakamiseksi ala- ja yläosaan; - leijukerrosreaktorin yläosaan on yhdistetty ensimmäinen 10 palautusputki kiintoainehiukkasten palauttamiseksi hiuk- kaserottimelta leijukerrosreaktorin yläosaan; - leijukerrosreaktorin alaosaan on yhdistetty toinen palautusputki hiukkasten palauttamiseksi hiukkaserottimelta leijukerrosreaktorin alaosaan ja että 15 - leijukerrosreaktorin yläosaan eli jäähdytyskammioon on sovitettu lämpöpinta lämmön talteenottamiseksi yläosan leijukerroksesta.The device according to the invention for controlling the temperature in a circulating fluidized bed reactor is characterized in that - a throttling means is arranged in the fluidized bed reactor for restricting the particle-5 suspension flow at the constriction point as the particulate suspension flows from the bottom to the top and the fluidized bed reactor. - a first return pipe 10 is connected to the top of the fluidized bed reactor for returning solid particles from the particle separator to the top of the fluidized bed reactor; - a second return pipe is connected to the lower part of the fluidized bed reactor for returning particles from the particle separator to the lower part of the fluidized bed reactor and that a heat surface is arranged in the upper part of the fluidized bed reactor to recover heat from the upper fluidized bed.
Kiertoleijureaktorissa ylläpidetään kaasumopeus 2-10 20 m/s, edullisesti 5-10 m/s siten, että huomattava osa hiukkasista leijukerrosreaktorissa virtaa kaasun mukana kuristuskohdan läpi leijukerrosreaktorin yläosaan ja sieltä edelleen hiukkaserottimeen.In a circulating fluidized bed reactor, the gas velocity is maintained at 2-10 20 m / s, preferably 5-10 m / s, so that a considerable part of the particles in the fluidized bed reactor flows with the gas through the throttling point to the upper of the fluidized bed reactor and from there to the particle separator.
25 Keksinnön mukainen leijukerrosreaktori soveltuu erikoisesti käytettäväksi metallurgisissa prosesseissa, kuten sulfiäisten rikasteiden pasutuksessa. Pasutuslämpötila voidaan silloin reaktiokammiossa säätää hiukkaspalautuksen ja lämpöpintojen avulla n. 800 eC - 1000 eC:seen siten, että 30 saavutetaan optimaalinen pasutustulos. Kuristimen yläpuolisessa kammiossa eli jäähdytyskammiossa tapahtuu pasutuksen (tai polton) poistokaasujen lopullinen jäähdytys, tyypillisesti lämpötilaan 200 - 500 eC, riippuen esim. rikkiyhdisteiden kastepiisteestä. Jäähdyttävän massakierron avulla 35 saavutetaan ennen lämpöpintoja hyvin nopea ensimmäinen jäähdytys esim. < 500 ®C:n lämpötilaan, minkä avulla voidaan saavuttaa metastabiileja tasapainotiloja, esim. voidaan välttää haitallista pasutustuotteen sulfatoitumista.The fluidized bed reactor according to the invention is particularly suitable for use in metallurgical processes, such as roasting of sulphate concentrates. The roasting temperature in the reaction chamber can then be adjusted to about 800 eC to 1000 eC by means of particle recovery and heating surfaces, so that an optimal roasting result is achieved. In the chamber above the choke, i.e. the cooling chamber, the final cooling of the roasting (or combustion) exhaust gases takes place, typically to a temperature of 200 to 500 eC, depending on e.g. the dew point of the sulfur compounds. By means of the cooling pulp circulation 35, a very fast first cooling to a temperature of <500 ®C is achieved before the heating surfaces, by means of which metastable equilibrium states can be achieved, e.g. harmful sulphation of the roasting product can be avoided.
8 39944 Lämpöpinnoilla kaasut jäähdytetään tämän jälkeen esim.8 39944 On the heating surfaces, the gases are then cooled e.g.
