NO843206L - Fremgangsmaate og apparat for termisk behandling av finkornet gods - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte som angitt i ingressen i krav 1, videre et anlegg til gjennomføring av fremgangsmåten .

Ved den termiske behandling av finkornet gods som magnesitt, dolomitt og lignende blir det forvarmede og kalsinerte gods før varmbriketteringen først avskjølt til dertil egnet temperatur. Dette skjer vanligvis ved hjelp av en kjøleluftstrøm som deretter strømmer som forbrenningsluft til kalsineringssonen, hvorved de varme avgassene fra kalsineringssonen blir ført gjennom forvarmningssonen i den hensikt å forvarme godset.

Anlegg som arbeider etter denne fremgangsmåte må av drifts-årsaker mange ganger bli kjørt med forskjellig effekt (d.v.s.

med forskjellige godsgjennomstrømningsmengder). Til tross for forskjellige godsgjennomstrømningsmengder skal allikevel kjøle-luftmengden holdes tilnærmet konstant for å garantere optimale strømningsforhold og for å unngå en gjennomstrømning av gods ved ikke tilstrekkelig strømningshastighet av kjøleluften. Endringer i godsgjennomstrømningsmengden ved uforanderlig kjøleluftmengde fører nå allikevel til tilsvarende svingninger i temperaturen som godset i kjølesonen blir avkjølt til og derved til uønskede avvik fra optimal verdi for godstemperaturen i varmbriketteringssonen.

Tilsvarende forhold foreligger også ved andre prosesser, hvor en ytterligere varmebehandlingssone (så som en lutingssone)

er koblet til kjølesonen, i hvilke også en konstant godstemperatur skal overholdes ved forskjellige godsgjennomstrømningsmengder.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utvikle

en prosess av den i ingressen i krav 1 forutsatte art slik at det til tross for at kjøleluftmengden holdes konstant ved forskjellig godsgjennomstrømingsmengde oppnås en uforanderlig godstemperatur i varmebehandlingssonen som er koblet etter kjøle-sonen.

Denne oppgave blir i henhold til oppfinnelsen løst ved

det karakteriserende trekk i krav 1.

Ettersom, i overensstemmelse med oppfinnelsen, det i kjølesonen med luftstrøm avkjølte gods blir blandet med en delstrøm ukjølt gods, kan godstemperaturen også ved vekslende godsgjennomstrømningsmengde og konstantholdt kjøleluftmengde holdes på en optimal verdi i varmebehandlingssonen som er koblet etter kjølesonen. For dette formål blir ved nedsettelse av gods-gjennomstrømningsmengden og tilsvarende forsterket kjøling av den gjennom kjølesonen førte godsdelstrøm , en økende større del-strøm av kalsinert gods forbiført kjølesonen ved "by-pass". Hensiktsmessig blir derved blandingstemperaturen av godset (bestående av de to delstrømmene av det kjølte og ikke kjølte gods) målt fortløpende og fordelingen av det kalsinerte gods i begge delstrømmene regulert slik at blandingstemperaturen holdes konstant.

Når det foran ble nevnt en delstrøm ukjølt gods, så er innen oppfinnelsens ramme selvsagt også prosessvarianter tenkelige, ved hvilke det i kjølesonen med kjøleluftstrømmens avkjølte gods blir tilsatt en delstrøm av kun for-kjølt gods. Denne for-kjølingen kan f.eks. utføres i en til kalsineringssonen tilsluttet holde-sone, i hvilken godset f.eks. står i indirekte varmeutveksling med omgivelsene.

Et eksempel på gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er anskueliggjort på tegningen, som viser: Fig. 1: Et skjema for et anlegg for gjennomføring av

fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2: En detalj av anlegg ifølge fig. 1.

Fig. 3 til 6: Diagram for forklaring av oppfinnelsen.

Det fremstilte anlegg for termisk behandling av finkornet gods, som magnesitt eller dolomitt, inneholder en forvarmningssone 1, en kalsineringssone 2, en kjølesone 3, en varmbriketterings-sone 4 og en sintersone 5.

Forvarmningssonen inneholder tre sykloner 6, 7, 8, kalsineringssonen 2, et brennkammer 9, en stigeledning 10 som utgjør den egentlige reaksjonssone, og en utskillelsessyklon 11. Kjøle-sonen 3 er utstyrt med en ventilator 12, som tilfører kjøleluften, en kjøleluftledning 13 og en utskillelsessyklon 14. Varmbriketteringssonen 4 er skjematisk anskueliggjort ved to briketterings-valser 15. Detaljer i sintersonen 5, som eksempelvis består av en rotasjonsovn, er ikke vist på tegningen.

