NL8200697A - Werkwijze voor het branden van kool bij pyroprocessen onder gebruikmaking van rechtstreekse warmteterugwinning uit een dwarsstroomwarmteuitwisselaar. - Google Patents

Description

» i - 1 -

Beg. Ho. 117006/TMJ/W.

Werkwijze voor het branden van kool hij pyroprocessen onder gebruikmaking van rechtstreekse warmteterugwinning uit een dwarsstroomwarmteuitwisselaar.

5 De uitvinding heeft betrekking op een nieuwe werkwijze voor het gebruiken van kool als brandstofbron bij de pyroverwerking van mineralen. Deze nieuwe werkwijze maakt het in het bijzonder mogelijk kool van slechte of middelmatige kwaliteit en kool van goede kwaliteit als brandstof, te gebrui-10 ken.

Bij de onderhavige stand der techniek van het pyroverwerken van mineralen ter agglomeratie of verharding of voor het uitvoeren van reakties bij hogejtenrperatuur kan men hetzij geen kool gebruiken, hetzij moet men kool van goede 15 kwaliteit gebruiken. In vele gevallen kan bij de werkwijze geen kool worden gebruikt, omdat de in de verpulverde kool aanwezige as het proces kan binnendringen en, afhankelijk van zijn specifieke eigenschappen, onveranderd kan blijven of smelten onder vorming van een viskeuze slak in dat gedeelte 20 van het proces, waar verbranding optreedt. De as kan het produkt ongewenst verontreinigen, ongeacht wat er tijdens de verbranding optreedt.

Indien de as onveranderd blijft, kan: zujj vanwege haar uiterste fijnheid in gasvormige verbrandingsprodukten en 25 andere gassen worden meegenomen en dientengevolge aan de atmosfeer worden uitgestoten, waardoor zij de atmosfeer kan verontreinigen. Filtrering van de uitlaatgassen ter voorkoming van dit probleem is duur. Indien de as neiging tot smelting vertoont, zal hij ook door de procesgassen worden meegedragen 30 en zich overal waar de procesgasstroom tegenaanbotst gaan hechten aan de binnenwanden van de procesinrichting. Overal waar deze aanhechting optreedt wordt de opbouw van aangroeisels versterkt, omdat produktstof zich aan het kleverige oppervlak hecht. De ophouw van dergelijke aangroeisels kan het waarde- 8200697

* V

- 2 - volle produkt verbruiken en de werking en de ekonomie van het proces verstoren vanwege reiniging en productieverlies. In de stand der techniek wordt dan ook elk proces uitgevoerd met kool met tamelijk specifieke grenzen aan het asgehalte en an-5 dere verontreinigingseigenschappen. De bekende industrieën voor het pyroverwerken van mineralen kunnen dan ook kool van slechte of middelmatige kwaliteit slechts zeer beperkt.of in het geheel niet gebruiken.

Bij de stand der techniek gebruikt men, indien 10 mogelijk ter beperking van het brandstofverbruik bij systemen voor het pyroverwerken van mineralen warmte, die bij de koeling uit het produkt is teruggewonnen. Indien het hete produkt niet reaktief is en ter koeling in de vorm van een voor gas permeabel bed voldoende ruimtelijk stabiel is, is het koel-15 medium lucht. Een dergelijke koeling geschiedt met een opwaarts gedreven luchtstroom, waarbij het permeabele bed afhankelijk van de uitvoeringsvorm van de koeler hetzij omlaag, hetzij horizontaal beweegt. Als de lucht door het bed omhoogstroomt, verwijdert zij warmte uit het bed en verlaat, verhit op een 20 hoge temperatuur, de bovenkant van het bed. De hete lucht, die het koelbed verlaat, wordt daarna naar het proces teruggeleid, waar zij wordt gebruikt als hete verbrandingslucht voor doelmatige verbranding en als belangrijke bron voor proceswarmte.

25 Men heeft met verschillende mate van succes spe cifieke methoden ontworpen voor het terugwinnen van afvalwarmte uit het processysteem of voor het ontwikkelen van extra warmte ten gebruike bij het proces. Voorbeelden van methoden tot het gebruik van systeemwarmte en/of ontwikkelen van extra 30 warmte worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.1+66.601 , 2.580.235, 2.925.336, 3.110.1+83, 3.110.751 , 3.313.531+, 3.1+16.778, 3.627.287, 3.653.61+5, 3.671.027 en 3.782.888. Hoewel het bekend is de koeler voor het terugwinnen van warmte te gebruiken, leert geen van deze octrooischriften 35 het gebruik van de koeler voor het ontwikkelen van extra warmte 8200697 - 3 - ten gebruike bij het proces.

In het Amerikaanse octrooischrift 2.466.601 wordt een werkwijze beschreven voor het verkrijgen van thermo-dynamische warmtebalans tussen verschillende eenheden van een 5 pyroprocessysteem. De koeler wordt voor het ontwikkelen van extra warmte voor het systeem niet gebruikt.