< 350 °C:n lämpötilaan. Pasutustuote otetaan kuumana ulos suoraan reaktiokammion alaosasta. Sitä voidaan myös ottaa ulos palautusputkesta, jossa virtaa jäähtynyttä kiertoma-5 teriaalia. Osa pasutustuotteesta, nimenomaan sen hienojakoisin aines, kulkeutuu poistokaasuvirrasta lopulliseen pölynerotukseen esim. sähkösuotimelle, jossa se voidaan ottaa talteen.To a temperature of <350 ° C. The roasting product is hot taken out directly from the bottom of the reaction chamber. It can also be taken out of a return tube in which cooled circulating-5 material flows. Part of the roasting product, namely its finest material, is transported from the exhaust gas stream to the final dust separation, e.g. to an electrostatic precipitator, where it can be recovered.
10 Kun pasutuksen (polton) poistokaasut jäähdytetään kiertolei-jureaktorissa, tapahtuu siinä kiintoaineksen agglomeroitu-mista, mikä vuorostaan parantaa keskipakoerottimilla tapahtuvaa pölyn erotusta. Keksinnön mukaisesta pasutusreak-torista poistuva kaasu on siksi usein puhtaampaa, vähemmän 15 pölypitoista, kuin tavanomaisista pasutoista saatavat kaasut, mutta erityisesti vähäisempää on kaikkein hienoimman kiintoaineksen osuus, jota muodostuu varsinkin höyryfaasissa olevan aineksen lauhtuessa kaasun jäähdytyksen yhteydessä. Tällainen aines lauhtuu näet huomattavassa määrin hiuk-20 kaserottimesta palaavan jäähtyneen massakierron pintaan. Tällä tavoin pystytään myös vähentämään pasutuskaasujen lopulliseen puhdistamiseen käytetyn erottimen, esim. säh-kösuotimen, kuormitusta.When the roasting (combustion) exhaust gases are cooled in a circulating fluidized bed reactor, agglomeration of the solids takes place, which in turn improves the dust separation by centrifugal separators. The gas leaving the roasting reactor according to the invention is therefore often cleaner, less dusty than the gases from conventional roasting, but in particular has a lower proportion of the finest solids formed, especially when the material in the vapor phase condenses during gas cooling. You see, such material condenses to a considerable extent on the surface of the cooled pulp circuit returning from the particle separator. In this way, it is also possible to reduce the load on the separator used for the final cleaning of the roasting gases, e.g. an electrostatic precipitator.
25 Jotta edellä mainittu pölyn agglomeroitumisilmiö olisi mahdollista, on hiukkassuspension jäähdytys jäähdytyskam-miossa edullisesti järjestetty tapahtuvaksi kahdessa vaiheessa siten, että - reaktiokammiosta yläosaan virtaavaan hiukkassuspensioon 30 ensiksi sekoitetaan hiukkaserottimesta palautettuja jäähtyneitä hiukkasia hiukkassuspension lämpötilan laskemiseksi nopeasti sopivaan lämpötilaan, esim. alle 550 °C:seen, minkä jälkeen - hiukkassuspensio ohjataan kulkemaan jäähdytyskammioon 35 sijoitettujen, lämpöä talteenottavien lämpöpintojen kautta siten, että suspension lämpötila laskee siihen lämpötilaan, jossa lopullisen pölynerotuksen on määrä tapahtua, tyypillisesti noin 350°C:een.In order to enable the above-mentioned dust agglomeration phenomenon, the cooling of the particle suspension in the cooling chamber is preferably arranged in two steps, so that the particulate suspension 30 flowing from the reaction chamber to the top is first mixed with cooled particles below C50 to rapidly lower the particle suspension temperature. , after which - the particle suspension is directed to pass through heat-recovering heating surfaces located in the cooling chamber 35 so that the temperature of the suspension drops to the temperature at which the final dust separation is to take place, typically to about 350 ° C.
9 399449 39944
Pasutuksessa vapautuva ylimääräinen lämpö otetaan talteen sekä reaktiokammioon että jäähdytyskammioon sovitetuilla lämpöpinnoilla. Lämpö voidaan lisäksi ottaa talteen palau-5 tusputkeen sovitetuilla lämpöpinnoilla.The excess heat released during roasting is recovered by heating surfaces arranged in both the reaction chamber and the cooling chamber. In addition, heat can be recovered by heating surfaces fitted to the Palau-5 tube.