Anleggsdelene i det på fig. 1 viste anlegg er i den an-skueliggjorte form forbundet med hverandre gjennom gods- og gass-ledningene. Kjøleluft tilføres kjølesonen 3 fra ventilatoren 12

og strømmer så som forbrenningsluft til kalsineringssonen 2,

hvis avgasser gjennomstrømmer syklonene i forvarmingssonen 1.

Det ved 16 tilførte gods gjennomstrømmer syklonene 6, 7 og 8 i forvarmningssonen 1, trer så ved 17 inn i stigeledningen 10 i kalsineringssonen 2, som i tillegg blir tilført varmgass fra brennkammeret 9 og/eller brennstoff (ved 18). Det i syklonen 11 utskilte kalsinerte gods kommer via et fordelerorgan 19

(se fig. 2) enten (ledning 20) inn i kjøleluftledningen 13 eller (ledning 21) inn i en utvirvlings-beholder 22, som er tilsluttet den nedre del av utskillelsessyklonen 14.

På denne måten blir en delstrøm (pil 23) av det i kalsineringssonen 2 kalsinerte gods forbikjørt i kjølesonens ,- "by-pass" og blandet med det i syklonen 14 utskilte delstrøm (pil 24) av det avkjølte gods. Denne blandingen skjer i utvirvlings-beholderen 22, som slipper ut godset i den nedre ende (pil 25) .

På denne måten er det mulig også ved variasjoner i den samlede godsgjennomstrømningsmengde og tilnærmet konstant kjøle-luftmengde å holde blandetemperaturen på det i varmbriketteringssonen tilførte gods (pil 25) på en optimal verdi.

I det på fig. 2 illustrerte eksempel er det mellom den nedre ende av utskillelsessyklonen 14 og beholderen 22 en ring-formet avsats. I dette deksel på beholderen 22 er åpningene 26 bestemt for innføring av delstrømmen av ukjølt gods anordnet.

I overgangsområdet mellom utskillelsessyklonen 14 og utvirvlingsbeholderen 22 er videre en sentral, soppformet innbyggingsdel 27 anbrakt, hvis diameter maksimalt er lik diameteren av det nedragende røret 28 i utskillelsessyklonen 14. Tverrsnitts-arealet av den ringformede spalte som omgir inn-byggingsdelen 27, er minst like stort som tverrsnittet av den underste tømningsåpning 29 i beholderen 22.

Istedenfor den på fig. 2 fremstilte konstruktive ut-førelse er det, innenfor rammen av oppfinnelsen, f.eks. også mulig å gi avkall på bruken av en separat utvirvlingsbeholder 22 og å føre delstrømmen av omkjølt gods umiddelbart gjennom

åpninger i den nedre del av utskillelsessyklonen 14 inn i denne. Vesentlig er dog en intim blanding av de to delstrømmene av godset og dermed en vidtgående temperatur-utligning i godset før det når varmbriketteringssonen 4.

Det gjennom oppfinnelsen oppnådde tekniske fremskritt

er forklart nærmere ved hjelp av f.eks. diagrammene på fig. 3 til 6.

Ved eksisterende anlegg blir det kalsinerte gods før til-førselen til varmbriketteringssonen avkjølt ved hjelp av kjøle-luft og utskilt i en syklon. Det gods som kommer ut av kalsineringssonen har f.eks. en temperatur på 1000°C og blir ved hjelp av kjøleluften avkjølt til ca. 500°C.

Nå er imidlertid en minstehastighet av gassen nødvendig

i stigerøret i kjølesonen som fører til utskillelsessyklonen, slik at alt godset omstrømmes av gass og blir ført inn i utskillelsessyklonen. Denne minstehastigheten av gassen er ved en kornstørrelse fra 0 til 1,0 mm på det gods som skal behandles, ca. 10 m/s. Da det ved denne minstehastighet gjerne begynner å danne seg fortettede støvskyer og en delvis nedsynkning eller nedfall av større partikler starter, blir gasshastigheten for normal drift innstilt mest mulig konstant på 16 - 18 m/s. Kjøle-luftmengden som strømningsmedium i kjølesyklonens stigerør kan derfor bare reduseres forholdsmessig lite, ca. 10 - 15%,når godsgjennomstrømningsmengden skal reduseres. Det betyr at ved reduksjon av godsgjennomstrømningsmengden til under 85% av normal-mengden og tilnærmet konstant kjøleluftmengde pr. tidsenhet, synker temperaturen på det avkjølte gods under den nødvendige temperatur.

