NO115090B - - Google Patents

Description

Apparat for å frembringe berøring mellom faste stoffer og gasser.

Foreliggende oppfinnelse angår apparater

for å frembringe berøring mellom faste stoffer og gasser, for oppvarming, avkjøling eller annen behandling derav. Apparatet er utviklet fra det varmevekslingsapparat som er beskrevet og vist i norsk patent nr. 96 425 og som omfatter et ringformet kammer gjennom hvilket materialet som skal oppvarmes, herdes eller på annen måte behandles, strømmer nedover i motstrøm til opp-varmingsgasser og/eller andre produksjonsgas-ser, idet kammeret omfatter en rett eller i det vesentlige rett bunn som danner en herd hvorover en ringformet vegg rager opp, idet både bunnen og veggene er understøttet for rotasjon omkring en vertikal akse slik at under drift, når kammeret roterer, vil laget av material som bygger seg opp i herden, kontinuerlig tømmes ut gjennom en sentral åpning, gjennom hvilken åpning oppvarmingsgassene strømmer inn.

Apparatet som vist og beskrevet i nevnte

patent, omfatter et ringformet kammer dannet mellom en yttervegg eller skål og en innvendig hette- eller kuppelkonstruksjon, inn i hvilket kammer materialet som skal behandles, mates gjennom en mate trakt utstyrt med en tetnings-innretning, anordnet i en stasjonær avsugings-hette eller tak, idet avsugingshetten er forsynt med åpninger som kommuniserer med en av-trekkskanal eller skorstein.

Tetting er anordnet mellom ovnen og den ytre veggdel eller skål, i forbindelse mellom ovnen og sjakten for de innstrømmende gasser, og mellom skålen og den stasjonære hette eller takkonstruksjon. Tettingsinnretningene kan være av sand- eller vannlås-typen.

I henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter apparatet et ringformet arbeidskammer avgrenset av ytre og indre veggdeler som er adskilt lagret for rotasjon om en vertikal akse, en ringformet herd som danner bunnen i kammeret og anordnet for rotasjon om en vertikal akse som er forskjøvet i forhold til den om hvilken kammeret roterer, idet innerveggen er adskilt fra herden for å tillate material som tilføres kammeret å passere derfra til en sentral åpning i herden, slik at under rotasjon av kammeret og herden vil material bli tømt ut gjennom den sentrale åpning i herden, og det særegne består i at et stasjonært dekke er anordnet for kammeret mellom hvilket dekke og inner- og ytterveggdelene det er anordnet tettinger, og at det er anordnet en takkonstruksjon som spenner fra innerveggdelen over den sentrale del av herden for å inneslutte et rom fra hvilket oppvarmings-og/eller andre behandlingsgasser strømmer til det ringformede arbeidskammer, idet den øvre flate av takkonstruksjonen er i det minste delvis utsatt for atmosfæren.

For høytemperatur-anvendelse kan takkon-struksjonens underside fores med et ildfast ma-teriale.

På grunn av at takkonstruksjonen blir utsatt for atmosfæren på yttersiden, vil den være tilgjengelig for direkte inspeksjon og reparasjon og kunne holdes på en lavere temperatur enn tilfellet er med kuppelkonstruksjonen i patent nr. 96 425, hvor kuppelkonstruksjonen er totalt innesluttet. Dertil oppnås den ytterligere fordel at takkonstruksjonen kan understøttes av eller utformes i ett med et stivt rammeverk og forsy-nes med passende inspeksjonsluker.

Normalt innføres oppvarmings- og/eller be-handlingsgassene i rommet som innesluttes av takkonstruksjonen gjennom utløpsåpningen. i herden men i henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan takkonstruksjonen være forsynt med en sentral åpning som tjener som innretning for innføring av oppvarmings- og/ eller behandlingsgasser eller ytterligere slike gasser. Åpningen i takkonstruksjonen kan også tjene som en ventilåpning for forbindelse med skorsten og for bruk under oppstarting og/eller nedkjøling av anlegget eller også til andre tider.