Het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.313.534 beschrijft een systeem, dat een tweetrapskoeler bevat, waarbij verhitte lucht uit de eerste koeltrap in de oven gaat 10 en de secundaire lucht als afvalwarmte aan de atmosfeer wordt uitgestoten. Ter ontwikkeling van extra warmte is boven het rooster een hulpbrander aangebracht. Er is een doorgang aangebracht voor het rechtstreeks naar de droogkamer richten van enig uit de oven komend gas. In een dergelijk systeem kan een 15 gereguleerde hoeveelheid ovengas, dat niet door het materiaal in de voorverbrandkamer is gegaan, worden vermengd met het gas, dat door het materiaal in de voorverbrandkamer is gegaan en dit mengsel door materiaal in de droogkamer worden geleid. Hoewel dit systeem een geschikte thermodynamische balans ver-20 krijgt, vereist het meer brandstof.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.580.235 beschrijft het leiden van voorverhitte lucht om de oven en de voorverbrand-karners ter droging van de kamers en beschrijft bovendien een uitvoeringsvorm, waarbij ook ovengas naar een droogkamer kan 25 worden geleid zonder door het materiaal in de voorverbrandkamer te gaan. Er heeft geen gebruik van de koeler voor het ontwikkelen van extra proceswarmte plaats.

Bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift en 3.4l6.T78 en 3.653.645 beschrijven ook branders boven een roos-30 ter voor het ontwikkelen van extra warmte voor het proces.

De branders boven het rooster in de Amerikaanse octrooischrif-ten 3.313.534, 3.416.778 en 3.653.645 kunnen de temperatuur van voor het drogen gebruikte gassen beïnvloeden, maar nadat er persstukjes van de droogkamer in de voorverbrandkamer be-35 ginnen te komen, wordt er bij de voorverbranding gebruik ge- 82 0 0 69 7 «* f - k - maakt Tan warmte, die dan ook τοογ de droogbewerking niet langer beschikbaar is. Overgloeien van de branders boven het rooster in de voorverbrandkamer, louter voor het leveren van overmaat gas voor de droogbewerkingen, is ongewenst, omdat daardoor de 5 bovenlagen van persstukjes in de voorverbrandkamer kunnen worden verhit boven de gewenste voorverbrandtemperatuur voordat de persstukjes door een oven beginnen te tuimelen.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.671.027 beschrijft een inrichting voor het doorzenden van ovenuitlaatgas uit een 10 voorverbrandsektie naar een kamer van een droogsektie en het gebruiken van warmte op een gewenste of geregelde temperatuur van de koelzone naar de tweede kamer van de droogsektie teneinde het materiaal in de tweede kamer te konditioneren. De warmteregeling hangt af van het mechanische bevestigingspunt 15 van de leiding, die de koelergassen samen met geplaatste keer-schotten naar de tweede droogkamer leidt. Er worden geen pogingen ondernomen de koeler voor het ontwikkelen van extra proceswarmte te gebruiken.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.627.287 20 wordt een gastoevoerleiding beschreven voor de secundaire voor-verhitting van in het halsgedeelte van een sintelkoeler inge-genomen lucht op een wijze, waarbij het gas rechtstreeks in de baan wordt gevoerd van de voorverhitte opwaartse stroom die naar het stroomafwaartse einde van een oven gaat. Het doel 25 is regelbare extra warmte aan de secundaire lucht te geven voordat verbranding van de hoofdbrandstofstroom in de oven plaatsheeft en daardoor de verbranding in de oven te regelen ter variatie van de regionale lokatie in de oven, waar heet gas temperaturen bereikt boven de maximum temperatuur van het 30 materiaal.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.782.888 heeft betrekking op de problemen in verband met vermindering van de ovenafmeting en de brandstofbehoefte ten opzichte van tonnages behandeld materiaal en het verschaffen van een ge-35 regelde thermodynamische balans in dergelijke systemen door 8200697

* V

- 5 - gébruik van luchtverhittingsmiddelen, zoals een hulpbrander, op een nieuwe lokatie.

Zoals blijkt beschrijven alle bovengenoemde octrooischriften verschillende werkwijzen voor het terugwinnen 5 van warmte of het ontwikkelen van extra warmte of een kombina-tie van beide. Alle gezamenlijk bewaken zij de hoge energiekosten en trachten zij een doelmatiger gebruik van de benodigde energie te maken, maar geen der bovengenoemde octrooischriften leert het toevoegen van brandstof aan het materiaalbed in de 10 koelzone en het gebruik van de koelzone voor het ontwikkelen van extra warmte ten gebruike in de oven óf de laatste hitte-behandelingszone.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het konsept van het verdelen van minimaal vergruizelde kool 15 of een andere vaste brandstof over de bovenkant van het koel-bed, wanneer het bed en hete lucht, die het verlaat, voldoende heet zijn voor het veroorzaken van ontsteking en het onderhouden van stabiele verbranding. De temperatuur en het warmte-gehalte van de lucht, die de koeler verlaat en na het proces 20 terugkeert, worden daarbij belangrijk verhoogd, hetgeen resulteert in een aanzienlijke vermindering van in het proces verbruikte verpulverde kool. Het blijkt, dat bij de werkwijze van de uitvinding de kosten en de energiebehoefte voor het verpulveren van kool worden verminderd.

