NO813799L - Fremgangsmaate og apparat til brenning av gipsstein - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat til brenning av gipsstein

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og

et apparat til brenning av kalsiumsulfatdihydrat eller gipsstein.

Ved brenning av dihydrat til hemihydrat er enhver tendens

til fremstilling av uoppløselig anhydritt på bekostning av hemihydrat uheldig, idet det ved visse anvendelser vil redusere den effektive utnyttelse av det tilførte gipsmineral. Denne tendens kan under visse forhold observeres når det tilførte mineral brennes meget raskt til hemihydrat ved kontinuerlige fremgangsmåter til brenning basert på direkte oppvarming av gipsen ved hjelp av varme gasser.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer nå en måte hvorpå fremstilling av uoppløselig anhydritt ved kontinuerlig brenning med direkte gassoppvarmning av gipsskiktet kan reduseres til nivåer som er typiske for produksjonen i f.eks. en kjele som arbeider uten direkte virkning av varme gasser på det tilførte mineral.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse sørges det for

at fuktighet sprøytes inn i gassfasen over skiktet f.eks. i eksosgassrommet i eller ved det øvre parti av en brenner-

beholder og/eller inn i det rør som de varme gasser føres inn

i skiktet gjennom.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning

til fremstilling av brent gips i henhold til GB patentskrift 1 488 665 og ålment tilgjengelig GB patentsøknad 2 043 219A. Skjønt den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen angår disse

to fremgangsmåter og apparater, vil det forstås at oppfinnelsen kan anvendes med andre fremgangsmåter og apparater til kontinuerlig brenning av kalsiumsulfat og nærmere bestemt i utstyr som brenner kalsiumsulfatdihydrat på en rask måte ved direkte oppvarming.

I GB patentskrift 1 488 665 er der beskrevet en fremgangsmåte til brenning av kalsiumsulfatdihydrat hvor dihydratet oppvarmes i en brennerbeholder, mens varme tilføres indirekte gjennom ytterveggene av beholderen, samtidig som dihydratet oppvarmes ytterligere ved at ikke-reaktive varme gasser, fortrinnsvis varme gassformede forbrenningsprodukter, føres direkte inn i det indre av massen av dihydrat i beholderen gjennom et rør som strekker seg stort sett nedover fra toppen av beholderen og er forsynt med minst én åpning i sitt nedre parti som er neddykket i massen av materiale. For oppnåelse av maksimalt utbytte og de fulle fordeler ved denne fremgangsmåte foretrekkes det å la brennerbeholderen arbeide kontinuerlig, idet brent materiale føres ut via et overløp eller en annen nivåstyrt innretning.

Bruk av denne fremgangsmåte øker både varmevirkningsgraden og kapasiteten av en vanlig kjele. Når den varmemengde som tilføres ved direkte innføring av varme gasser, er høy, har man imidlertid observert den foran nevnte tendens til fremstilling av uoppløselig anhydritt på bekostning av hemihydrat.

Skjønt en lang rekke kilder for varm gass eller gassformede forbrenningsprodukter kan anvendes, foretrekkes det for tiden å anvende en brenselbrenner som er anordnet på toppen av brennerbeholderen eller røret. Brenneren kan passende være anordnet på toppen av gipsbrennerkjelen, og røret kan strekke seg ned i skiktet. Forbrenningsgassene fordeles fortrinnsvis gjennom huller i sideveggene av det nedre parti av røret inne i skiktet, og den nedre ende av røret er fortrinnsvis åpen.

Ved den foretrukne utførelse av oppfinnelsen blir vann eller

en annen vandig væske (eller damp) ført inn i brennerrøret i behersket mengde.

Mengden av tilført vann eller vandig væske bør innstilles ved prøving og feiling for oppnåelse av de beste, resultater og unngåelse av destabilisering av flammen fra brenneren i røret. I en typisk installasjon er en egnet mengde 4,5 l/min.

I publisert GB patentsøknad 2 043 219A er der beskrevet

en fremgangsmåte og et apparat til varmebehandling av partikkel-formet (f.eks. pulverformet eller kornformet) materiale som spesielt egner seg for brenning, hvor all den nødvendige varme kan tilføres direkte inn i det materiale som brennes, slik at det blir mulig å unngå meget av det ildfaste murverk som er forbundet med vanlige kjeler og forsinker systemet termisk, hvorved varmevirkningsgraden økes og kapital- og vedlikeholds-kostnadene reduseres.