Rakentamalla reaktiokammio Ja sen yläpuolelle sijoitettu poistokaasujen jäähdytyskammio toistensa päälle yhtenäiseksi rakenteeksi saadaan edullisella tavalla yhdistetyksi poltto-10 tai pasutusosa ja kaasujen jäähdytysosa. Kammioiden välinen kuristuselin, jolla ne erotetaan toisistaan, voi olla rakenteeltaan esim. kuten tyypillinen kuumille kaasuille tehty kaasunjakoarina tai vain yksi kammiot yhdistävä aukko, jonka muoto ja poikkipinta on valittu siten, että 15 ylemmän kammion massakierto ei pääse käynnin aikana valumaan alempaan eli reaktiokammioon.By constructing the reaction chamber and the exhaust gas cooling chamber located above it into a unitary structure, the combustion-10 or roasting part and the gas cooling part are advantageously combined. The throttle member between the chambers, by which they are separated from each other, can be of e.g. e.g. a gas distribution arc made for hot gases or only one opening connecting the chambers, the shape and cross-section of which is chosen so that the upper chamber mass flow does not flow into the lower chamber during operation.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa lämpötilan säätö tapahtuu siis lämpöpinnan ja massakierron yhdistelmällä, jolloin 20 reaktoriin, jossa on sopivan suuruinen massakierto, sovitetaan tarvittava määrä lämpöpintaa. Massakiertoa voidaan käyttää pääasiassa reaktorin lämpötilan säätöön, ja suurin osa jäähdytyksestä eli lämmön talteenotosta, voidaan aikaansaada lämmönsiirtona reaktorin lämpöpintoihin, ellei 25 pasutusreaktion kinetiikka ole esteenä.In the solution according to the invention, the temperature is thus controlled by a combination of a heating surface and a pulp circulation, in which case the required amount of heating surface is arranged in a reactor with a pulp circulation of a suitable size. The pulp circulation can be used mainly for controlling the temperature of the reactor, and most of the cooling, i.e. heat recovery, can be provided by heat transfer to the heating surfaces of the reactor, unless the kinetics of the roasting reaction are hindered.
Säätämällä lämpötilaa massakierron avulla voidaan pasutuksessa aina ajaa optimaalisella ilmakertoimella ja tarvittaessa voidaan säätää myös pasutustehoa. Keksinnön mukaisessa 30 ratkaisussa, optimaalisella ilmakertoimella optimaalisessa lämpötilassa, pasutuksen hapetusreaktiot ehtivät tapahtua pääasiallisesti kokonaan jo pasutusreaktorissa. Mikäli reaktioviivettä on lisättävä, se tapahtuu tämän ratkaisun puitteissa siten, että reaktiokammion lämpöpinnan jäähdyttä-35 vää vaikutusta pienennetään ja massakierron jäähdyttävää vaikutusta suurennetaan, jolloin massakierron avulla pidennetään reaktioviivettä.By adjusting the temperature with the help of the pulp circulation, the roasting can always be driven with an optimal air factor and, if necessary, the roasting power can also be adjusted. In the solution 30 according to the invention, with an optimal air coefficient at an optimal temperature, the oxidation reactions of roasting have time to take place substantially completely already in the roasting reactor. If the reaction delay has to be increased, this is done within the framework of this solution by reducing the cooling effect of the heating surface of the reaction chamber and increasing the cooling effect of the mass cycle, whereby the reaction delay is prolonged by the mass cycle.
10 3994410 39944
Keksinnön mukainen ratkaisu tarjoaa lisäksi mahdollisuuden erillisen pasutteen jäähdyttimen eliminoimiseen. Tällöin pasute voidaan ottaa ulos massakierrosta paluulinjasta poistokaasun lämpötilassa, joka siis tyypillisesti on n.The solution according to the invention also offers the possibility of eliminating a separate roaster cooler. In this case, the roast can be taken out of the pulp cycle from the return line at the exhaust gas temperature, which is thus typically n.