I tillegg kan det også gjøres foranstaltninger for frembringelse av varme i rommet som innesluttes av takkonstruksjonen. Denne varme kan frembringes ved anordning av brennere for gass eller flytende brensel i rommet under takkonstruksjonen.

Etter at gassen har passert gjennom laget av material i herden og i det ringformede kammer, blir den fjernet fra apparatet gjennom kanaler som kommuniserer med korresponderen-de åpninger i dekket over kammeret.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives under henvisning til<y>edføyede tegninger. Fig. 1 viser delvis i snitt, et oppriss av et apparat i henhold til en utførelsesform for oppfinnelsen. Fig. 2 er et snitt som viser en endret ut-førelsesform for apparatet for bruk i forbindelse med en sementovn. Fig. 2a er et skjematisk tverrsnitt av apparatet vist i fig. 2. Fig. 3 er et snitt av en ytterligere endret ut-førelse i hvilken foranstaltninger er gjort for generering av varme i apparatet. Fig. 4 er et vertikalsnitt av et apparat i lik-

het med det i figur 2, men utstyrt med omløps-innretninger for oppvarmiirgsgassene fra sementovnen.

Fig. 5 er et detalj snitt etter linjen V—V i

fig. 4.

Det apparat som er vist i fig. 1 er forsynt med en ringformet bunn 1 som danner herden, hvorover rager opp yttervegg 2 og innervegg 2' under dannelse av et innesluttet ringformet arbeidskammer 24 gjennom hvilket material som skal oppvarmes, avkjøles, tørkes eller på annen måte behandles, føres gjennom. Materialet føres, som vist i fig. 2 og 3, inn i apparatet gjennom en innføringstrakt i et ringformet dekke 40 for kammeret 24 og bygger seg opp i et lag mellom ytter-og innerveggene 2, 2' og understøttet av herden.

Herden 1 og kammerveggen 2, 2' er under-støttet hver for seg for rotasjon av herden 1 om en akse x og av veggene 2, 2' om en akse y som er forskjøvet i forhold til aksen x. Som følge herav roterer herden 1 og kammeret 24 eksen-trisk i forhold til hverandre slik at materialet blir kontinuerlig skrellet av fra laget på herden 1 mens kammeret roterer og føres ut gjennom en sentral åpning 5, slik som i det apparat som er beskrevet i patent nr. 96 425.

Innerveggen 2' er forbundet med en takkonstruksjon 25 innbefattende et rammeverk 26 som henger ned fra en sentral rørformet søyle eller svingtapp 27 som er festet til en spindel 37 opphengt for rotasjon i et sentralt bærelager 38. Lageret 38 er på sin side understøttet av et øvre rammeverk 39 som er understøttet av stendere 18 i hovedkonstruksjonen.

Trustruller 44 montert for rotasjon om vertikale akser i en serie på omkretsen adskilte holdere 47 som bæres av den øvre konstruksjon 39, tilveiebringer kontakt med en sirkelskinne 45 festet til takrammen 26 i takkonstruksjonen 25 og sikrer at takkonstruksjonen 25 roterer om aksen y og er sikret mot sideveis bevegelse.

Skålen eller ytterveggen 2 i kammeret 24 er utstyrt med en ring 15 slik at veggen 2 kan rotere på et sett ruller 16 som dreier seg på radialt innrettede horisontale akser. Sideveis virkende trustruller 17 begrenser ytterveggens bevegelse til kun å være rotasjon om aksen y.

Selve herden 1 er bygget opp på et bjelke-rammeverk som på undersiden har en løpeskinne 9' ved hvilken det er roterbart understøttet på ruller 9 montert i holdere på en fot 7. På foten 9 er også anbragt trustruller 8 montert på aksel-tapper som er sideveis regulerbare ved hjelp av skruer på radielt innrettede geider 8'. 30 beteg-ner en vannlås eller annen tetting f. eks. sand-lås, mellom herden 1 og en sjakt S under åpningen 5.