I henhold til den nevnte patentsøknad omfatter fremgangsmåten å føre det materiale som skal brennes, inn i en beholder, holde materialet i bunnen av beholderen i nærheten av det varme gass-utløp, nærmere bestemt ved anvendelse av en beholder med redusert tverrsnitt i det nedre parti, føre varme gasser nedover gjennom beholderen til direkte berøring med materialet i området for bunnen, hvorved materialet ved bunnen samtidig oppvarmes og sirkuleres og den resulterende omrøring og oppvarming strekker seg fra bunnområdet gjennom hovedsakelig alt materialet i beholderen, og ta varmebehandlet materiale ut av beholderen.

Man regner med at de varme gasser i de fleste tilfeller vil skaffe all den varme som er nødvendig for behandling i beholderen, selv om en viss grad av oppvarming gjennom veggene.kan forekomme uten at der avvikes fra prinsippene ifølge patentsøknaden.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir også i dette tilfelle vann, en annen vandig væske eller damp ført inn enten på et nivå over innholdet i beholderen eller fortrinnsvis i oppvarmningsrøret for de varme gasser. Fig. 1 er et skjematisk snitt gjennom en brennerkjele i henhold til GB patentskrift 1 488 665 modifisert i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 er et lengdesnitt gjennom et brennerrør som er

egnet for kjelen på fig. 1.

Fig. 3 er et skjematisk snitt gjennom en brennerbeholder

i henhold til ålment tilgjengelig GB patentsøknad 2 043 219A modifisert i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Som vist på fig. 1 omfatter en brennerkjele 10 en beholder 11 som er omgitt av et varmekammer-12 som er utstyrt med en brenner 14 eller en annen tilførsel av varm gass for oppvarming av innholdet i beholderen indirekte ved varmeledning gjennom beholderens vegger og spesielt dens bunn. Vanlige krysskanaler 15 bidrar til å overføre varmen til innholdet i beholderen. Lokket.16 på kjelen er forsynt med åpninger 17 og 18 for hen-holdsvis innføring, fortrinnsvis kontinuerlig, av malt eller på annen måte pulverisert kalsiumsulfatdihydrat og uttagning av eksosgasser til en støvsamler. En mekanisk rører eller agitator 19 drives av en aksel 20 som strekker seg ned gjennom lokket. Et overløp eller tømmerør 21 som er skjermet av en vegg 22, er anordnet for uttømning av brent materiale i henhold til GB patentskrift 1 018 4 64, og et vanlig bunn-

utløp 23 med ventil er også anordnet.

For anvendelse av prinsippene i henhold til GB patentskrift

1 488 665 er et hovedsakelig vertikalt rør 24 anbragt inne i beholderen og utstyrt med en brenner som får tilført brensel og luft igjennom ledninger 25 resp. 26. De varme forbrenningsgasser som produseres av brenneren, føres direkte inn i den masse som brennes, ved hjelp av åpninger i den nedre ende 27 av røret.

I henhold til. den foreliggende oppfinnelse blir vann,

damp eller en vandig oppløsning sprøytet inn i brennerbeholderen over massen av materiale som brennes. Eksempler på steder hvor

en slik vanninnsprøytning kan være anordnet i en kjele, er vist ved 30 i det øvre parti av det varme gassrør 24, ved 31 ved den nedre ende, men over. åpningene i' røret og ved 32 i det-indre frie rom over nivået for massen i selve beholderen 11.

En foretrukket utførelsesform av varmgassrøret 24 og det tilhørende utstyr er. vist på fig. 2..Ved den øvre ende av røret over nivået 34 for kjelelokket er der anordnet gass- og luft-innløp 25 resp. 2 6 sammen med vanninnløp 35. En brenner 3 6 av radialtypen som er omgitt av et konisk skjørt 37, er anbragt inne i røret 24 og forbundet med gassinnløpet. I den på tegningen viste utførelsesform er brenneren anordnet like under nivået

38 for skiktmaterialet i beholderen 11, men i andre utførelses-former kan brenneren være anbragt høyere, f.eks. like under nivået 34 for kjelelokket. Bunnen av røret 24 har sideåpninger 39, og den nedre ende av røret er helt åpen. To hule sprøytedyser 4 0 som gir en konisk sprut, er montert inne i røret 24 omtrent på.nivået for brenneren 36 for innføring av fuktighet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Vanninnløpene 35 forbinder dysene med en kilde for egnet vann under trykk.

