FI91192B

FI91192B - Method and apparatus for supplying hot process or flue gases to a gas cooler

Info

Publication number: FI91192B
Application number: FI920167A
Authority: FI
Inventors: Matti Hiltunen; Pertti Metso; Kurt Westerlund
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1992-01-15
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1994-02-15
Also published as: WO1993014364A1; FI91192C; FI920167A0; AU3353493A; FI920167A

Description

9119291192

MENETELMÄ JA LAITE KUUMIEN PROSESSI- TAI SAVUKAASUJEN SYÖTTÄMISEKSI KAASUNJÄÄHDYTTIMEENMETHOD AND APPARATUS FOR SUPPLYING HOT PROCESS OR FLUE GASES TO A GAS COOLER

FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR INMATNING AV PROCESS- ELLER RÖKGASER I EN GASKYLAREPROCEDURE FOR THE INTRODUCTION OF THE PROCESS- ELLER RÖKGASER I EN GASKYLARE

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laiteeseen kaasunjäähdyttimen sisääntulokanavan seinämälle muodostuvan metalliaines- tai suolakerrostuman poistamiseksi, jäähdytettäessä kuumia prosessi- tai savukaasuja kaasunjäähdyttimes-5 sä.The present invention relates to a method and apparatus for removing a layer of metal or salt formed on the wall of an inlet duct of a gas cooler by cooling hot process or flue gases in a gas cooler.

Kuumat prosessikaasut tai savukaasut sisältävät yleensä likaavia aineosia, kuten hienoa pölyä, ja sulia tai höyrystyneitä aineosia, jotka jäähtyessään ja tiivistyessään 10 muuttuvat tahmeiksi ja tarttuvat toisiinsa ja kaasujen kanssa kosketukseen tuleviin pintoihin. Tällaisia likaavia aineosia sisältäviä kaasuja ovat esim. metallisulattojen poistokaasut ja suolapitoisten aineiden, kuten ligniitin tai mustalipeän, poltossa syntyneet savukaasut.Hot process gases or flue gases generally contain fouling constituents, such as fine dust, and molten or vaporized constituents which, on cooling and condensation, become sticky and adhere to each other and to the surfaces in contact with the gases. Gases containing such contaminants include, for example, exhaust gases from metal smelters and flue gases from the combustion of saline substances such as lignite or black liquor.

1515

Likaavien aineosien kerrostumia näyttää yleensä muodostuvan herkimmin kuumien ja jäähdytettyjen pintojen raja-alueille. Esim. jätelämpökattiloiden sisääntulokanavaan lähelle si-sääntuloaukkoa muodostuu herkästi kerrostumia, mistä syystä 20 aukko saattaa kasvaa umpeen ellei sitä aika ajoin nuohota. Nuohoaminen sinänsä voi olla vaikeasti järjestettävissä näissä olosuhteissa.Deposits of contaminants generally appear to be most sensitive to the boundary areas of hot and cooled surfaces. For example, deposits are easily formed in the inlet duct of waste boilers near the inlet opening, for which reason the opening 20 may become closed if it is not sooted from time to time. Sweeping per se can be difficult to arrange under these conditions.

Kuumaan sisääntuloaukkoon muodostuvat kerrostumat ovat 25 yleensä lisäksi vaikeasti irrotettavissa, koska kuumille pinnoille muodostuvat kerrostumat ovat kovia ja kompakteja. Sisääntulokanavat on useimmiten valmistettu massattuna rakenteena tai keraamisesta materiaalista, joka on pinnaltaan hieman epätasainen ja mahdollisesti jopa huokoinen, 30 mikä edesauttaa kerrostumien kiinnittymistä pinnoille. Nuohoaminen saattaa puolestaan vahingoittaa massausta.In addition, the deposits formed on the hot inlet are generally difficult to remove because the deposits formed on the hot surfaces are hard and compact. The inlet ducts are most often made of a massed structure or a ceramic material with a slightly uneven surface and possibly even a porous surface, which helps the layers to adhere to the surfaces. Sweating, in turn, can damage the massage.