Herden roteres ved hjelp av motoren M som gjennom passende tannhjulsutvikling G driver et tannhjul 33 som er i inngrep med en tann-krans 34 på den ytre omkrets av herden 1.

I den viste utførelse er der ikke anordnet innretninger for rotasjon av innerveggen 2' eller ytterveggen 2, som imidlertid, når apparatet er i bruk og kammeret 24 er fylt med material, vil rotere på grunn av draget etablert av materialet på den roterende herd. Det skal imidlertid være klart at det kan sørges for uavhengig (fri) rota sjon av takkonstruksjonen 25 og dermed av innerveggen 2' og ytterveggen 2. Dette er ønske-lig når det skal behandles materialer som er sprø eller bløte for derved å oppheve virkningen av skjærkrefter på materialet på grunn av draget.

Behandlingsgassen er innesluttet i kammeret 24 og atmosfæren er utelukket derfra ved hjelp av en væske- eller annen lås dannet ved hjelp av ringformede trau 31, 32 som er bygget inn i henhv. ytter- og innerveggene 2, 2'.

Det ringformede dekke 40 for kammeret 24, henger ned fra adskilte punkter på omkretsen av den øvre konstruksjon 39 og er forsynt med nedoverragende flensplater 41 som strekker seg ned under overflaten av tettingsmediet i trauene 31, 32.

Overhengende beskyttelsesplater 42 reduse-rer tap av tettingsmedium ved fordamping i det tilfelle at mediet skulle være en væske, eller, søl av tettingsmediet fra trauene 31, 32.

Trauene 31 og 32 står, når de som foretruk-ket er fylt med væske, f. eks. vann, under jevn tilførsel over tilførselsrør 20 (hvorav bare ett er vist) slik at de alltid er fylt til nivået for stand-rør 21 og 22 som fører til et avløpstrau 23 festet til stenderne 18.

En ytterligere tetning 35 er fortrinnsvis anordnet mellom den nedre ende av den ytre vegg 2 og herden 1.

Det vil sees at ved anordning av tetnings-innretningene 31, 32 for inner- og ytterveggene 2, 2' er rammen 26 som bærer det egentlige tak åpen mot atmosfæren på undersiden hvorved det holdes på en rimelig temperatur. Takkonstruksjonen er derfor tilgjengelig for direkte inspeksjon og reparasjon og holdes på en lavere temperatur, hvilket ikke er mulig med den inne-sluttede kuppelkonstruksjon i apparatet i henhold til patent nr. 96 425. Dertil kommer at takkonstruksjonen kan gjøres stivere og sterkere hvorved det er mulig å anvende en kraftigere ildfast og isolerende foring enn i den tidligere kjente utførelse slik at det er mulig å anvende høyere arbeidstemperaturer.

Utførelsen vist i fig. 2, er utformet for mot-tagelse av oppvarmingsgassene for en sementovn K. B er brenneren og P er bæreruller. Gassene fra sementovnen passerer opp gjennom en vertikal sjakt S og blir deretter innført gjennom åpningen 5 til laget av material i kammeret 24.

I denne utførelse omfatter takkonstruksjonen en stumpkonisk del 12 hvis øvre åpne ende er forbundet med en hul sjakt eller røkkanal 46 som leder inn i en skorsten 54.

Anordningen av røkkanalen 46 muliggjør innføring av ytterligere gasser fra en hjelpe-kilde som utgjøres av en ovn eller generator A til rommet under takkonstruksjonen 12 og så-ledes inn i det ringformede kammer 24, idet ovnen A for dette formål har et utløpsrør forbundet med røkkanalen 46. En spjeld-ventil 51 innpasset i skorstenen er vanligvis stengt for å hindre passasje av gasser tilført gjennom sjakten S og vil når den er i drift hindre passasje av gass fra ovnen A gjennom kammeret 24. Ventilen 51 blir åpnet ved oppstarting eller nedkjøring av ovnen A eller sementovnen K.

Bortleding av gasser fra kammeret 24 skjer ved hjelp av vertikale kanaler hvorav en er vist ved 48. Disse kanaler fører til en rørledning 55 forbundet med en vifte F. En tilsvarende anordning er benyttet i apparatet i fig. 1, selvom den ikke er vist der.

Den takkonstruksjon som er vist i fig. 3 omfatter en konisk hette 95 utformet i ett med en innerveggdel 100. Hetten 95 er utformet med en ringformet øvre flate 98 forsynt med holdere hvori er montert ruller 99 ved hjelp av hvilke hetten er fritt ophengt fra en sirkulær kanal 101 som danner del av en takplate 102.

Hetten samt indre og ytre vegger og herden 91 er forsynt med en ildfast foring 96 og varme-isolasjonsforing 97. Tilsvarende foringer kan og-så være anordnet på de øvrige viste utførelses-former.

En rekke brennere 103, plassert under tak-platen, bevirker varmegenerering inne i det rom som avgrenses av hetten 95 og herden 91. Bren-nerne er hensiktsmessig fyrt med gass- eller væskeformet brensel. En ventilinnretning 105 bevirker tilførsel av material fra kammeret 24. Avtrekk for behandlings- eller oppvarmingsgas-ser skjer som før med kanaler 106.

I den alternative utførelse vist i fig. 4 er der i stedet for at oppvarmings- eller behandlings-gassene passerer direkte inn i kammeret gjennom den sentrale åpning i herden anordnet et om-løp for å muliggjøre at gassene kan mates inn fra oversiden av rommet over herden.

I denne utførelse, som er vist i forbindelse med en sementovn K, støter gassene som forlater sementovnen mot en vertikal skjerm 60 (se også fig. 5) hvorved de blir avledet inn i den åpne ende av et utløp 61 som fører til en vertikal kanal 62 og deretter langs en horisontal tilhørende del 63 som er forbundet med en sjakt 46' som er festet til den koniske takdel 12' på samme måte som arrangementet vist i fig. 2.

Ved innføring av gassene i kammeret fra et sted over herden og ikke gjennom den sentrale

åpning i herden, blir motstrømseffekten av gassene som beveger seg gjennom laget av material på herden fremdeles opprettholdt, men der er den fordel at de innkommende gasser ikke passerer gjennom det utgående material som forlater herden og faller ned i trakten S til ovnen K, hvilken trakt er forbundet med utløpsåpningen i herden. Dette trekk minsker inntrengning og resirkulasjon av støv i gassene.

Det vil legges merke til at i de utførelser som er vist i fig. 2, 3 og 4 er herden og indre og ytre veggpartier adskilt anordnet for rotasjon som ved den utførelse som er vist i fig. 1. Disse deler kan være innrettet titl å rotere på samme måte som i fig. 1.

Mens oppfinnelsen er blitt beskrevet og vist i forbindelse med varmebehandling av materialer, det vil si forbehandling av råmaterialer an-vendt i sementproduksjonen, så er den imidlertid også anvendbar ved varmebehandling av malm og andre materialer. Apparatet kan videre med stor fordel brukes i andre prosesser som omfatter kjøling i stedet for oppvarming av materialer.

En typisk anvendelse er ved fremstillingen av røkfrie brenselbriketter hvor den største van-skelighet har vært å finne tilfredsstillende innretninger for kjøling av brikettene etter uttøm-ming fra forgassings- og briketteringsanlegget,

hvilken avkjøling naturligvis må finne sted i en

oksygenfri atmosfære for å unngå forbrenning

av brikettene. Det er en enkel sak å anordne

levering av briketter til arbeidskammeret 24 og

for tilførsel av kald inert eller oksygenfri gass

til ildstedet hvorfra den vil passere gjennom

laget av briketter. Det vil foreslås at for å sikre

den mest tjenlige avkjølingshastighet så vel som

jevn kjøling av brikettene, kan rotasjoner av

ildstedet og kammeret styres slik at brikettene

holdes i kammeret i det nødvendige tidsrom.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen kan

også anvendes i kjemiske prosesser og ved ren-sing av eller annen behandling av gasser med

faste materialer i form av klumper, kuler eller

andre spesielle former, eller under hvilke som

helst forhold hvor det ønskes kontakt mellom

gasser og faststoff; og hvor faststoffet tilføres

behandlingskammeret i apparatet i motstrøm til

gassen.

Spesielt eksempel er varmeherding av pellets dannet av jernmalmkonsentrat og også varmeherding av og partiell reduksjon av pellets

inneholdende en blanding av jernmalmkonsentrat og finmalt koks eller kull, idet sist-nevnte

gir en karboninneholdende klump for sluttreduk-sjon i en smelteovn.

Andre anvendelser som kommer i betrakt-ning omfatter: (i) kalkbrenning innbefattende

kalsinering av kalkinneholdende pellets og/eller

vanlig knust kalkstein, (ii) fremstilling av lett-vektsaggregater for eksempel varmeherding og

oppblåsing av klumper formet av leire eller leir-skifter eller andre egnede mineraler eller fra

flyveaske, flyvestøv og andre avfallsprodukter,

samt (iii) tørking av kull inklusiv pelletisert

kullpulver.

Claims (9)

1. Apparat for å frembringe røring mellom

faste og gassformede stoffer for oppvarming, avkjøling eller annen behandling derav, særlig ved fremstilling av sement, omfattende et ringformet arbeids-kammer avgrenset av ytre og indre veggdeler som er adskilt lagret for rotasjon om en vertikal akse, en ringformet herd som danner bunnen i kammeret og anordnet for rotasjon om en vertikal akse som er forskjøvet i forhold til den om hvilken kammeret roterer, idet innerveggen er adskilt fra herden for å tillate material som tilføres kammeret å passere der- fra til en sentral åpning i herden, slik at under rotasjon av kammeret og herden vil material bli tømt ut gjennom den sentrale åpning i herden, karakterisert ved at et stasjonært dekke (40) er anordnet for kammeret (24) mellom hvilket dekket og inner- og ytterveggdelene det er anordnet tettinger (31, 32), og at det er anordnet en takkonstruksjon (25) som spenner fra innerveggdelen (2') over den sentrale del av herden (1) for å inneslutte et rom fra hvilket oppvarmings- og/ eller andre behandlingsgasser strømmer til det ringformede arbeidskammer, idet den øvre flate av takkonstruksjonen (25) er i det minste delvis utsatt for atmosfæren.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at den indre veggdel (2') er anordnet for uavhengig dreiebevegelse.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at takkonstruksjonen (25) omfatter et rammeverk (26) inklussiv en sentral søyle (27) hvori rammeverket er opphengt for rotasjon.

4. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det i takkonstruksjonen (25) er anordnet en sentral åpning forbundet med en røkkanal (46).

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at takkonstruksjonen (25) er opphengt for rotasjon i en hul akse (46') som strekker seg fra åpningene i takkonstruksjonen eller danner en del av røkkanalen (46).

6. Apparat som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at takkonstruksjonen (25) har en konisk utforming og at den sentrale åpning er anordnet i konens topp-punkt.

7. Apparat som angitt i krav 4—6, karakterisert ved at den sentrale åpning (5) i herden (1) er forbundet med en ovn (K) over en kanal (S) i hvilken det er anordnet en ledeinnretning (60) som leder gassene fra ovnen gjennom en omløpsledning (61, 62) som er forbundet med røkkanalen (46).

8. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at innretninger (103) er anordnet for frembringelse av varme i det rom som er avgrenset av toppen i takkonstruksjonen (25).

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at takkonstruksjonen (25) har konisk eller kuppelform og er tillukket ved toppen ved hjelp av en fast plate (102) og at opp-varmingsinnretningen omfatter brennere (103) for gass eller flytende brensel hvilke brennere er anordnet under den faste plate (102).