25 De as, die zich bevindt in de vaste brandstof, die aan de koeler wordt toegevoerd, is niet tot een fijnver-deelde toestand verkleind en kan voor het merendeel niet worden meegenomen in de hete lucht, die het bed verlaat en naar het proces wordt teruggeleid. Dit verruimt de grenzen, die worden 30 gesteld aan de hoeveelheid en de eigenschappen van de as in de vaste brandstof, die aan de koeler wordt toegevoerd in verband met de vorming van aangroeisels of atmosfeervervuiling.

Het effekt van produktvervuiling door de koolas wordt aanzienlijk verminderd, aangezien de as niet door het produkt wordt 35 verdeeld, maar grotendeels wordt opgehoopt aan het produkt 8200697 - β - aan de ‘bovenkant van het koelhed. Daar de as van "betrekkelijk grote afmeting is, is het "betrekkelijk eenvoudig de as van het produkt te onderscheiden en daaruit te verwijderen.

De uitvinding heeft met name "betrekking op het 5 konsept van het "brengen van kool in de koeler van een pyro- verwerkingssysteem. Dit is nog nooit eerder geschied, vanwege het versmelteffekt, dat altijd een ernstige hinder schijnt te zijn geweest, die de deskundigen ervan weerhouden heeft deze wijze van vermindering van energieverbruik te onderzoeken. 10 Volgens de onderhavige uitvinding wordt er kool gebracht op hete persstukjes, die gekoeld worden door een opwaartse stroom van atmosferische lucht. De toegevoegde kool wordt gedroogd, ontstoken en volledig verbrand onder procesomstandigheden, die normaliter met primaire koeling na gloei-15 ing gepaard gaan. Het hete gas van de verbranding van de toegevoegde kool wordt gebruikt bij het gloeien in de definitieve hittebehandelingszone of andere sektie van het proces.

De toegevoegde kool behoeft niet te worden gedroogd en behoeft evenmin te worden verpulverd.waardoor dus een aanzienlijke 20 besparing optreedt ten opzichte van de methode, waarbij verpulverde kool of olie in de gloeisektie wordt geblazen.

Figuur 1 is een fragmentarisch diagram in ver-tikale doorsnede van een pyroverwerkingssysteem, waarin de uitvinding wordt toegepast en 25 figuur 2 is een fragmentarisch diagram in door snede van een pyroverwerkingssysteem van het rechte rooster-type, waarbij koeling wordt verkregen door vaste stoffen te laten stromen door voor warmteoverdracht gebruikte lucht.

De uitvinding wordt bij voorkeur toegepast op 30 de pyroverwerking van mineralen, waarbij koeling wordt verkregen door vaste stoffen door voor warmteoverdracht gebruikte lucht te laten stromen. Deze koelmethode wordt toegepast in inrichtingen, waarin een voor gas permeabel bed wordt voortbewogen in een vlak, dat voldoende horizontaal is, opdat er 35 geen onderlinge beweging tussen produktdeeltjes plaatsheeft.

8200697 - 7 -

De uitvinding is van toepassing op allerlei pyroprocessen met tenminste twee kamers: een voor het in een oxyderende atmosfeer verhitten van vaste stoffen op een specifiek hoge temperatuur en de andere voor het afkoelen van 5 de vaste stoffen als een gevuld of permeabel bed door de vaste stoffen te laten stromen door voor warmteoverdracht gebruikte lucht. De twee kamers moeten onderling verbonden zijn, zodat de verhitte lucht, die de koelkamer verlaat, geheel of gedeeltelijk naar de verhittingskamer wordt teruggeleid teneinde 10 in de verhittingskamer een aanzienlijke hoeveelheid^te laten terugkeren van de warmte, die ter verhitting van de vaste stoffen nodig is.

De temperatuur van de uit de koelkamer naar de verhittingskamer teruggekeerde lucht is lager dan de specifie-15 ke temperatuur, waarop de vaste stoffen moeten worden gebracht en er moet dan ook brandstof worden verbrand en de daaruit resulterende warmte moet naar de verhittingskamer worden overgebracht teneinde een aanzienlijke hoeveelheid te leveren van de warmte, die ter verhitting van de vaste stoffen nodig 20 is.

Genoemde verhittingskamers zijn van het type, waarin stoffen worden verhit door bestraling met vlammen of zijn uitwendige verbrandingskamers, die heet gas leveren voor warmteoverdracht van gas aan vaste stoffen in doorstro-25 mende gevulde bedden als gebruikt worden op bewegende roosters. Dergelijke kamers worden gebruikt bij het verwerken van ijzererts tot persstukjes bij twee typen processen (1) het rooster en oven systeem en (2) het rechte rooster systeem. Bij beide processen wordt een bewegend rooster gebruikt. In het rooster 30 en oven systeem wcrdt het bewegende rooster gebruikt voor het voldoende drogen en voorlopig harden van ijzereEtsagglomera-ten voor de definitieve harding bij hoge temperatuur in een roterende oven. Bij het rechte rooster proces loopt het bewegende rooster door in de definitieve hardingszone en de koelzone 35 voor het winnen.

8200697

* V

- 8 -

Het doel van de uitvinding is het gedeeltelijk gebruiken van vroeger onaanvaardbare vaste brandstof van slechte of middelmatige kwaliteit inplaats van koolsoorten van specifieke en goede kwaliteit, aardgas of stookolie, die vroeger 5 nodig waren voor een aanvaardbaar bedrijf van het proces in de verhittingskamer. Dit doel wordt bereikt door kool te brengen op het bed van heet materiaal in de koelzone als nader zal worden beschreven.

De uitvinding wordt beschreven aan de hand van 10 een rooster en oven systeem, dat slechts een voorbeeld is van een geschikte inrichting, waarop men de uitvinding goed kan toepassen. De uitvinding is echter van toepassing op allerlei pyroverwerkingssystemen, waarin men koeling toepast door vaste stoffen te laten stromen door voor warmteoverdracht ge-15 bruikte lucht als eerder genoemd.

Het uitgangsmateriaal voor de te beschrijven inrichting wordt vervaardigd door een geschikte agglomereerinrieh-ting, die bijvoorbeeld een pan of trommel voor het vormen van • kogels kan zijn (niet getekend). Een geschikte inrichting wordt 20 getoond in het Amerikaanse octrooischrift 1.775.313. Een toe-voerder (niet getekend) zet de groene (dat wil zeggen onbehandelde) kogels van uitgangsmateriaal op een voor gas doorlaatbaar bewegend rooster· 1. Er is een huis 2 aangebracht voor het omsluiten van een ruimte boven rooster 1 met een keerschot 3, 25 dat op een vooraf bepaalde afstand boven rooster 1 aan het dak van huis 2 hangt. Keerschot 3 verdeelt de door huis 2 omsloten ruimte in een cüroogkamer h en een voorverbrandkamer 5· Groene kogels op rooster 1 worden getransporteerd door droogkamer h, daarna door voorverbrandkamer 5 en vervolgens door een stortgoot 30 6 omlaag gebracht naar een inlaatopening 7 van een roestvrij- staal gevoerde roterende oven 8.

Roterende oven 8 helt van stortgoot 6 af naar een schoorsteen 93 die het achtereinde van oven 8 omsluit en een passage 10 bepaalt van oven 8 naar een koeler 11. De af-35 helling van de roterende oven 8 laat uit stortgoot 6 ontvangen 8200697 r ν· - 9 - materiaal door oven 8, daarna in schoorsteen 9 en door passage 10 naar koeler 11 gaan.

Koeler 11 is voorzien van blazers 12 en 13, die kunnen worden aangedreven door motoren 1!+ en 15 van varia-5 hele snelheid, die gedoseerde hoeveelheden lucht opwaarts door windkasten 15 en 16 en daarna voor een door lucht doorlaatbaar rooster 18 drijven en zodoende door het materiaal op een voor gas doorlaatbaar bewegend rooster 19· Als met pijlen is aangegeven wordt door blazer 13 geleverde koellucht opwaarts door 10 windkast 17 en rooster 18 in een opvangleiding 35 geblazen, die voorzien is van een demper 37 voor een doel, dat nog nader zal worden besproken. Door blazer 12 geleverde koellucht wordt opwaarts door windkast 16, rooster 18, door het materiaalbed op rooster 19 en passage 10 in gloeischoorsteen 9 geblazen. Een 15 brander 28, die een zeer goede bron van aanvullingswarmte is, is zodanig aangebracht dat hij in schoorsteen 9 steekt ter levering en verbranding van brandstof, die de temperatuur van het gas, dat in oven 9 gaat opvoert tot het gewenste hoge tempe-ratuurspeil, dat voor materiaal, dat in oven 8 een definitieve 20 hittebehandeling ondergaat nodig is. In een inrichting voor het produceren van harde persstukjes van ijzererts worden de persstukjes in de oven 8 verhit op ongeveer 1350° C.

De gasstroom uit het gasuitlaateinde van oven 8 op stortgoot 6 en in voorverbrandkamer 5 heeft een temperatuur 25 van 870-1200° C.

Er is een leiding 30 aangebracht, die aan zijn eerste einde een ontvangkop 31 bevat, die zodanig is gekonstru-eerd en uitgevoerd, dat hij in verbinding staat met een wind-kaststelsel 32 onder rooster 1 en voor verbrandkamer 5· Leiding 30 30 heeft een tweede einde, dat is verbonden met een ventilator 36, waardoor gas naar kamer U wordt geleid langs een leidingenstelsel (dat niet is getekend). Opvangleiding 35 staat met het inwendige van koeler 11 in verbinding op een plaats nabij het materiaaluitgangseinde daarvan en staat ook in verbinding met 35 leiding 30. Door deze opstelling is een mengsel van gas, gaande 8200697 -10- van oven 8 naar kamer 5 en opvanggas uit koeler 11, als tot stand gebracht door demper 37 in opvangleiding 35 ter beschikking voor gebruik voor doeleinden als aanvulling van de warmte in droogkamer b.

5 Een brander bï, die in opvangleiding 35 steekt kan indien nodig worden gebruikt voor het aanvullen van de warmte van de lucht uit koeler 11. Indien de temperatuur van het in leiding 35 opgevangen gas te hoog is, wordt een demper 1)0 bediend teneinde atmosferische lucht toe te voegen ter ver-10 laging van de temperatuur en wordt de afgifte door brander ^1 verminderd of uitgeschakeld.

Groene kogels, die ijzererts of ijzerconcentraat bevatten, worden gevormd in een (niet getekende) inrichting voor het vormen van kogels en op rooster 1 geplaatst voor transport 15 door kamer b alvorens zij in de voorverbrandkamer 5 worden getransporteerd teneinde te vermijden dat de persstukjes breken en er stofvorming optreedt, die een gasstroom door het bed van persstukjes in voorverbrandkamer 5 zou kunnen blokkeren. Tijdens de beginstadia van de opstartbewerkingen wordt echter hulp-20 schoorsteen b6 geopend en wordt er brandstof vanuit ovenbrander 28 verbrand teneinde de vuurvast beklede oven 8 op bedrijfstem-peratuur te brengen. Tijdens dit opstarten komt er nog geen verhit gas in windkasten 32 en leiding 30 op weg naar droog-kamer b. Eveneens arriveren er tijdens het opstarten nog geen 25 hete persstukjes in koeler 11 voor1 de warmteoverdracht aan de lucht uit ventilatoren 12 en 13, die doorgang 35 passeert.

Zoals gezegd wordt brander U1 ontstoken voor het verbranden van brandstof en het verhitten van lucht in opvangleiding 35 ter levering van hete lucht voor passage door 30 leiding 30 naar een uitlaat in huis 2 (niet getekend) boven droogkamer i*. De hoeveelheid en de temperatuur van de gassen, die kamer Ij· binnenkomen, moeten worden geregeld naar specifieke eisen van het groene kogelmateriaal in de kamer. De hoeveelheid wordt geregeld door vernauwing van ventilator 36. Brander U1 35 kan worden gebruikt voor het opvoeren van de temperaturen van de 8200697 -11- naar kamer ^ gaande gassen of de gassen kunnen worden getemperd door atmosferische lucht, die wordt geregeld door demper Uo teneinde de vereiste hoeveelheid lucht op de vereiste temperatuur te krijgen. De persstukjes worden daarbij op de juiste wijze 5 gedroogd, wanneer zij door kamer k gaan. De gedroogde persstukjes komen in voorverbrandkamer 5 en geven een beschermende bedekking voor rooster 1. Ventilator 36 kan worden bediend teneinde hete gassen van temperaturen van meer dan 980° C uit oven 8 door de persstukjes omlaag en in windkasten 32 te laten gaan.

10 Persstukjes in kamer 5 worden verhit op een gemiddelde temperatuur van 980° C of hoger en de gassen, die veel van hun warmte hebben afgegeven komen in windkasten 32. Aldus worden de hulp-schoorsteen hO en de warmteinbreng door brander If1 ingesteld op de warmte en de stroming, die vanuit windkast 32 ter be-15 schikking staan.

Nadat de persstukjes in kamer 5 de gewenste voorverbrandingsbehandeling hebben gekregen, wordt het bed van persstukjes op rooster 1 verbroken en tuimelen de persstukjes door oven 8, waarin zij worden verhit tot ongeveer 1300° C.

20 De hete persstukjes worden uit oven 8 verwijderd en vallen door passage 10 op rooster 19 van koeler 11. Daarna gaan de persstukjes door koeler 11, waarin zij voor behandeling en opslag voldoende worden afgekoeld.

Het gas in koeler 11, dat is voorverhit, wanneer 25 het door de persstukjes op rooster 19 gaat, gaat door passage 10 omhoog en in oven 8. Het vuur en de gassen voor de warmte-aanvulling uit brander 28 vermengen zich met de lucht uit koeler 11, waardoor in oven 8 een atmosfeer van meer dan 1300° C ontstaat. Deze gassen van hoge temperatuur bewegen zich tegen de 30 stroom van persstukjes door oven 8 in en komen bij meer dan 980° C in voorverbrandkamer 5 aan.

Persstukjes, die bewegen van de voorzijde of het toegangseinde van koeler 18 naar het uitgangseinde daarvan kunnen op temperaturen van 370-^25° C zijn en lucht van venti-35 lator 13, die door deze persstukjes gaat wint warmte uit deze 8200697 -12- perstukjes terug en -wordt verhit op temperaturen, die hijvoorbeeld in het gebied van 200-370° C kunnen liggen. Eet gas, dat door opvangleiding 35 gaat, verenigt zich met heet gas uit windkasten 32. Deze gassen kunnen worden getemperd met atmos-5 ferische lucht uit schoorsteen kO of worden verhit met brandstof, die door brander Ui wordt geleverd teneinde de temperaturen en de hoeveelheid gas te verkrijgen, die ter droging van de persstukjes in kamer b nodig zijn.

Bij de getoonde inrichting wordt de warmtebehoefte 10 tijdens het opstarten en na het opstarten normaliter’geleverd door brander 28 en oven 8, zoals bij deze technologie gebruikelijk is. Er werd echter gevonden, dat de warmte, die aan oven 8 moet worden toegevoerd door ovenbrander 28 belangrijk kan worden verminderd. Dit kan op eenvoudige wijze worden bewerk-15 stelligd door verbranding van kool aan de voorzijde of het toelatingseinde van de koeler. Hiertoe is een kooltoevoerder, hier afgebeeld als pijp of leiding 515 aangebracht, die nabij het toevoereinde met het inwendige van koeler 11 in verbinding staat. Vergruizelde kool uit een (niet getekende) bron wordt 20 door leiding 51 aangevoerd en door een (niet getekende) verdeler verspreid over het met rooster 19 bewegende persstukjesbed.

Dit dient ter gelijkmatige verspreiding van de kool over het materiaalbed en voorkomt een grote ophoping van de kool in het gebied van de kooltoevoerder 51· De kooltoevoerder is uitge-25 voerd voor het toevoeren van 25-bO % van de totale brandstofbehoefte van het proces. De kooltoevoer kan echter worden veranderd voor de aanpassing aan de behoefte van een bepaald pyro-verwerkingssysteem. De kool, die gebracht is op de hete persstukjes, die worden afgekoeld door een opwaartse stroom van 30 atmosferische lucht uit windkast 16, wordt gedroogd, ontstoken en volledig verbrand onder procesomstandigheden, die met primaire koeling na gloeiing gepaard gaan.

De sterke warmteaanvulling in het uitlaatgas uit de verbrande kool, die op het materiaalbed in koeler 11 is ge-35 bracht, wordt opgevangen via passage 10, leiding 56 en opvang- 8200697 -13- lei ding 35. Leiding 56 staat aan een einde in -verbinding met het inwendige van koeler 11. Aan zijn andere einde staat leiding 56 met passage 10 in verbinding nabij het uitlaat einde van oven 8 en boven brander 28, waardoor het hete uitlaatgas uit 5 brander en koeler van de bovenkant van schoorsteen 9 zodanig omlaag wordt gedreven, dat het oven 8 evenwijdig aan de hartlijn binnenkomt. Aldus wordt het uitlaatgas uit het materiaalbed in koeler 11 opgevangen en door leiding 56 in oven 8 gericht als aanvullende warmtebron. Dit dient ter vermindering van de 10 warmteinbreng van brander 28 met 25-k0 % van de proceswarmtebehoefte. Het einde 57 van de leiding is zo dicht mogelijk aangebracht bij het gebied, waar de kool op het bed in koeler 11 wordt gebracht teneinde ervoor te zorgen, dat het opgevangen uitlaatgas een zo hoog mogelijke temperatuur heeft.

15 Het einde van opvangleiding 35 staat met koeler 11 in verbinding op een plaats achter en voorbij het gebied, waar de kool op het koelerbed wordt gebracht. Dit geeft een heter gas voor terugwinning 355 dan vroeger ter beschikking was. Dientengevolge kan de hoeveelheid warmte, die door brander 20 ^1 wordt geleverd worden verminderd of onderbroken door uit schakeling van brander kl,

Deze methode verschaft een eenvoudige werkwijze voor het branden van kool in elk pyroprocessysteem, waarin vaste stoffen worden gekoeld door vaste stoffen als een gevuld 25 materiaalbed te onderwerpen aan warmteoverdracht aan gassen.