Kerrostumien syntymistä on pyritty estämään mm. puhaltamalla 2 sisääntuloaukkoon kaasua, esim. inerttiä, takaisinkierrätet-tyä, jäähdytettyä ja puhdistettua savukaasua. Näin voidaankin jonkin verran estää tahmeiden aineosien tarttumista sisääntuloaukon läheisyydessä oleviin seinämiin. Takaisin-5 kierrätettävän suojakaasun määrän on kuitenkin oltava huomattavan suuri aukon aukipitämiseksi, jolloin näin alennetaan kaasunjäähdyttimeen tulevan kaasun lämpötilaa, mikä lämmöntalteenoton kannalta ei ole edullista. Samalla kasvatetaan kokonaiskaasuvirtaa, jolloin prosessissa tarvitaan 10 entistä suuremmat kaasunpuhdistuslaitteet, mikä nostaa kustannuksia.Efforts have been made to prevent the formation of deposits. by blowing gas into the 2 inlets, e.g. inert, recirculated, cooled and purified flue gas. In this way, the adhesion of the sticky components to the walls in the vicinity of the inlet can be somewhat prevented. However, the amount of shielding gas to be recycled must be considerably large in order to keep the opening open, thus lowering the temperature of the gas entering the gas cooler, which is not advantageous from the point of view of heat recovery. At the same time, the total gas flow is increased, which requires 10 larger gas cleaning devices in the process, which increases costs.

Sisääntulokanavaan muodostuneiden kerrostumien irrottamiseksi on myös ehdotettu sisääntulokanavan seinän epäsuoraa 15 jäähdyttämistä, saattamalla seinän kaasusta poispäin oleva seinäpinta kosketukseen jäähdytysväliaineen, esim. veden kanssa. Näin pyritään jäähdyttämään ja haurastuttamaan seinälle muodostuneet kerrostumat. Jäähdytyksen ansiosta kerrostumat ainakin osittain irtaantuvat seinästä ja ovat 20 siten helpommin poistettavissa sisääntulokanavasta. Jäähdytys ei kuitenkaan aina riitä pitämään seinäpintoja puhtaina. Kerrostumien irrotus vaatii lisäksi mekaanista voi maa. Hauraat kerrostumat voidaankin suhteellisen helposti irrottaa saattamalla sisääntulokanava värähtelemään.In order to remove the deposits formed in the inlet duct, it has also been proposed to indirectly cool the wall of the inlet duct by bringing the wall surface of the wall away from the gas into contact with a cooling medium, e.g. water. The aim is to cool and brittle the layers formed on the wall. Due to the cooling, the deposits are at least partially detached from the wall and are thus more easily removed from the inlet duct. However, cooling is not always enough to keep wall surfaces clean. The removal of deposits also requires mechanical butter. Brittle deposits can be removed relatively easily by causing the inlet channel to vibrate.

2525

Aina ei kuitenkaan ole mahdollista jäähdyttää sisääntulo-kanavaa, esim. koska jäähdytysväliaineen syötön järjestäminen kanavan yhteyteen tai tarpeeksi suuren jäähdytyksen aikaansaaminen saattaa olla hankalaa. Mekaanisen nuohouksen 30 aikaansaaminen sisääntulokanavassa saattaa myös olla vaikeaa.However, it is not always possible to cool the inlet duct, e.g. because arranging the supply of cooling medium in connection with the duct or providing sufficiently large cooling may be difficult. It may also be difficult to provide mechanical soot 30 in the inlet duct.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada parannus edellä esitettyihin menetelmiin ja laitteisiin likaisten 35 prosessikaasujen tai savukaasujen johtamiseksi jäähdytyskam-mioon.It is an object of the present invention to provide an improvement in the above methods and apparatus for introducing dirty process gases or flue gases into a cooling chamber.

Tarkoituksena on erikoisesti aikaansaada menetelmä ja laite, li 3 91192 joiden avulla kuumien kaasujen sisääntulokanavaan jo muodostuneet kerrostumat ovat helposti poistettavissa tai joiden avulla vähennetään kerrostumien muodostumisalttiutta.In particular, it is an object to provide a method and an apparatus which can easily remove deposits already formed in the hot gas inlet duct or which reduce the susceptibility to the formation of deposits.

5 Tarkoituksena on lisäksi aikaansaada menetelmä ja laite, joiden avulla kerrostumat saadaan ominaisuuksiltaan sellaisiksi, että ne ovat helposti irrotettavissa tai irtoavat itsestään sisääntulokanavan seinältä.It is a further object to provide a method and a device by means of which the deposits are made to have properties such that they can be easily detached or detached themselves from the wall of the inlet duct.

10 Keksinnön mukainen menetelmä kerrostuman poistamiseksi kaasunjäähdyttimen sisääntulokanavan seinämältä on edellä esitettyjen tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu siitä, että kaasun sisääntulokanavan seinämälle muodostuvaa kerrostumaa kuumennetaan tuomalla lämpöä seinämään kerrostuman 15 tartuntapinnan läheisyydessä oleellisesti seinämän kautta, johon kerrostuma on muodostunut siten, että ainakin osa kerrostumasta saatetaan sulamaan.The method according to the invention for removing a deposit from the wall of a gas cooler inlet duct is characterized in that the deposit on the gas inlet duct wall is heated by introducing heat into the wall in the vicinity of the adhesive surface of the deposit 15 substantially through the wall to form at least part of the deposit.