5 350eC. Tällöin ei myöskään tarvita erillistä kuumaerotinta pasutusreaktorissa, kun hiukkasten erotus ja palautus tapahtuu vasta jäähdytysreaktorin jälkeen. Erotinlaitteisto voidaan valmistaa teräksestä, koska kaasun lämpötila on riittävän matala, alle 400 °C.5 350eC. In this case, a separate heat separator in the roasting reactor is also not required, as the separation and recovery of the particles takes place only after the cooling reactor. The separator equipment can be made of steel because the gas temperature is low enough, below 400 ° C.
10 Jäähdytyskammiossa voidaan sen ns. sekoituslämpötila säätää halutulle tasolle, esim. 500 °C:seen sen oman massakierron avulla. Sekoituslämpötila tarkoittaa sisääntulevan hiukkas-suspension lämpötilaa jäähdytyskammiossa hiukkassuspension 15 sekoituttua siinä olevaan massakiertoon ennen kosketusta lämpöpintojen kanssa. Pasutuksesta tulevan kaasun jäähdytys pasutuslämpötilasta tähän sekoituslämpötilaan voi tapahtua erittäin nopeasti, mikä vähentää oleellisesti pasutteen sulfatoitumisvaaraa, kuten edellä on selostettu.10 In the cooling chamber, its so-called the mixing temperature is adjusted to the desired level, e.g. 500 ° C by its own mass circulation. Stirring temperature means the temperature of the incoming particle suspension in the cooling chamber after the particle suspension 15 has been mixed into the pulp circuit therein before contact with the heating surfaces. The cooling of the gas from the roasting from the roasting temperature to this mixing temperature can take place very quickly, which substantially reduces the risk of sulphation of the roast, as described above.
2020
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kaaviolliseen piirustukseen, joka esittää erästä keksinnön mukaista järjestelmää lämpötilan säätämiseksi sinkkirikasteen pasutuksessa kiertomassareaktorissa.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying schematic drawing, which shows a system according to the invention for controlling the temperature of roasting zinc concentrate in a circulating mass reactor.
2525
Kuviossa on esitetty kiertoleijureaktori, joka käsittää kaksiosaisen leijukerrosreaktorin 10, hiukkaserottimen 12 ja palautusputken 14. Leijutuskaasua, eli tässä tapauksessa ilmaa, syötetään reaktiokammioon sen pohjaan sovitetun 30 arinan 16 läpi ilmakaapista 18 suuttimilla 20. Leijutus-kaasua syötetään siten, että kaasun nopeus reaktiokammiossa on n. 2 - 10 m/s. Reaktiokammioon muodostetaan leijukerros syöttämällä siihen sinkkirikastetta yhteellä 22 ja hiuk-kaserottimessa erotettuja kiertopartikkeleita palautusyh-35 teellä 24.The figure shows a circulating fluidized bed reactor comprising a two-part fluidized bed reactor 10, a particle separator 12 and a return pipe 14. Fluidizing gas, i.e. air in this case, is fed to the reaction chamber through a grate 16 arranged at its bottom from an air cabinet 18 with nozzles 20. Fluidizing gas is 2 - 10 m / s. A fluidized bed is formed in the reaction chamber by feeding a zinc concentrate together 22 and circulating particles separated in a particle separator by a recovery compound 35.