Ved drift blir pulverformet gipsstein ført inn kontinuerlig gjennom åpningen 17 i beholderen 11, hvor den delvis oppvarmes indirekte fra varmekammeret 12. Samtidig skaffer brensel og luft som føres inn gjennom røret 24, ytterligere varme, idet varme forbrenningsgasser blir ført inn direkte i materialet i beholderen under samtidig omrøring av dette. Innholdet i beholderen blir også omrørt og.fluidisert av den vanndamp som dannes ved brenningen, og materialet i beholderen blir ytterligere omrørt av røreren 19. Det brente produkt strømmer kontinuerlig over overløpet og ut gjennom tømmerøret 21, idet„fylleveggen 22..... hindrer at eventuelt ikke brent materiale fra innløpet 17 strømmer direkte ut gjennom utløpet 21. Vann eller en annen vandig oppløsning sprøytes inn i gassene inne i røret 24 ved hjelp av sprøytedysene 40 hvilket medfører en reduksjon av dannelsen av uoppløselig anhydritt i kjelen til et ubetydelig nivå.

Som et ytterligere eksempel som er vist på fig. 3, vil oppfinnelsen bli beskrevet under spesiell henvisning til fremstilling av brent gips i henhold til ålment tilgjengelig GB patentsøknad 2 043. 219A.

Som vist på fig. 3 har en beholder 4 5 med omvendt konisk form en avrundet'bunn 4 6 med begrenset overflate og bærer et sylindrisk øvre parti 47 som i sin tur er lukket,av et lokk 48

som ér forsynt med--et.~materør-49 for det materiale som skal brennes, f.eks. pulverisert^gipsstein, og et eksosgass-

utløpsrør 50 som er forbundet med en støvsamler (ikke vist).- -

Et oppvarmningsrør-51 som er, nærmere beskrevet nedenfor, strekker seg også ned gjennom lokket 48 inn i det indre av beholderen. Materøret 49 for gipsstein er forsynt med.en doseringsventil

i form av en roterende mateinnretning 52 som er forbundet med en gipssilo 53 ...Beholderen 45_:og det øvre parti 47 er= hensikts-messig innkledd som antydet ved 54.

Det normale nivå for pulverformet materiale i beholderen under drift er vist ved 10. Et utløp for brent materiale har form av et ytre overløpsrør 55 som er forbundet med et tømmerør 56. En bunntømmeåpning 57 med ventil er også anordnet.

Oppvarmningsrøret 51 strekker-seg- nedover- hovedsakelig-langs den vertikale midtakse i den koniske beholder 1. Røret er åpent ved sin nedre ende 58 og ender i nærheten av bunnen 46 av beholderen. I det nedre parti av rørets vegg er der.også symmetrisk anordnede huller 61 som ytterligere letter fordelingen av varme gasser inn i det materiale som skal brennes. Fordelingen av gasser som kommer ut fra røret 51, blir ytterligere bedret ved anordning av en stående konus eller et annet fremspring 62 av varmefast materiale som hviler på

bunnen 46 av beholderen direkte under r ør åpningen 58 .• Brenselgass7. f. eks. naturgass, tilføres gjennom et rør, .. _ . 63 til en gassbrenner- 64": av blandédysetypen ^anordnet inne -i røret - 51 omtrent på nivået 10 for materialet i beholderen. Luft til-føres separat til denne brenner gjennom et luftrør 65 fra en -•

vifte 66. De varme gassformede forbrenningsprodukter passerer nedover gjennom røret 51 og forlater dette gjennom rørets åpne ende 58 og hullene 61. En hjelpelufttilførsel til oppvarmnings-røret benyttes vanligvis ikke ved dette system.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir vann eller en vandig oppløsning, damp eller en annen form.for fuktighet fortrinnsvis sprøytet.inn i røret 51,.enten i det øvre parti av røret som vist ved 30 eller lengre nede i røret, f.eks.