Keksinnön mukainen laite kaasunjäähdyttimen sisääntulo-20 kanavassa kerrostuman poistamiseksi sen seinämältä on tunnettu siitä, että sisääntulokanavan seinämän yhteyteen on sovitettu elimet, joilla seinämälle muodostuvan kerrostuman lämpötilaa voidaan nostaa siten, että ainakin osa kerrostumasta sulaa.The device according to the invention for removing a deposit from a wall in the inlet duct of a gas cooler is characterized in that means are arranged in connection with the wall of the inlet duct with which the temperature of the deposit on the wall can be raised so that at least part of the deposit melts.

2525

Metallisulattojen poistokaasujen jäähdytyksen yhteydessä metalliaineksesta muodostuvat kerrostumat jäähdytyskammion sisääntulokanavan seinämällä voidaan keksinnön mukaan esim. kuumentaa ja ainakin osittain sulattaa induktioperiaatteel-30 la. Tällöin sisääntulokanavan ympärille järjestettyyn kupa-rikäämiin syötetään vaihtovirtaa, joka aiheuttaa magneettikentän, joka tunkeutuu sulatettavaan kerrostumaan synnyttäen siinä pyörrevirtoja. Metallin pyörrevirralle aiheuttaman sähköisen vastuksen johdosta metalli ensin lämpiää ja 35 lämpötilan noustessa tarpeeksi lopulta sulaa. Pyörrevirroil-la on suurin sulatusteho kuparikäämin lähellä eli siinä kerrostuman osassa, joka on lähellä sisääntulokanavan seinämää. Pyörrevirran teho johtuu myös sulatettavan metalliker- 4 rostuman koosta, sähkönjohtokyvystä ja magneettisesta per-meabiliteetista sekä virran taajuudesta. Kun sulaminen on päässyt alkuun, yhdistää sula metalli kerrostuman eri osat toisiinsa ja pyörrevirrat pääsevät vapaasti kiertämään koko 5 kerrostumassa. Induktiomenetelmä soveltuu käytettäväksi esim. kupari-, rauta- tai sinkkipitoisten aineiden käsittelyssä.In connection with the cooling of the exhaust gases of metal smelters, the deposits formed of metal material on the wall of the inlet duct of the cooling chamber can, for example, be heated and at least partially melted by the induction principle. In this case, an alternating current is applied to the copper coil arranged around the inlet channel, which causes a magnetic field which penetrates the meltable deposit, creating eddy currents therein. Due to the electrical resistance of the metal to the eddy current, the metal first heats up and when the temperature rises enough, it eventually melts. The eddy current has the highest melting power near the copper coil, i.e. in that part of the deposit which is close to the wall of the inlet duct. The power of the eddy current is also due to the size of the metal layer to be melted, the electrical conductivity and magnetic permeability, and the frequency of the current. Once the melting has begun, the different parts of the molten metal deposit are connected to each other and the eddy currents are allowed to circulate freely throughout the 5 deposits. The induction method is suitable for use, for example, in the treatment of substances containing copper, iron or zinc.

Verkkotaajuutta korkeammalla taajudella, esim. 500 - 2000 10 Hz:in taajuudella, voidaan sulattaa myös pieniä kerrostumia sisääntulokanavan seinämällä, eikä sulatusta aloitettaessa tarvita sulaa metallia. Keskitaajuudella tai korkeataajuudella toimiva induktiokäämi on siksi hyvin joustava esillä olevien kerrostumatyyppien sulatukseen.At a higher frequency than the mains frequency, e.g. 500-2000 at 10 Hz, small deposits can also be melted on the wall of the inlet channel, and no molten metal is required to start melting. The medium frequency or high frequency induction coil is therefore very flexible for melting the present deposition types.

1515

Kuparikäämi voidaan muodostaa ontosta kuparikiskosta, jolloin se voidaan tarvittaessa vesijäähdyttää.The copper coil can be formed from a hollow copper rail, so that it can be water-cooled if necessary.