Leijukerrosreaktorin alaosa eli reaktiokammio 26 muodostaa näin pasutusreaktorin, jossa sinnkirikaste pasutetaanThe lower part of the fluidized bed reactor, i.e. the reaction chamber 26, thus forms a roasting reactor in which the zinc concentrate is roasted
IIII
11 89944 hapettavassa poltossa. Reaktiokammion virtauksen poikkipinta valitaan sellaiseksi, että huomattava osa kiintoaineesta kulkeutuu reaktiokammiosta siinä muodostuvien palamis-kaasujen mukana leijukerrosreaktorin yläosaan eli jäähdytys-5 kammioon 28. Kaasujen ja kiintoaineen muodostama hiukkassus-pensio virtaa yläosaan kuristuselimellä 30 muodostetun kapean kurkun tai aukon 32 kautta. Kuristuselin on sovitettu tiiviisti reaktoriin siten, että ylöspäin virtaavat kaasut joutuvat kulkemaan reaktoriin muodostetun sen poikkileik-10 kausta pienemmän aukon kautta.11 89944 in oxidative combustion. The cross-sectional area of the reaction chamber flow is selected so that a substantial portion of solids enters the top of the fluidized bed reactor, i.e., the cooling-chamber 5, with the combustion gases formed therein. The suspension of gases and solids flows into the top through a constriction 30 or a narrow throat. The throttle member is tightly fitted to the reactor so that the upwardly flowing gases have to pass through an opening smaller than its cross-section formed in the reactor.
Kaasun nopeus on aukossa 32 niin suuri, että hiukkasia ei pääse virtaamaan alaspäin kurkun läpi takaisin reaktiokammi-oon 26. Yläosaan 28 muodostuu, kaasuvirtauksen nopeuden 15 hidastuessa kurkun jälkeen, toinen ylempi leijukerros. Kaasun nopeus on kuitenkin tässäkin leijukerroksessa järjestetty niin suureksi, 2-10 m/s, että huomattava osa hiukkasista kulkeutuu kaasun mukana ulos leijukerrosreakto-rista sen ylimpään osaan sovitetun aukon 33 kautta ja 20 edelleen hiukkaserottimeen 12. Kuvion esittämä hiukkaserotin on pystysuora sykloni. Muukin erotin, kuten horisontaa-lisykloni tai suodin, voi tietenkin tulla kysymykseen.The velocity of the gas in the orifice 32 is so high that particles cannot flow down through the throat back into the reaction chamber 26. A second upper fluidized bed is formed in the upper part 28 as the gas flow rate 15 slows down after the throat. However, even in this fluidized bed the velocity of the gas is arranged so high, 2-10 m / s, that a considerable part of the particles travels with the gas out of the fluidized bed reactor through an opening 33 arranged in its upper part and further into the particle separator 12. The particle separator shown in the figure is a vertical cyclone. Other separators, such as a horizontal cyclone or filter, can of course be considered.
Hiukkaserottimessa pääosa kaasun mukana kulkeutuneesta 25 kiintoaineesta erotetaan kaasuista ja kaasu johdetaan yhteen 34 kautta lopulliseen hiukkaserotukseen esim. säh-kösuotimelle. Erotetut hiukkaset palautetaan palautusputken 14 kautta osittain yhteellä 36 jäähdytyskammioon 28, osittain yhteellä 38 pasutusreaktoriin 26. Pasutustuote 30 otetaan ulos suoraan arinalta yhteellä 42. Pasutustuote voidaan haluttaessa myös ottaa suoraan ulos palautusputkesta 14.In the particle separator, most of the solids 25 entrained in the gas are separated from the gases and the gas is passed together via 34 to a final particle separation, e.g. to an electrostatic precipitator. The separated particles are returned via the return pipe 14 partly with connection 36 to the cooling chamber 28, partly with connection 38 to the roasting reactor 26. The roasting product 30 is taken out directly from the grate with connection 42. If desired, the roasting product can also be taken out directly from the return pipe 14.
Pasutusreaktoriin 26 on sovitettu lämpöpinta 44 lämpöä 35 luovuttavan reaktorin lämmön talteenottamiseksi. Jäähdytys-kammioon 28 on vastaavasti sovitettu toinen lämpöpinta 46 hiukkassuspension jäähdyttämiseksi ennen hiukkaserotinta. Lämpöpinnat 44 ja 46 voidaan yhdistää samaan talteenottojär- 12 89944 jestelmään. Haluttaessa voidaan lämpöpintoja 48 ja 50 myös sovittaa palautusputkeen 14.A roasting reactor 26 is provided with a heating surface 44 to recover heat from the heat transfer reactor. Correspondingly, a second heating surface 46 is arranged in the cooling chamber 28 to cool the particle suspension before the particle separator. The heating surfaces 44 and 46 can be connected to the same recovery system. If desired, the heating surfaces 48 and 50 can also be fitted to the return pipe 14.