Er ved 1 00% godsgjennomstrømning godstemperaturen etter kjølesonen 500°C, så innstiller det seg en temperatur på 328°C ved 50% godsgjennomstrømning. Reduserer man også luftmengden til 50% av normal-mengden, resulterer det ved 50% godsgjennom-strømning i en godstemperatur på 490°C, men en strømnings-hastighet i stigeledningen på ca. 8,5 m/s, d.v.s. en verdi ved hvilke en normal drift av anlegget ikke er mulig.

Særdeles tydelig blir denne ulempen ved den kjente prosess hvis temperaturen av det avkjølte gods blir hevet til 700°C eller blir senket til 300°C. Herved erholdes følgende verdier for strømningshastigheten:

Fig. 3 viser hastigheten ved forskjellig gjennomstrøm-ningsmengder (50, 70, 100%) som funksjon av kjølegodstemperaturen. Det vil ses at båndbredden for reguleringsmuligheter er liten. Således kan riktignok under hensyntagen til en maksimal strøm-ningshastighet på 26 m/s og en minimel strømingshastighet på 13 m/s, en kjøletemperatur på 450°C opprettholdes ved reduksjon av kjøleluftmengden og dermed strømningshastigheten, men innstilling av andre temperaturer er bare mulig innenfor snevre grenser. Disse grenser er:

Ved.fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås derimot de på fig. 4 og 5 illustrerte utvidede reguleringsmuligheter i avhengighet av by-pass-mengden mellom de to grenseverdiene for strømningshastigheten fra 13 m/s og 26 m/s, som følger:

Opprettholdelse av en ønsket temperatur på 500°C ved konstant strømningshastighet på 18 m/s er oppnåelig ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (se fig. 6) ved tilblanding av en by-pass-mengde på 0 til 35% av gjennomstrømningsmengden (linje a-b).

En konstant godsuttømningstemperatur på 600°C blir under ellers like betingelser opprettholdt ved en by-pass-mengde på 28 - 49% av den samlede gjennomstrømningsmengde på 100% til 50% (linje c-d).

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for termisk behandling av finkornet gods som gjennomløper en forvarmningssone, en kalsineringssone, en kjøle-sone så vel som minst én ytterligere varmebehandlingssone, hvorved godset i kjølesonen kjøles ved hjelp av en luftstrøm som deretter strømmer til kalsineringssonen som forbrenningsluft, hvis avgasser føres gjennom forvarmningssonen, karakterisert ved at for innstilling av godstemperaturen i varmebehandlingssonen som er koblet etter kjølesonen, blir det i kjølesonen kjølte gods tilblandet en delstrøm av ukjølt gods.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, ved hvilken en delstrøm av det kalsinerte gods tilføres kjølesonen og en ytterligere delstrøm av det kalsinerte gods forbi-føres kjølesonen i "by-pass" og blandes med delstrømmen av det kjølte gods, karakterisert ved at godsets blandingstemperatur måles fortløpende, og delingen av det kalsinerte gods i de to delstrømmene reguleres i den hensikt å holde en konstant blandingstemperatur.

3. Anlegg for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en kjø lesone (3) med en utskillelsessyklon (14), hvorved delstrømmen av. det kalsinerte gods som skal kjøles blir innført i den til utskillelsessyklonen (14) førende kjøleluft-ledning, karakterisert ved at utskillelsessyklonen (14) i den nedre del er utstyrt med åpninger for innføring av del-strømmen av ukjølt gods.

4. Anlegg for gjennomføring av prosessen etter krav 1, omfattende en kjølesone (3) med utskillelsessyklon (14), hvorved delstrømmen av det kalsinerte gods som skal kjøles blir innført iden til utskillelsessyklonen (14) førende kjøleluft-ledning (13), karakterisert ved at det ved den nedre del av utskillelsessyklonen (14) er tilkoblet en utvirvlingsbeholder (22) hvis deksel er forsynt med åpninger (26) for innføring av delstrømmen av ukjølt gods.

5. Anlegg ifølge krav 4, karakterisert ved at i overgangsområdet mellom utskillelsessyklonen (14) og utvirvlingsbeholderen (22) er anordnet en sentral sopp- eller kjegleformet innbyggingsdel (27) , hvis diameter maksimalt er lik diameteren av det nedragende rør (28) i utskillelsessyklonen (14).

6. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at tverrsnittsarealet av den ringspalte som omgir innbygginsdelen (27), er minst like stor som tverrsnittsarealet i den nedre tømningsåpningen (29) i utvirvlingsbeholderen (22).