Ook voorziet de methode in het doeltreffend terugwinnen van warmte uit het uitlaatgas welke warmte rechtstreeks naar de gloeisektie van het proces wordt teruggeleid. Dientengevolge kan de hoeveelheid warmte in de gloeisektie van oven 8, die 30 door versterkingsbrander 28 wordt geleverd aanzienlijk worden verminderd. Het is bekend, dat de warmte, die door een versterkingsbrander zoals brander 28 wordt geleverd, wordt verkregen door verbranding van gas, olie of kool. Indien kool de bron voor brander 28 is, moet deze worden gedroogd, vergruizeld en 35 verpulverd teneinde de gewenste verbranding te verkrijgen. Het 8200697 * * -litis bekend, dat drogen en verpulveren van kool ter verbranding, zoals in brander 28, de brandstofkosten aanzienlijk vergroot.

Aldus wordt er door rechtstreekse aanbrenging van kool op de hete persstukjes in koeler 11 een betrekkelijk 5 goedkope warmtebron verkregen, die men kan gebruiken in de gloeisektie van het pyroprocessysteem en de aanvulwarmte, die door branders 28 en 1+1 wordt geleverd, kan worden verminderd, hetgeen een bedrijfsbesparing oplevert.

Het ene nadeel van de direkte verbranding van 10 verpulverde kool, waardoor men dit tot dusver niet heeft toegepast bij ijzerertspersstukjes is, dat de fijnverdeelde as, die door de verpulvering van de kool ontstaat, gemakkelijk druppeltjes vormt van gesmolten slak, die gemakkelijk door het procesgas worden getransporteerd. Deze slakdruppeltjes worden 15 uiteindelijk afgezet in de procesinrichting en veroorzaken vorming van aangroeisels, die de bedrijfsvoering van een kontinu-proces schaden. Bij de bovenvoorgestelde methode behoeft de aan de koeler toegevoerde kool niet te worden verpulverd, waardoor de kans wordt verminderd, dat er as wordt getransporteerd 20 door de procesgasstroom. De snelheid van het gas, dat het koelbad verlaat, wordt voldoende laag gehouden, zodat er geen enkele waarneembare medeneming van as optreedt. De koolas, die in het gekoelde produkt in de ijzerertspersstukjes achterblijft, is voor het produkt niet schadelijk.

25 Een ander type pyroverwerkingssysteem onder ge bruikmaking van koeling door vaste stoffen laten stromen door warmteoverdragende lucht, waarbij de werkwijze van de uitvinding voordelig kan worden toegepast, is weergegeven in het systeem van het rechte rooster type 75 in figuur 2. De groene materiaal-30 kogels zijn afgezet op een voor gas doorlaatbaar bewegend rooster j6. Er is een huisstruktuur 77 aangebracht, die een ruimte boven rooster 76 omsluit en voorzien is van een reeks op afstand van elkaar geplaatste keerschotten 78, 79, 80, 81 en 82, die op bepaalde afstand boven het rooster zijn opgehangen. De 35 keerschotten bepalen samen een droogkamer 86, waarin gas omhoog 8200697 -15- — Λ.

Ψ' * wordt gezogen, een droogkamer 87, waarin gas omlaag wordt gezogen, eerste en tweede voorverhittingskamers 88 en 89 en eerste en tweede koelkamers 90 en 91. Uitlaatgas uit tweede koelkamer 91 wordt via een verbindingsleiding 96, waarin een ventilator 5 (niet getekend) is opgenomen geleid naar windkast 95 van de droogkamer, waarin het gas omhoog wordt gezogen, waarin het gas voor de aanvankelijke droging door het materiaalbed op het rooster wordt gedreven of getrokken.

Uitlaatgas uit de tweede voorverhittingskamer 10 87 wordt door het materiaalbed op het rooster in een windkast 97 getrokken en door een verbindingsleiding 98 en een opvang-ventilator 99 gericht en gebruikt voor het drogen in kamer 87 waar het gas omlaag wordt gezogen. De Warmte in de tweede voorverhittingskamer 89 wordt versterkt door een hulpgasbrander 101', 15 die voor het verhogen van de temperatuur in de kamer dient.

Warmte wordt ook opgevangen uit de eerste koel-karner 90 en via een overkappingssysteem naar de eerste en tweede voorverhittingskamers 88 en 89 geleid. Het gas, dat door het 1 materiaalbed of het bewegende rooster door kamers 87 en 88 gaat, 20 wordt in een gezamenlijke windkast 103 getrokken en door werking van een afzuigventilator ÏOk naar een opvangsysteem gebracht.

De eerste en de tweede koelkamers 90 en 91 worden vanuit een windkast 106 voorzien van koellucht van beneden het bewegende bed. De koellucht wordt in de windkamer 106 gebracht 25 door werking van een daarmee verbonden ventilator 107. De verhitte lucht, die door het materiaalbed op het rooster in de koelkamers gaat, wordt voorzien voor het in opwaartse richting drogen als eerder is vermeld en wordt ook door de overkapping 112 in de eerste en tweede voorverhittingskamers 88 en 89 ge-30 leid.