nær nivået for materialet 10 eller i nærheten av brenneren 64 som vist ved 31. Alternativt eller i tillegg kan fuktighet sprøytes inn i. det frie rom i beholderen i nærheten av eksos-gassutløpet 50 eller i det minste delvis inne i selve utløps-røret som antydet ved 32. y-

Claims (15)

1. Fremgangsmåte-til-brenning - av-gipsstein, hvor et skikt av pulverformet gipsstein oppvarmes direkte ved innføring av varm gass i skiktet for:å holde det"på en temperatur som er passende for fremstilling av kalsiumsulfathemihydrat, karakterisert ved at fuktighet sprøytes inn i den gassformede fase, hvorved dannelsen av uoppløselig anhydritt reduseres.

2. Fremgangsmåte-som angitt i., krav.; 1, • - k a r a k t- e_r_-isert ved at fuktigheten sprøytes inn i den varme gass før denne kommer i berø ring med gipsen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fuktigheten sprøytes inn i et område over gipsskiktet som avløpsgasser fra skiktet fyller eller tilbakelegger .

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den varme gass føres inn i gipsen i en beholder gjennom et rør som strekker seg stort sett nedover fra toppen av beholderen dg.-erJåpent,.i det nedre parti av. beholderen, og at fuktigheten sprøytes inne i røret.

5. Fremgangsmåte.-som angitt i krav 4t, ; kar a k t e r -- k isert ved at den varme gass tilføres fra en brenner som er montert inne i røret, og at fuktigheten sprøytes på omtrent samme nivå som brenneren.

6. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at gipsen er inneholdt i en . beholder og i tillegg oppvarmes indirekte ved varmeledning gjennom veggene av beholderen..

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at gipsen er inneholdt i en beholder med et nedre parti som er utformet for å rette gipsen mot området ved den nedre ende av røret, hvorved varme gasser fra røret omrører og oppvarmer.alt.materialet i beholderen.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 6 eller 7, :. kar ak-, ter i ser.t ved at gipsen føres kontinuerlig inn i beholderen og-kontinuerlig strømmer-over et' overløp eller tappes" " ut fra beholderen i brent tilstand.

9. Apparat til brenning av gipsstein, omfattende en brennerbeholder til.å romme et skikt med gipsstein som skal brennes, og organer til å føre varm gass direkte inn i gipsskiktet, k a r a k t e r i s' ert v ed" organer~til å sprøyte fuktighet inn i den gassformede fase i eller ved beholderen..

10. Apparat som angitt i krav 9, karakterisert ved at kjelen er forsynt med et rør som tjener til innføring av varm gass og strekker seg stort sett nedover i beholderen, og som er åpent i det nedre parti. av., beholderen,_og. minst ,én_~ forstøvningsdyse for fuktighet anordnet inne i røret.

11. Apparat som angitt i krav 10, karakterisert ved at en brenner er anordnet inne i røret for å skaffe en kilde for varm gass, og at minst én vanndyse er anordnet inne i røret på omtrent samme nivå som brenneren.

12. Apparat som angitt i krav 9, 10 eller 11, karakterisert ved at kjelen har varmeledende vegger og er omgitt .av et varmekammer til indirekte oppvarming av. beholderens innhold.

13. Apparat som angitt i krav.; Sy 10 eller. 11,5, :.k, a,r;.å,k -a r-terisert. ved at beholderen har et nedre parti som er slik utformet, at det retter innholdet; i ^beholderen .underrlcjrp_sj \ rf<å* drift mot den nedre ende av røret.

14. Apparat som angitt i et av kravene 9-13, karakterisert ved organer til kontinuerlig innføring av pulverformet gipsstein og en utløpsledning eller et overløp som brent materiale kontinuerlig føres ut gjennom.

15. Apparat som angitt i krav 9, karakterisert ved at minst én sprøytedyse for fuktighet er montert i eller ved beholderen på et"nivå over gipsskiktet.under drift i et område som avløpsgasser fra skiktet fyller eller tilbakelegger:. '.