Sisääntulokanavan seinämille muodostuneet kerrostumat voi-20 daan myös sulattaa, tai osittain sulattaa, kuumentamalla kanavan seinämää sähkövastuksella haluttuun lämpötilaan, esim. yli kerrostumia muodostavien aineiden sulatuslämpö-tilan. Tämä tapahtuu esim. upottamalla keraamisella massalla massattuun sisääntulokanavan seinämään lähelle sen sisäpin-25 taa vastuksia, esim. Kanthal-vastuksia. Johtamalla sähköä vastusten läpi kuumennetaan kanavan sisäseinää tarpeen mukaan kerrostumien irroittamiseksi. Sisääntulokanavan massaus voidaan tarvittaessa suojata kulutukselta pinnoitteella, jonka lämmönjohto on hyvä, esim. piikarbidisuojal-30 la. Tämä menetelmä sopii esim. alkalisuoloja sisältävien kuumien kaasujen käsittelyyn tai lyijypitoisten proses-sikaasujen käsittelyyn. Alkalisuolakerrostuma saattaa monessa tapauksessa vaatia noin 800 - 900 °C lämpötilan irrotakseen. Lyijy, lyijyoksidi tai lyijysulfaatti sulaa huomatta-35 vasti alemmassa lämpötilassa ja jo n. 600°C:n lämpötila saattaa riittää aikaansaamaan tarpeeksi sulaa materiaalia kerrostumaan koko kerrostuman irrottamiseksi.The deposits formed on the walls of the inlet duct can also be melted, or partially melted, by heating the wall of the duct with an electric resistor to the desired temperature, e.g. above the melting temperature of the substances forming the deposits. This is done, for example, by immersing the ceramic mass in a massed wall of the inlet channel close to its inner surface resistors, e.g. Kanthal resistors. By conducting electricity through the resistors, the inner wall of the duct is heated as necessary to remove deposits. If necessary, the massing of the inlet duct can be protected against wear with a coating with good thermal conductivity, e.g. silicon carbide protection-30 la. This method is suitable, for example, for the treatment of hot gases containing alkali salts or for the treatment of lead-containing process gases. In many cases, the alkali salt deposit may require a temperature of about 800 to 900 ° C to release. Lead, lead oxide, or lead sulfate melts at a much lower temperature, and even a temperature of about 600 ° C may be sufficient to cause enough molten material to deposit to remove the entire deposit.

Il 5 91192Il 5 91192

Kerrostumien kuumennus voi tapahtua jaksottain, jolloin muutaman minuutin lämmitys sähkötehosta riippuen saattaa riittää sulan kerroksen muodostamiseksi kerrostuman ja kanavan seinämän välille. Näin pienellä sähkön kulutuksella 5 saadaan kerrostumat poistettua tarpeen mukaan.The heating of the deposits can take place intermittently, in which case a few minutes of heating, depending on the electrical power, may be sufficient to form a molten layer between the deposit and the channel wall. With such a low power consumption 5, the deposits can be removed as required.

Kerrostumassa voidaan toisaalta haluttaessa ylläpitää lämpötila jatkuvasti sellaisella tasolla, jossa osa kerrostumia muodostavista aineista on sulia. Sulien aineiden vaikutuk-10 sesta sisääntulokanavan pinnat pysyvät puhtaina, eivätkä myöskään kaasujen kiinteät aineet tartu kiinteästi kanavan seinämiin.On the other hand, if desired, the temperature in the deposit can be maintained continuously at a level at which some of the deposit-forming substances are molten. Due to the effect of molten substances, the surfaces of the inlet duct remain clean, and the solids of the gases do not adhere firmly to the walls of the duct.

Joissakin tapauksissa sisääntulokanavan lämpötila saadaan 15 nostettua tarpeeksi korkeaksi syöttämällä kanavaan kuumaa kaasua. Esim. sulatusprosesseissa, joissa käsitellään matalassa lämpötilassa sulavia metalleja kuten lyijyä, saattaa suhteellisen pieni lämpötilan nosto riittää irrottamaan muodostuneet kerrostumat.In some cases, the temperature of the inlet duct can be raised high enough by supplying hot gas to the duct. For example, in smelting processes involving low-melting metals such as lead, a relatively small temperature rise may be sufficient to remove the deposits formed.

2020

Kaasun syöttämiseksi sisääntulokanavaan voidaan osa tai koko kanava muodostaa huokoisesta aineesta, esim. huokoisesta keraamisesta aineesta, sintteristä. Kanavan ulkopuolelle muodostetaan kaasulaatikko, josta sisääntulokanavan painetta 25 korkeammasta paineesta syötetään kaasua huokoisen materiaalin läpi kanavaan.To supply gas to the inlet duct, part or all of the duct can be formed of a porous material, e.g. a porous ceramic material, a sinter. A gas box is formed outside the duct, from which gas is supplied to the duct from a pressure higher than the pressure of the inlet duct 25 through the porous material.

Kuuma väliaine voi olla esim. tulistettua, paineistettua höyryä, jos tarvittava lämpötilan nousu on suhteellisen 30 pieni.The hot medium can be, for example, superheated, pressurized steam if the required temperature rise is relatively small.