Palautusyhteisiin 36 ja 38 on sovitettu säätöelimet 52 ja 5 54, joiden avulla kiintoaineen palautusta pasutusreaktorin 26 ja jäähdytyskammion 28 välillä voidaan säätää. Lisäämällä massakiertoa pasutusreaktoriin pystytään tarvittaessa laskemaan pasutusreaktorin lämpötilaa. Vastaavasti voidaan lämpötilaa nostaa vähentämällä palautuksesta tulevaa 10 kiertomassaa.Arranged in the return connections 36 and 38 are control means 52 and 5 54 by means of which the return of solids between the roasting reactor 26 and the cooling chamber 28 can be controlled. By adding a pulp cycle to the roasting reactor, it is possible to lower the temperature of the roasting reactor, if necessary. Correspondingly, the temperature can be raised by reducing the 10 circulating masses from the return.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on yksinkertaisesti sovitettu kaksi leijukerrosta 26 ja 28 yhtenäiseksi pystysuoraksi rakenteeksi. Näin saadaan muodostettua edulli-15 nen ja vähän tilaa vievä pasutusreaktorin ja jäähdytyskammion integraatti. Saadaan kaksi toisistaan osittain erikseen säädettävissä olevaa kiertomassareaktoria, joilla on yhteinen hiukkaserotin.In the solution according to the invention, the two fluidized beds 26 and 28 are simply arranged as a single vertical structure. In this way, an inexpensive and space-saving integrator of the roasting reactor and the cooling chamber is formed. Two partially separately controllable circulating mass reactors with a common particle separator are obtained.
20 Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa esimerkkinä esitettyyn sove1lutusmuotoon, vaan sitä voidaan muunnella ja soveltaa patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not intended to be limited to the exemplary embodiment, but can be modified and applied within the scope of the inventive idea defined by the claims.
25 Keksinnön mukaista säätöperiaatetta voidaan esimerkiksi hyödyntää jätteen tai muun halogeenipitoisen polttoaineen poltossa. Poltto järjestetään tapahtuvaksi polttokammiossa reaktorin ensimmäisessä osassa ja syntyneet savukaasut jäähdytetään nopeasti jäähdytyskammiossa orgaanisten 30 halogenoitujen yhdisteiden määrän minimoimiseksi. Näin pyritään minimoimaan "de novo" synteesi, eli dioksiinien, furaanien ja muiden myrkyllisten klooriyhdisteiden uudelleen syntyminen, jäähdytyspinnoilla. Myrkylliset klooriyhdisteet kuten dioksiinit ja furaanit muodostuvat klooriyhdisteistä 35 erikoisen herkästi lämpötila-alueella 250 - 400 ®C. Kaasut jäähdytetään siksi jäähdytyskammiossa nopeasti yli tämän lämpötila-alueen.The control principle according to the invention can be utilized, for example, in the combustion of waste or other halogen-containing fuel. Combustion is arranged to take place in the combustion chamber in the first part of the reactor and the flue gases generated are rapidly cooled in the cooling chamber to minimize the amount of organic halogenated compounds. This is to minimize the synthesis of "de Novo", i.e. the regeneration of dioxins, furans and other toxic chlorine compounds, on cooling surfaces. Toxic chlorine compounds such as dioxins and furans are particularly sensitive to chlorine compounds in the temperature range of 250 to 400 ®C. The gases are therefore cooled rapidly above this temperature range in the cooling chamber.
Il 13 89944Il 13 89944
Keksintöä voidaan myös soveltaa jonkin metallurgisen prosessin poistokaasujen jäähdyttämiseen, kaasujen joihin jäähdytysvaiheessa voi syntyä myös kloorattuja orgaanisia yhdisteitä. Erityisesti on kyse ns. supermyrkkyjen, eli 5 polykloorattujen dioksiinien ja furaanien syntymisen estämisestä.The invention can also be applied to the cooling of the exhaust gases of a metallurgical process, gases to which chlorinated organic compounds can also be formed in the cooling step. In particular, the so-called prevention of the formation of super toxins, ie 5 polychlorinated dioxins and furans.
