FI96597C

FI96597C - Apparatus for removing selenium from selenium-containing material

Info

Publication number: FI96597C
Application number: FI942091A
Authority: FI
Inventors: Tuomo Veikko Juhani Kivistoe; Pauli Aaro Tapani Koistinen; Kurt Lindstroem
Original assignee: Wenmec Systems Oy
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1996-07-25
Also published as: FI942091A; FI942091A0; FI96597B

Description

9659796597

LAITTEISTO SELEENIN POISTAMISEKSI SELEENIPITOISESTA MATERIAALISTAEQUIPMENT FOR THE REMOVAL OF SELENIUM FROM SELENIUM-CONTAINING MATERIAL

Tämä keksintö kohdistuu laitteistoon seleenipitoisen kostean materiaalin kuivaamiseksi uunissa tehokkaasti siten, että materiaalin sisältämä kosteus höyrystyy ja materiaalin sisältämä seleeni saatetaan haihtumaan. Seleeni-pitoinen materiaali käsitellään uunissa panosluonteisesti useaan päällekkäiseen kerrokseen sijoitetuissa pasutus-astioissa. Tasainen haihtuminen ja höyrystyminen eri materiaalitasoilla saadaan aikaan erityisesti keksinnön mukaisen, tehostetun kaasunkierrätyksen ansiosta, joka aikaansaadaan uunin päätyyn sijoitetun puhaltimen avulla. Erityisesti laitteisto soveltuu elektrolyysistä tulevan anodiliejun käsittelyyn, jolloin esikäsitellystä ja suodatetusta anodiliejusta poistetaan seleeni seleeni-dioksidina keksinnön mukaisen laitteiston avulla.The present invention relates to an apparatus for efficiently drying a selenium-containing moist material in an oven so that the moisture contained in the material evaporates and the selenium contained in the material is evaporated. The selenium-containing material is processed in the oven in a batch-like manner in roasting vessels arranged in several overlapping layers. Even evaporation and evaporation at different material levels is achieved in particular by means of the enhanced gas recirculation according to the invention, which is achieved by means of a fan located at the end of the furnace. The apparatus is particularly suitable for the treatment of anode sludge from electrolysis, in which case selenium is removed from the pretreated and filtered anode sludge as selenium dioxide by means of the apparatus according to the invention.

Seleenin poistoa anodiliejusta on kuvattu aikaisemmin mm. US patentissa 4228133, jossa lietettä siirretään uuni-kammion läpi ohuena kerroksena yhdellä tai useammalla kuumennettavalla lautasella, joko siten, että lautasta ja sen päällä olevaa lietettä pyöritetään pystyakselin ympäri ja kuivattu liete poistetaan kiinteän kaavarin avulla, tai että lautanen on kiinteä ja liikkuva kaavari pyyhkii kuivatun materiaalin lautaselta. Kuumennus tapahtuu kuumentamalla suoraan lautasta joko induktiivisesti tai sähkövastuksilla.The removal of selenium from anode sludge has been described previously e.g. U.S. Pat. No. 4,228,133, in which the slurry is transferred through the oven chamber in a thin layer by one or more heated plates, either by rotating the plate and the slurry thereon around a vertical axis and removing the dried slurry with a fixed scraper, or by cleaning the plate with a fixed and moving scraper. material from a plate. Heating is done by heating directly from the plate either inductively or with electric resistors.

Ennestään tunnetaan myös FI patenttijulkaisussa 46054 • kuvattu vastuksilla kuumennettava muhveliuuni, johon materiaali viedään päällekkäin sijoitetuissa pasu-tusastioissa. Pasutusastiat lasketaan pakettina uunin yläosasta. Uunin sulkemisen jälkeen uuniin ei johdeta mitään, vaan pasutusastioissa olevat materiaalit reagoi- 2 96597 vat uunissa keskenään ja haihtuva seleenidioksidi ja rikkidioksidi poistetaan ejektorin kautta varasto-säiliöön.It is also known from the patented muffle furnace described in FI patent publication 46054 •, to which the material is introduced in superimposed roasting vessels. The roasting dishes are lowered as a package from the top of the oven. After closing the oven, nothing is introduced into the oven, but the materials in the roasting vessels react with each other in the oven and the volatile selenium dioxide and sulfur dioxide are removed through the ejector to the storage tank.

Nyt kehitettyyn keksintöön liittyy olennaisesti, että seleenipitoinen materiaali sijoitetaan laakeisiin pasu-tusastioihin, joita asetetaan useampi päällekkäin ja pasutusastiat joko kehikossa tai ilman sitä (riippuen pasutusastian muodosta) viedään päädystä avattavaan uuniin. Uunin kuumennus tapahtuu edullisesti esim. vastuksilla. Uuniin johdettava materiaali on pyritty kuivaamaan ennen uunikäsittelyä mahdollisimman kuivaksi, ja siinä ei ole mukana seleenin haihtumista edesauttavia aineita, vaan ne syötetään erikseen uuniin kaasujen muodossa. Pelkkä kaasujen johtaminen uuniin ja haihtuneiden kaasujen imeminen pois on aiheuttanut sen, että lämmön ja kaasujen jakautuminen eri tasoissa sijaitseviin pasutusastioihin ei ole ollut riittävän tasaista.The presently developed invention essentially involves placing the selenium-containing material in flat roasting vessels, which are placed one on top of the other, and the roasting vessels, with or without a frame (depending on the shape of the roasting vessel), are introduced into an end-opening oven. The heating of the oven preferably takes place, for example, with resistors. Efforts have been made to dry the material fed to the oven as dry as possible before the oven treatment, and it does not contain substances that promote the evaporation of selenium, but are fed separately to the oven in the form of gases. The mere introduction of gases into the oven and the suction of the evaporated gases has meant that the distribution of heat and gases in the roasting vessels at different levels has not been sufficiently uniform.

Lämmön tasaisen siirtymisen ja syötettävien kaasujen tehokkaan jakamisen kannalta on osoittautunut tärkeäksi varustaa uuni erillisellä puhaltimella, joka kierrättää lämpöä ja syötettäviä kaasuja tasaisesti. Puhallin on edullista sijoittaa ainakin toiseen uunin päätyyn ja uuniin syötettävien kaasujen tuloyhteet olennaisesti samaan päätyyn kuin puhallin. On myös osoittautunut edulliseksi, että puhaltimen halkaisija on varsin suuri verrattuna yleisesti kaasunkierrätykseen käytettyhin puhaltimiin. Keksinnön olennaiset piirteet käyvät ilmi ohe isistä patentt ivaat imuks ista.For even heat transfer and efficient distribution of feed gases, it has proven important to equip the furnace with a separate fan that circulates heat and feed gases evenly. It is advantageous for the fan to be located at at least one end of the furnace and the inlet connections of the gases fed to the furnace at substantially the same end as the fan. It has also proved advantageous that the diameter of the fan is quite large compared to fans commonly used for gas recirculation. The essential features of the invention will become apparent from the appended claims.

Tutkimuksissa on todettu, että ilman pakotettua kaasu-virtausta uunin läpi voi ylemmässä ja alemmassa pasutus-astiassa sijaitsevan materiaalin lämpötilaero olla jopa lähes 4 00° C, kun se hyvän kaasukierron aikana on vain luokkaa 30 - 50° C.Studies have shown that without a forced gas flow through the oven, the temperature difference between the material in the upper and lower roasting vessels can be as high as almost 50 ° C, when it is only in the order of 30-50 ° C during a good gas circulation.

Il 3 96597Il 3 96597

Keksintöä kuvataan vielä oheisten piirustusten avulla, jossa kuva 1 esittää uunin pystyleikkausta ja kuva 2 on sivukuvanto uunin päädystä, johon puhallin on sijoitettu.The invention is further illustrated by the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a vertical section of the furnace and Figure 2 is a side view of the end of the furnace in which the fan is placed.

Kuvassa 1 esitetty uuni 1 on muodoltaan makaava sylinteri, jossa on pyöristetyt (esim. paineastiamaiset) päädyt, mutta on selvää, että uunin muoto ei ole ratkaiseva. Uuni on varustettu vastuksilla 2, joiden sijoitus voi myös vaihdella. Edullisesti ainakin uunin toinen pääty on avattavissa, jolloin päällekkäin sijoitetut laakeat pasutusastiat 3 voidaan siirtää joko osittain tai koko pakettina uuniin ja sieltä pois. Pasutusastiat voidaan sijoittaa uuniin erillisen telineen 4 avulla, tai astiat voidaan muotoilla niin, että ne voidaan latoa päällekkäin.The furnace 1 shown in Figure 1 is in the form of a recumbent cylinder with rounded (e.g. pressure vessel-like) ends, but it is clear that the shape of the furnace is not decisive. The oven is equipped with resistors 2, the position of which can also vary. Preferably, at least one end of the oven is openable, whereby the superimposed flat roasting pots 3 can be moved either partially or in whole package into and out of the oven. The roasting utensils can be placed in the oven by means of a separate rack 4, or the utensils can be shaped so that they can be stacked on top of each other.

Kuvassa 2 nähdään ratkaisu, jossa uunin toinen pääty 5 on varustettu puhaltimella 6. Myös uunin molempiin päihin voidaan sijoittaa puhaltimet, ja tämä on edullista erityisesti tapauksissa, joissa uuniin panostetaan useampi vierekkäinen pasutusastiakerros. Puhallin on ripustettu akselin 7 varaan, jota pyörittää moottori 8. Uuniin syötettävien kaasujen tuloyhteet (ei kuvissa) on edullisesti sijoitettu uunin olennaisesti samaan päätyyn kuin mihin puhallin on sijoitettu, ja osa kiertävästä seleeni-pitoisesta kaasusta imetään kaasutilasta poistoyhteen kautta (ei kuvissa) jatkokäsittelyyn esim. ejektorin • avulla. Koska uuniin syötettävien kaasujen lämpötila on huomattavasti matalampi kuin uunin lämpötila, on edullista, jos kaasuputket kulkevat jonkin matkaa uunin sisäpuolella, jolloin kaasut lämpenevät ja ne sekoittuvat helpommin uunissa kiertävään kaasuun.Figure 2 shows a solution in which the other end 5 of the oven is provided with a fan 6. Fans can also be placed at both ends of the oven, and this is particularly advantageous in cases where several adjacent roasting vessel layers are charged into the oven. The fan is suspended on a shaft 7 driven by a motor 8. The inlet connections for the gases fed to the furnace (not shown) are preferably located at substantially the same end of the furnace as the fan, and part of the circulating selenium-containing gas is sucked out of the gas space via an outlet (not shown). using the ejector. Since the temperature of the gases fed to the furnace is considerably lower than the temperature of the furnace, it is advantageous if the gas pipes travel some distance inside the furnace, whereby the gases heat up and mix more easily with the gas circulating in the furnace.

96597 496597 4

Puhaltimen muotoilulle on erityisen edullista, että se on halkaisijaltaan varsin suuri yleisesti kaasun kierrätykseen käytettyihin puhaltimiin nähden. Edullisesti nyt käytetyn puhaltimen halkaisija on alueella 25 - 50%, edullisimmin alueella 30 - 40% päädyn halkaisijasta. Tällöin puhaltimen kierrosluku voidaan pitää matalana, ja siten estetään kuivuvan materiaalin pölyäminen hyvästä kaasukierrosta huolimatta. Aksiaalipuhallin on osoittautunut käyttökelpoiseksi puhaltimen tyypiksi.It is particularly advantageous for the design of the fan to be quite large in diameter compared to fans commonly used for gas recirculation. Preferably the diameter of the fan now used is in the range of 25 to 50%, most preferably in the range of 30 to 40% of the diameter of the end. In this case, the fan speed can be kept low, and thus dusting of the drying material is prevented despite a good gas circulation. An axial fan has proven to be a useful type of fan.

Koska myös puhaltimen akselin tulee kestää uunin suhteellisen korkeita lämpötiloja, 400 - 600° C, on akseli edullista tehdä halkaisijaltaan suuremmaksi kuin mitä puhallin varsinaisesti edellyttäisi ja tehdä se putkimaisesta materiaalista, jolloin pystytään välttämään akse-lijoustot, ja taivutus- ja vääntöjännitykset jäävät pieniksi. Akseliin on edullista tehdä ainakin yksi, eristysmateriaalilla 9 varustettu laippaliitos 10, jonka avulla voidaan lämmön suora johtuminen laakereihin ja moottoriin katkaista. Samasta syystä tehdään myös runkorakenteeseen eristysmateriaalilla varustettuja laip-paliitoksia 11.Since the fan shaft must also withstand relatively high furnace temperatures, 400-600 ° C, it is advantageous to make the shaft larger in diameter than the fan would actually require and to make it of tubular material, thus avoiding shaft elasticities and keeping bending and torsional stresses low. It is advantageous to make at least one flange connection 10 on the shaft, provided with an insulating material 9, by means of which the direct conduction of heat to the bearings and the motor can be cut off. For the same reason, flange joints with insulating material are also made in the frame structure 11.

Olemme todenneet, että suurihalkaisijaisen, hidaskier-roksisen puhaltimen sijoittaminen uuniin on oleellisesti tehostanut seleenin talteenottoa seleenipitoisesta materiaalista. Edellä on kuvattu seleenin talteenottoa anodiliejusta, mutta on selvää, että kuvattua laitteistoa voidaan käyttää myös muiden seleenipitoisten materiaalien haihdutuksen tehostamiseen, eikä materiaalin tarvitse välttämättä olla edes seleenipitoinen, sillä laitteisto soveltuu myös muille samoissa lämpötiloissa toimiville materiaaleille.We have found that the placement of a large diameter, low speed fan in the furnace has substantially enhanced the recovery of selenium from the selenium-containing material. The recovery of selenium from anode sludge has been described above, but it is clear that the described apparatus can also be used to enhance the evaporation of other selenium-containing materials, and the material does not necessarily have to be even selenium-containing, as the apparatus is also suitable for other materials operating at the same temperatures.

IIII

Claims

96597

An apparatus for drying selenium-containing material and evaporating selenium-containing gases, the drying and evaporation being carried out batch-type in an oven (1) provided with selenium evaporation gas supply connections and a selenium-containing gas outlet connected to in superimposable roasting vessels (3), characterized in that at least one end of the oven is provided with a fan (6), and that the inlet connections of the gases fed to the oven are located at substantially the same end as the fan (6).

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the diameter of the fan (6) is 25 to 50% of the diameter of the end of the furnace.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the diameter of the fan (6) is 30-40% of the diameter of the end of the furnace. An apparatus according to claim 1, characterized in that the fan (6) is an axial fan.

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the fan shaft (7) is provided with insulated flange connections (10) which prevent heat conduction.

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the jacket body is provided with insulated flange connections which prevent heat conduction. bridge (11). ή 96597 O