Toisaalta voidaan huokoisen seinämän läpi syöttää kanavaan kaasua, joka kanavassa aikaansaa palamisen ja sitä kautta lämpötilan nousun. Esim. jos kanavan läpi virtaava prosessi-35 kaasu sisältää palavia aineita, voidaan huokoisen seinämän läpi syöttää happea prosessikaasun polttamiseksi kanavassa. Kanavassa happikaasun ja prosessikaasun välinen reaktio eli palaminen alkaa seinämän vieressä ja korottaa lämpötilaa 6 siis ensiksi kanavan seinäpinnan läheisyydessä. Lisäämällä happimäärää voidaan palaminen ulottaa syvemmälle kanavan keskustaa kohti.On the other hand, gas can be fed into the duct through the porous wall, which causes combustion in the duct and thus a rise in temperature. For example, if the process-35 gas flowing through the channel contains combustible substances, oxygen can be fed through the porous wall to burn the process gas in the channel. In the duct, the reaction between the oxygen gas and the process gas, i.e. combustion, begins next to the wall and thus raises the temperature 6 first in the vicinity of the wall surface of the duct. By increasing the amount of oxygen, the combustion can be extended deeper towards the center of the channel.

5 Mikäli kaasunjäähdyttimessä jäähdytetään kaasuja, jotka sisältävät happea, voidaan huokoisen seinämän läpi syöttää kanavaan palaavaa kaasua, esim. maakaasua tai nestekaasua. Myös tässä tapauksessa palaminen tapahtuu ensisijaisesti huokoisen seinäpinnan läheisyydessä ja vasta kaasumäärää 10 lisättäessä kanavan keskiosassa.5 If oxygen-containing gases are cooled in the gas cooler, gas returning to the duct, eg natural gas or liquefied petroleum gas, can be fed through the porous wall. Also in this case, the combustion takes place primarily in the vicinity of the porous wall surface and only when the amount of gas 10 is increased in the middle part of the duct.

Huokoisen seinämän läpi syötettävän kaasun tehoa kerrostumien poistamisessa lisää se, että kaasu samalla muodostaa suojakerroksen sisääntulokanavan seinän ja kuuman proses-15 sikaasuvirran väliin, jolloin likaavat aineet prosessi-kaasuvirrassa eivät yhtä hanakasti kuin ilman kaasusuojaa pääse tarttumaan seinäpintoihin.The efficiency of the gas fed through the porous wall in removing deposits is increased by the fact that the gas at the same time forms a protective layer between the inlet wall and the hot process gas stream, so that contaminants in the process gas stream do not adhere to wall surfaces.

20 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissaThe invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erästä keksinnön mukaista sisääntulokanavaratkaisua; 25 Kuvio 2 esittää kaaviollisesti toista keksinnön mukaista sisääntulokanavaratkaisua jaFigure 1 schematically shows an input channel solution according to the invention; Figure 2 schematically shows another input channel solution according to the invention and

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti kolmatta keksinnön mukaista sisääntulokanavaratkaisua.Figure 3 schematically shows a third input channel solution according to the invention.

30 Kuviossa 1 on esitetty rautaromun sulatusuunin yläosan 10 ja kiertoleijukerrosperiaatteella toimivan kaasunjäähdytys-reaktorin alaosan 12 väliin sovitettu kaasun sisääntuloka-nava 14. Rautaromusulatosta tulevat kaasut sisältävät uunin ulostulon kohdalla yleensä rautaroiskeita ja muita kiintei-35 tä, sulia ja höyrystyneitä aineita. Kaasun lämpötila on n. 1500 - 2000 °C sen tullessa sisääntulokanavaan 14. Kuumien kaasujen nopeus kanavassa vaihtelee mm. sisääntulokanavan koosta ja jäähdytysreaktorin leijukerroksesta riippuen ja il 7 91192 voi olla 5 - 150 m/s. Sisääntulokanava on usein putken muotoinen, jolloin sen halkaisija kaasumäärästä riippuen voi olla 15 cm - 2 m ja korkeus esim. 15 cm - 2 m.Figure 1 shows a gas inlet duct 14 arranged between the upper part 10 of the scrap metal smelting furnace and the lower part 12 of the fluidized bed gas cooling reactor. The gases from the scrap metal melt at the furnace outlet generally contain iron splashes and other solids, solids and solids. The temperature of the gas is about 1500 - 2000 ° C when it enters the inlet duct 14. The velocity of the hot gases in the duct varies e.g. depending on the size of the inlet duct and the fluidized bed of the cooling reactor, and il 7 91192 may be 5 to 150 m / s. The inlet duct is often tubular, in which case its diameter may be 15 cm to 2 m and the height e.g. 15 cm to 2 m, depending on the amount of gas.

5 Kiertoleijukerrosperiaatteella toimivan jäähdytysreaktorin alaosassa kaasut jäähtyvät miltei heti n. 600 - 1000°C:n lämpötilaan, joutuessaan kosketukseen kylmien kiertopartik-kelien kanssa. Jäähdytysreaktorin jäähdyttävä vaikutus ulottuu myös jonkin matkaa sisääntulokanavaan, ja kaasut 10 jäähtyvät n. 650 - 1200 °C lämpötilaan sisääntulokanavan ulostuloaukon kohdalla jäähdytysreaktorissa olevan leijuker-roksen vaikutuksesta. Vaikka kaasuvirta sisääntulokanavassa on riittävä estämään leijukerroksen petimateriaalin valumisen alas jäähdytysreaktorista sulatusuuniin, niin kuitenkin 15 pieni määrä petimateriaalihiukkasia saattaa valua pienen matkaa alas sisääntulokanavaan ennenkuin kaasuvirta taas leijuttaa hiukkaset ylöspäin. Näin ollen petimateriaalilla on jäähdyttävä vaikutus myös sisääntulokanavassa, ja kanavan seinämien 18 kaasun kanssa kosketukseen tuleville seinä-20 pinnoille 20 muodostuu prosessikaasun sisältämistä aineksista peräisin olevia kerrostumia 22. Kerrostumat ovat usein suurimmat kanavan yläosassa 16.5 At the bottom of a fluidized bed cooling reactor, the gases cool almost immediately to a temperature of about 600-1000 ° C, upon contact with cold circulating particles. The cooling effect of the cooling reactor also extends some distance into the inlet duct, and the gases 10 cool to a temperature of about 650 to 1200 ° C at the outlet of the inlet duct due to the fluidized bed in the cooling reactor. Although the gas flow in the inlet duct is sufficient to prevent the fluidized bed bed material from flowing down from the cooling reactor into the melting furnace, a small amount of bed material particles may flow a small distance down the inlet duct before the gas stream re-fluidizes the particles upward. Thus, the bed material also has a cooling effect in the inlet duct, and on the walls 20 of the duct walls 18 in contact with the gas 20 deposits 22 formed from the materials contained in the process gas are formed. The deposits are often largest in the upper part 16 of the duct.

Muodostuneiden kerrostumien poistamiseksi osa kerrostumien 25 materiaalista sulatetaan nostamalla kerrostuman lämpötila n.To remove the formed deposits, a part of the material of the deposits 25 is melted by raising the temperature of the deposit n.

1000 - 1600°C:seen, jolloin tarpeeksi suuri osa kerrostuman sisältämistä aineosista on sulanut irrottamaan kerrostuma seinämästä. Lämpötilan nosto kuvion 1 esittämässä tapauksessa tapahtuu induktioperiaatteella.1000 to 1600 ° C, whereby a sufficiently large part of the constituents contained in the deposit has melted to detach the deposit from the wall. The temperature increase in the case shown in Fig. 1 takes place by the induction principle.

3030

Sisääntulokanava on ympäröity spiraalimaisesti kierretyllä kuparikäämillä 24, joka on yhdistetty sähkövirtalähteeseen, jota ei kuviossa ole esitetty. Käämin ulkopuolelle on sijoitettu muuntajalevyistä ladotut ikeet 26, joiden tarkoitukse-35 na on pienentää magneettipiirin vastusta käämin ulkopuolella ja siten parantaa käämin tehoa.The inlet duct is surrounded by a helically wound copper coil 24 connected to an electric power source not shown in the figure. Outside the coil, yokes 26 stacked on transformer plates are placed, the purpose of which is to reduce the resistance of the magnetic circuit outside the coil and thus to improve the power of the coil.

Kun käämiin syötetään vaihtovirtaa, aiheuttaa se magneet- 8 tisen kentän, joka tunkeutuu kerrostumaan 22 ja synnyttää siinä olevaassa metallisessa materiaalissa pyörrevirtoja. Metallissa näin syntyvä vastus nostaa metallin lämpötilaa, jolloin myös metallia ympäröivän muun materiaalin lämpötila 5 nousee. Kerrostumassa alhaisimman sulamislämpötilan omaava aines sulaa ensiksi. Jo vain osittainkin sulannut kerrostuma irtoaa yleensä kanavan seiniltä. Esim. 75 % sulaa sisältävä materiaali käyttäytyy usein sulan materiaalin tavoin ja jopa vain 10 - 40 % sulaa sisältävä materiaali saattaa irrota 10 kanavan seiniltä.When an alternating current is applied to the winding, it causes a magnetic field which penetrates the deposit 22 and generates eddy currents in the metallic material therein. The resistance thus created in the metal raises the temperature of the metal, whereby the temperature 5 of the other material surrounding the metal also rises. In deposition, the material with the lowest melting temperature melts first. Even a partially melted deposit usually comes off the canal walls. For example, material containing 75% melt often behaves like molten material, and even material containing only 10 to 40% melt may detach from the walls of the 10 channels.

Kuviossa 2 on esitetty toinen sisääntulokanavan kuumennus-ratkaisu, jossa kuparisulatosta 10 johdetaan kuumia kaasuja kiertoleijukerrosperiaatteella toimivaan kaasun jäähdyt-15 timeen 12. Kaasun lämpötila sisääntulokanavan alkuosassa on n. 1200 - 1400 °C ja sisääntulokanavan ulosmenoaukon 16 kohdalla n. 450 - 700°C. Kaasun jäähdyttimessä kaasut jäähdytetään n. 400 - 500 °C:seen. Sisääntulokanava 18 on muodostettu keraamisesta massasta, johon on kanavan yläosaan 20 lähelle sisääntulokanavan sisäpintaa 28 upotettu vastuksia 30, jotka kuumenevat johdettaessa sähköä niiden läpi. Johtamalla sähköä tarpeen mukaan jaksottaisesti tai pulssimaises-ti voidaan sisääntulokanavan sisäpintaa kuumentaa > 1000 °C:seen, esim. 1000 - 1200°C:seen, jolloin sen pinnalle 25 muodostuneessa kerrostumassa 22 oleva kupari ja kuparioksidi alkaa sulaa ja irrota.Figure 2 shows another inlet duct heating solution in which hot gases are passed from the copper smelter 10 to a circulating fluidized bed gas cooler 12. The gas temperature at the beginning of the inlet duct is about 1200-1400 ° C and at the inlet duct outlet 16 about 450-700 ° C. In the gas cooler, the gases are cooled to about 400-500 ° C. The inlet duct 18 is formed of a ceramic mass in which resistors 30 are embedded in the upper part 20 of the duct near the inner surface 28 of the inlet duct, which heat up when electricity is passed through them. By conducting electricity intermittently or pulsed as needed, the inner surface of the inlet duct can be heated to> 1000 ° C, e.g. 1000-1200 ° C, whereby the copper and copper oxide in the layer 22 formed on its surface 25 begin to melt and detach.

Kanavan 18 sisäpinta 28 voidaan tarvittaessa suojata sellaisella kulutusta kestävällä suojakerroksella tai suojaavalla 30 pinnoitteella 32, jonka lämmönjohtokyky on niin suuri, että se ei oleellisesti hidasta lämmön siirtymistä vastuksista 30 massauksen ja suojakerroksen 32 läpi kerrostumaan 22. Kulutusta kestävä pinnoite voidaan esim. muodostaa piikarbidis-ta.If necessary, the inner surface 28 of the duct 18 can be protected by a wear-resistant protective layer or protective coating 30 whose thermal conductivity is so high that it does not substantially slow heat transfer from the resistors 30 through the mass and protective layer 32 to the deposit 22. The wear-resistant coating can be formed of silicon carbide. .

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen ratkaisu, jossa esim. polttoprosessista 10 tulevat savukaasut johdetaan sisääntulokanavan 14 kautta kiertoleijupetijäähdyttimeen 12.Figure 3 shows a solution according to the invention, in which e.g. the flue gases from the combustion process 10 are led through the inlet duct 14 to the circulating fluidized bed cooler 12.

3535

Il 9 91192Il 9 91192

Sisääntulokanavan seinä 18 on muodostettu huokoisesta aineesta, joka läpäisee kaasua. Seinän ulkopuolelle on järjestetty kaasulaatikko 34, johon johdetaan kaasua kaasulähtees-tä 36 putkessa 38. Putkeen 38 on sovitettu paineennostopump-5 pu 40 ja venttiili 42.The wall 18 of the inlet duct is formed of a porous material which is permeable to gas. Arranged outside the wall is a gas box 34 into which gas is supplied from a gas source 36 in a pipe 38. A pressure boost pump 5 pu 40 and a valve 42 are arranged in the pipe 38.

Kaasulaatikosta kaasua virtaa seinän 18 huokosten 44 läpi sisääntulokanavaan 14 ja joutuu siinä kosketukseen niin seinälle muodostuneen kerrostuman 22 kanssa kuin kanavan 10 seinäpintojen 20 läheisyydessä virtaavan kuuman savukaasun kanssa.From the gas box, gas flows through the pores 44 of the wall 18 into the inlet duct 14 and comes into contact with both the layer 22 formed on the wall and the hot flue gas flowing in the vicinity of the wall surfaces 20 of the duct 10.