Päästöä pienentää lisäksi jäähdyttämisen aiheuttama ko. yhdisteiden kondensoituminen jäähdytyskammiossa kiertävän 10 hienojakoisen petimateriaalin pintaan. Prosessin toimiessa jatkuvuustilassa jäähdytyskammion petimateriaaliin muodostuu jokin konsentraatiotaso em. ja muista orgaanisista yhdisteistä. Tätä tasoa voidaan kontrolloida palauttamalla osa jäähdytyskammiossa kiertävästä materiaalista polttokammiona 15 toimivaan alempaan reaktoriin. Kiertomateriaalin pintaan tiivistyneet orgaaniset yhdisteet palavat polttokammiossa ja poistettu kiertomateriaali puhdistuu. Puhdistunut kiertomateriaali palautetaan jäähdytyskammioon, jossa se korvaa poistetun saastuneen materiaalin pienentäen siten 20 jäähdytyskammion kiertomateriaalin haitta-ainepitoisuutta. Tämä on eduksi mm. reaktorista poistettavan materiaalin edelleenkäsittelyn kannalta.Emissions are also reduced by cooling. condensation of the compounds on the surface of the fine bed material circulating in the cooling chamber. While the process is operating in a continuous state, some concentration level of the above and other organic compounds is formed in the bed material of the cooling chamber. This level can be controlled by returning some of the material circulating in the cooling chamber to the lower reactor acting as the combustion chamber 15. Organic compounds condensed on the surface of the circulating material burn in the combustion chamber and the removed circulating material is cleaned. The purified circulating material is returned to the cooling chamber, where it replaces the removed contaminated material, thus reducing the contaminant content of the circulating material in the cooling chamber. This is an advantage e.g. for further processing of the material to be removed from the reactor.
Claims (16)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI906347A FI89944C (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Method and apparatus for controlling the temperature of a reactor with circulating fluidized bed |
AU90439/91A AU652204B2 (en) | 1990-12-21 | 1991-12-13 | Method and apparatus for controlling temperature in a circulating fluidized bed reactor |
CA 2098577 CA2098577A1 (en) | 1990-12-21 | 1991-12-13 | Method and apparatus for controlling temperature in a circulating fluidized bed reactor |
PCT/FI1991/000384 WO1992011499A1 (en) | 1990-12-21 | 1991-12-13 | Method and apparatus for controlling temperature in a circulating fluidized bed reactor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI906347A FI89944C (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Method and apparatus for controlling the temperature of a reactor with circulating fluidized bed |
FI906347 | 1990-12-21 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI906347A0 FI906347A0 (en) | 1990-12-21 |
FI906347A FI906347A (en) | 1992-06-22 |
FI89944B true FI89944B (en) | 1993-08-31 |
FI89944C FI89944C (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=8531634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI906347A FI89944C (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Method and apparatus for controlling the temperature of a reactor with circulating fluidized bed |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU652204B2 (en) |
CA (1) | CA2098577A1 (en) |
FI (1) | FI89944C (en) |
WO (1) | WO1992011499A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2095480C (en) * | 1993-05-04 | 1995-02-14 | Paulo Goes Koeberle | Multistage turbulent circulating fluidized bed reactor |
FI20010676A0 (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Einco Oy | CSC reactor |
FR2937886B1 (en) * | 2008-10-30 | 2011-05-20 | Jean Xavier Morin | FAST FLUIDIZED FLUIDIZED BED DEVICE WITH SATURATED FLOW OF CIRCULATING SOLIDS |
CN101579601B (en) * | 2009-06-12 | 2011-05-18 | 山西晋丰环保工程设计有限公司 | Venturi ring efficient mass transfer layer absorption tower |