De warmte, die aan voorverhittingskamers 88 en 89 moet worden toegevoerd door de hoogenergetische brander 101 kan echter aanzienlijk worden verminderd. Dit kan geschieden door de simpele methode van het verbranden van kool in de voorste of 35 eerste koelkamer 90. Hiertoe is een kooitoevoerpijp 111 aange- 8200697 , -16- bracht, die in verbinding staat met het inwendige van eerste koelkamer 90. Vergruizelde kool uit een (niet getekende) bron wordt aan kooltoevoerleiding 111 toegevoerd en afgezet op het persstukjesbed, dat met het rooster j6 beweegt. Dit dient voor 5 het gelijkmatig uitspreiden van de kool over het materiaal of persstukjesbed en voorkomt een sterke opzameling van kool in het gebied van kooitoevoerder 111. De kooitoevoerder 111 kan worden gebruikt voor het regelen van de kooltoevoersnelheid naar wens teneinde de toevoer aan te passen aan de behoefte 10 van een bepaald pyroverwerkingssysteem. De kool die door toe-voerder 111 wordt gebracht op de hete persstukjes, die gekoeld worden door een opwaartse stroom van lucht uit windkast 106 wordt gedroogd, ontstoken en verbrand onder de procesomstandigheden, die gepaard gaan met primaire koeling na gloeiing. Aldus 15 wordt het uitlaatgas van het materiaalbed door overkapping 102 opgevangen en gericht naar voorverwarmingskamers 88 en 89 als krachtige warmtebron. Dit dient teneinde de werking van brander 101, die dure brandstof verbrandt, tot een waakstand terug te brengen.

20 8200697

Claims (7)

1. Werkwij ze voor het "behandelen van materiaal in een pyroverwerkingssysteem, waarbij het materiaal wordt verwerkt door tenminste een definitieve verhittingszone (8, 89) en een koelzone (11, 90), waarin het uit de definitieve verhittings-5 zone ontvangen materiaal wordt gevormd tot een betrekkelijk gelijkmatig bed en wordt afgekoeld door een omhooggetrokken luchtstroom, die door het bed gaat, met het kenmerk, dat men achtereenvolgens: A. Materiaal aan de koelzone toevoert op een tem- 10 peratuur, die kool ontsteekt, B. Via een toevoerder (51, 111) een hoeveelheid kool op het materiaalbed in de koelzone brengt, C. De kool en het materiaalbed in de koelzone houdt gedurende een tijd, die voor het laten verbranden van de 15 kool en het ontwikkelen van een vooraf bepaalde hoeveelheid warmte in de vorm van verhit uitlaatgas voldoende is en D. Het verhitte uitlaatgas uit de verbrande kool en het materiaal als systeemwarmte naar de definitieve verhittingszone terugleidt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de koelzone een bewegend rooster (1, 76) bevat, waarop het te koelen materiaal uit de definitieve verhittingszone is afgezet, met het kenmerk, dat men de kool van trap A bovenop het hete materiaalbed brengt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat men bij trap B de kool over de breedte van het bewegende materiaalbed dwars op de bewegingsrichting van het bed aanbrengt. U. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat men de volgens trap B op het materiaalbed 30 in de koelzone aan te brengen kool afzet nabij het gebied, waar het materiaal vanuit de verhittingszone de koelzone binnenkomt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of k, met het kenmerk, dat men bij trap D het uitlaatgas van de ver- 8200697 -18- brande kool in de koelzone (via einde 57 van. pijp 56) aan de koelzone onttrekt nabij een plaats, vaar het uitlaatgas zijn hoogste temperatuur heeft.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3, b of 5, 5 met het kenmerk, dat de kool, die op het materiaalbed in de koelzone wordt gebracht, vergruizelde kool is.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3, 5 of 6, met het kenmerk, dat de hoeveelheid kool, die op het materiaalbed in de koelzone wordt gebracht voor 25-bO % voorziet in 10 de totale brandstofbehoefte van het pyroverwerkingssysteem.

8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies , welke inrichting tenminste een definitieve verhittingszone (8, 89) en een koelzone (11, 90) en organen, waardoor het uit de definitieve verhittings- 15 zone ontvangen materiaal tot een betrekkelijk gelijkmatig bed wordt gevormd en door een opstijgende luchtstroom door het bed wordt gekoeld, bevat, gekenmerkt door: a. organen (8, 89) voor het toevoeren van het materiaal aan de koelzone bij een temperatuur, waarbij de kool 20 ontsteekt, b. organen (51, 111) voor het op het materiaalbed in de koelzone brengen van een hoeveelheid kool en c. organen (56, 10, 102)voor het als systeem-varmte terugleiden van het verhitte uitlaatgas uit de verbrande 25 kool en het materiaal naar de definitieve verhittingszone. 8200697