Savukaasuista voi muodostua sisääntulokanavan seinämille kerrostumia, mm. alkalisuoloista klorideja, karbonaatteja 15 tai sulfaatteja. Niiden sulamislämpötila on n. 750 - 900 °C:ssa. Savukaasut tulevat polttoprosessista n. 800 1000°C:n lämpötilassa. Lämpötilan jäähdytysreaktorissa ollessa 350 - 500 °C jäähtyvät savukaasut jo sisääntulokanavassa osittain alle alkalisuolojen sulamispisteen, jolloin kerros-20 tumia alkaa muodostua kanavan seinämille 20.Flue gases can form deposits on the walls of the inlet duct, e.g. alkali metal salts of chlorides, carbonates or sulphates. They have a melting point of about 750 to 900 ° C. Flue gases come from the combustion process at a temperature of about 800 to 1000 ° C. At a temperature in the cooling reactor of 350 to 500 ° C, the flue gases are already partially cooled in the inlet duct below the melting point of the alkali salts, whereby layer-20 nuclei begin to form on the duct walls 20.

Kanavan seinämien ja muodostuneiden kerrostumien lämpötilan nostamiseksi johdetaan kaasulaatikkoon happipitoista tai palaavaa kaasua, savukaasujen koostumuksesta riippuen, siten 25 että aikaansaadaan palaminen huokosten läpi tunkeutuvan kaasun sekoittuessa savukaasuihin.To raise the temperature of the duct walls and the deposits formed, an oxygen-containing or returning gas is introduced into the gas box, depending on the composition of the flue gases, so that combustion is effected as the gas penetrating through the pores mixes with the flue gases.

Keksintöä ei ole tarkoitus rajata edellä esitettyihin sovel-lutusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa ja muunnella 30 patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin rajoissa.The invention is not intended to be limited to the embodiments set forth above, but may be applied and modified within the scope defined by the claims.

Claims

A method for removing a metal-5 substance or salt layer formed by gas-containing substances on the wall of a gas inlet duct of a gas cooler while simultaneously cooling hot process or flue gases in a gas cooler by heating the layer. that - the layer-10 team formed on the wall of the gas inlet duct is heated by introducing heat to the wall in the vicinity of the adhesion surface of the deposit substantially through the wall into which the deposit is formed, so that at least part of the deposit is melted.

Method according to Claim 1, characterized in that the deposit is heated in such a way that an at least partially molten layer is formed between the deposit and the wall.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a mechanical force is applied to the inlet duct to produce an oscillation, the deposit being detached from the wall of the inlet duct.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the deposit is melted by the induction principle.

A method according to claim 4, characterized in that an electric current is passed through the copper coil surrounding the inlet channel with a new frequency to create a magnetic field in the deposition.

Method according to Claim 5, characterized in that the frequency of the electric current is 500 to 2000 Hz.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the deposit is heated and melted by conducting electricity through a resistor, e.g. a Kanthal resistor, 91192 arranged in the wall of the inlet channel or in its immediate vicinity.

A method according to claim 7, characterized in that electricity is passed through a resistor to reach a predetermined temperature in the deposition.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that hot gas or steam is passed through the porous wall of the inlet channel into contact with the deposit 10 in order to raise the temperature of the deposit.

A method according to claim 9, characterized in that superheated high-pressure steam is passed through the wall to melt the low-temperature melting layer. 15

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the gas which, on contact with the gas flowing through the inlet duct, is passed through the porous wall of the inlet duct, in order to produce combustion and raise the temperature in the inlet duct.

A method according to claim 11, characterized in that oxygen is passed through the porous wall of the inlet duct to burn the gas flowing in the inlet duct, to raise the temperature of the duct and to melt the layer formed on the walls.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature is periodically raised in the inlet duct to remove deposits.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature capable of melting at least some of the deposits formed on the walls is constantly maintained in the inlet duct.

Device for removing a layer of metal or salt (22) formed on a wall in connection with a wall (18) of a gas cooler inlet duct (14) by cooling hot process or flue gases in a gas cooler, characterized in that members 5 (24, 30, 34) are arranged in connection with the inlet duct wall. , 44) by which the temperature of the layer formed on the wall can be raised so that at least a part of the layer melts.

Device according to claim 15, characterized in that the temperature-raising means comprise a winding (24) at least partially surrounding the inlet channel, through which electricity can be conducted in order to create a magnetic field in the deposition.

Device according to Claim 16, characterized in that the water-cooled copper coil (24) surrounds the upper part of the inlet duct.

Device according to claim 15, characterized in that the temperature-raising means comprise a resistor (30) arranged in connection with the wall of the inlet duct, e.g. a Kanthal resistor, by means of which the layer formed on the wall can be heated and partially melted.

Device according to Claim 18, characterized in that the resistor is arranged in a heating part formed of ceramic mass which is in close contact with the wall of the inlet duct or which forms part of the wall of the inlet duct. 30

Device according to claim 15, characterized in that the temperature raising means comprise at least a part of the inlet duct wall formed of a porous material (44) communicating with a gas space (34) 35 from which hot melt gas or combustion gas can be fed into the inlet duct. gas. Il 91192