PL2642199T3 (en) * | 2012-03-20 | 2017-11-30 | General Electric Technology Gmbh | Circulating fluidized bed boiler |
CN109058958A (en) * | 2018-06-13 | 2018-12-21 | 陈燕燕 | A kind of boiler furnace |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1041252B (en) * | 1953-04-27 | 1958-10-16 | Metallgesellschaft Ag | Process for the operation of fluidized bed furnaces under automatic control |
DE1083058B (en) * | 1959-07-10 | 1960-06-09 | Schmidt Sche Heissdampf | Process for keeping the heating surfaces of waste heat boilers clean and equipment for carrying out the process |
SE388363B (en) * | 1975-01-24 | 1976-10-04 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | PROCEDURE FOR IMPLEMENTING ENDOTHERME REDUCTION PROCESSES IN CIRCULATING FLOATING BEDS AND DEVICE FOR THEREOF |
US4154581A (en) * | 1978-01-12 | 1979-05-15 | Battelle Development Corporation | Two-zone fluid bed combustion or gasification process |
JPS56916A (en) * | 1979-06-15 | 1981-01-08 | Hokkaido Togyo Kk | Method and apparatus for generating hot blast for incineration of chaff |
FR2526182B1 (en) * | 1982-04-28 | 1985-11-29 | Creusot Loire | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A FLUIDIZED BED |
DK158531C (en) * | 1985-06-13 | 1990-10-29 | Aalborg Vaerft As | PROCEDURE FOR CONTINUOUS OPERATION OF A CIRCULATING FLUIDIZED BED REACTOR AND REACTOR TO USE IN EXERCISE OF THE PROCEDURE |
FI80066C (en) * | 1986-01-22 | 1991-07-29 | Ahlstroem Oy | Process and apparatus for gasification of carbonaceous material |
-
1990
- 1990-12-21 FI FI906347A patent/FI89944C/en not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-12-13 CA CA 2098577 patent/CA2098577A1/en not_active Abandoned
- 1991-12-13 AU AU90439/91A patent/AU652204B2/en not_active Ceased
- 1991-12-13 WO PCT/FI1991/000384 patent/WO1992011499A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI906347A0 (en) | 1990-12-21 |
FI89944C (en) | 1993-12-10 |
AU652204B2 (en) | 1994-08-18 |
CA2098577A1 (en) | 1992-06-22 |
AU9043991A (en) | 1992-07-22 |
FI906347A (en) | 1992-06-22 |
WO1992011499A1 (en) | 1992-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920002082B1 (en) | Method and apparatus for treating process phases | |
EP0304931B1 (en) | Method and apparatus for gasifying or combusting solid carbonaceous material | |
US6113863A (en) | Combustion exhaust gas treatment system | |
JPH01500251A (en) | How to reduce NOx in flue gas | |
CN109073213B (en) | System and method for oxygen carrier assisted oxygen combustion fluidized bed combustion | |
JPH07136494A (en) | Method and apparatus for cooling high temperature gas in reactor | |
FI89944B (en) | FREQUENCY REQUIREMENTS FOR THE CONTROL OF TEMPERATURES IN A REACTOR WITH CIRCULAR FLUIDISERAD BAEDD | |
RU2139473C1 (en) | Method of treatment of solid residues after burning sulfur-containing fuel and device for realization of this method | |
US4555387A (en) | Flash roasting of molybdenum sulfide concentrates in a slagging reactor | |
US4551313A (en) | Flash sublimation and purification of molybdenum oxide | |
CA2599564A1 (en) | Process and plant for the heat treatment of solids containing titanium | |
AU2016390040B2 (en) | Method and apparatus for treating a leaching residue of a sulfur-containing metal concentrate | |
RU2060284C1 (en) | Method for production of matte and/or metal and device for its embodiment | |
FI89074B (en) | FOER REFRIGERATION FOER FOERGASNING ELLER FOERBRAENNING AV FAST KOLHALTIGT MATERIAL | |
US4335663A (en) | Thermal processing system | |
EP1142624B1 (en) | Combustion exhaust gas treatment apparatus and method | |
Masters | Full containment spray drying | |
US4582481A (en) | Process of drying sulfide ores in direct contact with hot drying gases | |
Melton et al. | Thermal oxidizers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application | ||
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY |
|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY |