PL1338B1 - Sposób i urzadzenie do wykorzystania siarki, zawartej w zuzlu wielkopiecowym. - Google Patents

Description

Siarka, zawarta w zuzlach z wielkich pieców szybowych w postaci siarczków, a glównie siarczku wapniowego, nie bywa do¬ tychczas wykorzystywana, przez co wiele sie traci.Niniejszy wynalazek zajmuje sie sposo¬ bem wykorzystania tej siarki, który polega na tern, ze siarke, zawarta w roztopionych zuzlach w postaci siarczków, przemienia sie przez utlenienie zapomoca pradu powie¬ trza albo tez odpowiednich zwiazków che¬ micznych, jak np. siarczan wapniowy, lub tez przez kombinowane zastosowanie obu srodków w kwas siarkawy, który dalej przerabia sie na artykuly uzywane w han¬ dlu, w pierwszym rzedzie na kwas siar¬ kowy.Wydobywanie kwasu siarkowego z dwu¬ tlenku siarki, otrzymanego przez utlenienie z zuzli wielkich pieców szybowych, nietyl- ko ma duze znaczenie gospodarcze, pozwa¬ lajac wyzyskac duze wartosci, które do¬ tychczas szly na marne, ale takze ma te za¬ lete, ze kwas siarkawy, wytworzony z zuz¬ li, nie zawiera arsenu, który, jak wiadomo, przy wydobywaniu siarki z blend i pirytów daje sie we znaki i oprócz tego obniza war¬ tosc handlowa produktu, Arsen bowiem la¬ czy sie z zelazem w wielkim piecu tak, ze zuzle sa wolne od niego.W celu utleniania zapomoca powietrza mozna gorace plynne zuzle puscic przez dluga kryta rynne, a w przeciwnym kierun¬ ku najlepiej w stanie silnie rozgrzanym prowadzic slaby prad powietrza, które, od¬ dajac tlen, utlenia siarczek wapniowy iwzbogaca sie utworzonym dwutlenkiem siarki.Energiczniejsze utlenianie siarczków mozna osiagnac, przedmuchujac przez moz¬ liwie goracy plynny zuzel silnie ogrzane po¬ wietrze atmosferyczne w cienkich strumie¬ niach.Znanym jest sposób pozbywania sie siar¬ ki z j)lynn^go jzuzla zapomoca utleniania pircedm^^wafieta powietrzem. Przedmu¬ chiwanie powietrza zastosowywano jednak glównie w celu granulowania zuzla, aby uzyskac matenjal na cement zuzlowy. Przy- tem wdmuchiwano powietrze silnym i wiel¬ kim strumieniem, aby z jednej strony zuzel silnie wzburzyc, co jest potrzebnem do gra¬ nulowania, z drugiej strony, aby utleniania tlenków metali, jak tlenek manganowy, zbytnio nie przedluzac. Równiez do silnego chlodzenia zuzla, jakie jest potrzebne do przerobienia go w stezaly produkt granu¬ lowany, potrzeba wielkiej ilosci powietrza.Jednak wskutek wielkiej nadwyzki po¬ wietrza bylby w tern sposób otrzymywany gaz, zawierajacy dwiutlenek siariki, nie¬ zdatny do przeróbki go na produkty siarki, jak np. kwas siarkowy.W przeciwienstwie do tego wdmuchuje sie przy niniejszej metodzie pracy powie¬ trze tylko w takich ilosciach — i to rozdzie¬ lone na cienkie strumienie — ze siarczek wapnia utlenia sie, natomiast niskoutlenio- ne tlenki metali nie ulegaja silniejszemu utlenianiu. Chodzi wiec o to, aby ilosc uzy¬ tego powietrza dobrac stosownie do zawar¬ tosci siarczku wapniowego w zuzlu, Przy- tem przedmuchiwanie powietrza nie powo¬ duje tezenia zuzla, jak to sie dzieje przy znanym sposobie, lecz cieplo zawarte w zuzlach wyzyskuje sie z korzyscia do prze¬ prowadzenia zamierzonej reakcji, przyczem jednak zuzel pozostaje w stanie tak rzadko plynnym, ze praca wielkiego pieca nie ule¬ ga zadnej zmianie.Oba sposoby utleniania zapomoca powie¬ trza, prowadzonego ponad zuzlem, wzgled¬ nie przedmuchiwanego przezen, mozna tez polaczyc, pnwadzac prad goracej miesza¬ niny gazów, otrzymanej przez przedmuchi¬ wanie powietrza przez zuzel naprzeciwko plynnego zuzla wyplywajacego z pieca.Przy trafnem regulowaniu doplywu powie¬ trza otrzymuje sie przytem mieszanine ga¬ zów, zawierajaca cztery do pieciu procent objetosci dwutlenku siarki, przy wystarcza¬ jacej nadwyzce tlenu i zawartego poczatko¬ wo w powietrzu azotu; mieszanina ta na¬ daje sie doskonale do wynobu bezwodnika kwasu siarkowego dymiacego lub zwyklego kwasu siarkowego wedle znanych metod technicznych. Przez wzbogacenie powietrza w tlen mozna oczywiscie zawartosc kwasu siarkawego w mieszaninie gazów dowolnie podniesc.Jak juz wyzej powiedziano, mozna utle¬ nienie siarki siarczków, zawartej w zuzlach, osiagnac takze przez dodanie chemicznych polaczen, które przy omówionych warun¬ kach oddaja tlen. Do nich naleza w pierw¬ szym rzedzie siarczany alkaljów ziemnych, przedewszystkiem wapnia i magnezu.Zwiazki te nalezy najprzód zupelnie od¬ wodnic, poczem dodaje sie je w stanie sil¬ nie rozgrzanym lub naw^t pllynnym do zuz¬ li. Chcac wprowadzic siarczan wapniowy do zuzli w stanie roztopionym, dodaje sie do niego topniki, jak np. chlorek sodowy, fluorek wapniowy lub t, p. Przy uzyciu chlorku sodowego wystarczy dodanie 5%, co umozliwia stopienie siarczanu wapnio¬ wego w temperaturze jasnej czerwieni.Reakcja, odbywajaca sie w roztopionym krzemianie, odpowiada mniej wiecej na¬ stepujacemu wzorowi: CaS + 3 CaS04 + 4 CaStO^ = = 4 Ca2Si04 + 4 S02.W miejsce kwasu krzemowego mozna takze wapien, zawarty w siarczku i siarczanie so- — 2 —dowym, zwiazac czesciowo lub zupelnie z glinka.Zaleznie od skladu zuzli moze byc po¬ zadanem przeprowadzenie utlenienia juz- to zapomoca powietrza, juzto utleniaja* cyoh 'domieszek, albo wreszcie przy uzy¬ ciu równoczesnym obu sposobów. W tym ostatnim przypadku mozna utlenienie za¬ pomoca powietrza przeprowadzic równo¬ czesnie z utlenieniem zapomoca domieszek albo po tern ostatniem. Uchodzenie dwu¬ tlenku siarki uwolnionego z plynnej masy wspiera mieszanie, które mozna przeprowa¬ dzic juzto mechanicznie, juzito wdmuchu¬ jac rozgrzane powietrze. Jezeli sie uzywa do mieszania powietrza, nalezy jego ilosc tak dobrac, azeby procent dwutlenku siar¬ ki, zawartego w mieszaninie gazów, nie spadl ponizej 4 do 5%! obj.Nastepujacy przyklad objasni sposób pracy przy utlenianiu zapomoca powietrza.Przy wytwarzaniu szarego surowca z mine¬ ty otrzymano zuzel o nastepujacym skla¬ dzie: Si02 = 37,1%; Al203 = 9,2%; Mg0^1,9%; CaO=38,5%; MnO = 0,7%; FeO = 0,4%; CaS =4,1%.Stopien nakrzemienienia wynosi 1.0.Przy przedmuchiwaniu przez taki zuzel 121 m3 powietrza na kazda tonne zuzla i przy dodawaniu do tak powstalego gazu dalszych 42 m3 powietrza otrzymuje sie z kazdej tonny zuzla 157.28 iu3 mieszaniny gazów, skladajacych sie z 8.12% obj. S02, 9.6% obj. 0 i 82.19% obj. N. Mieszanina ta nadaje sie doskonale do wyrobu kwasu siarkowego.Przyklad wykonania sposobu utleniania zapomoca siarczanu wapiniowego. Wielkie piece dolnoirensko-westfalskie dostarczaja przy pracy na bialy surowiec zuzel o naste¬ pujacym skladzie przecietnym: S£02=34% ; AI203 = 7%; MgO =6%; CaO = 41%; MnO = 4% ; FeO = 1 % ; CaS=3%. Sto¬ pien nakrzemienienia wynosi 1,0.Kazda tonna zuzla zawiera 30 kg CaS, co wymaga do zupelnego utlenienia dodania 165.8 kg wolnego od wody gipsu, stopione¬ go z dodatkiem 8.5 kg chlorku sodowego.Po ukonczeniu zgrubsza wytwarzania ga^ zów przedmuchuje sie przez mieszanine 425 m3 powietrza o wysokiej temperaturze, przyczem z jednej strony mase sie miesza, z drugiej strony wprowadza sie w miesza¬ nine gazu odpowiednia ilosc tlenu. Kazda tonna zuzli daje w tym przypadku 500 m3 mieszaniny gazów, skladajacej sie mnieij wiecej z 15% obj, S021 17.85% obj. O i z 67.15% obj. N. Te mieszanine mozna wprost przerabiac na kwas siarkowy, albo tez, jezeli zastosowana metoda tego wyma¬ ga, najprzód rozcienczyc jeszcze zaptamo^ ca powietrza.Zuzel, pozbawiony czesciowo albo zupel¬ nie zapomoca powyzszego procesu siarki, nadaje sie do fabrykacji welny zuzlowej, cementu zuzlowego albo podobnych wyro¬ bów.Przedmuchiwanie powietrza mozna u- skutecznie w wielkiej kadzi zuzlowej, na która w czasie utleniania naklada sie po¬ krywe zaopatrzona w rure zanurzajaca sie i odprowadzenie gazu, albo w jednej lub kilku skrzyniach zuzlowych wbudowanych w rynne zuzlowa, przez które zuzel wciaz przeplywa. Jako przyklad wykonania jest przedstawione na rysunku urzadzenie o- statniego rodzaju, na którym przedstawia: fig. 1 — przekrój podluzny, fig. 2 —- prze^ krój wedle linji 2—2 fig. 1, fig. 3 — prze¬ krój wedle linji 3—3 fig. 1 przez dolna czesc wanny zuzlowej, fig. 4 — widok zprzodu na -drzwi umieszczone po stronie wyplywu, fig. 5 — przekrój poziomy do tego.Wlasciwa wanna zuzlowa sklada sie z pewnej ilosci ksztaltówek a, b, c, z zelaza hematytowego. Czesc a laczy sie bezposred¬ nio z otworem d, dopirowaidzajacym zuzel, zapomoca rynny e. Czesc ta jest podobnie jak czesci b wykonana rynnowato i wznosi — 3 —sie w tylnej czesci skosniedo otworu doply¬ wowego za!)ace sciany boczne rynnowatych czesci b ku górze. W przedniej scianie wanny po¬ kryte! sklepieniem f znajduja sie drzwi g z dziura zatykowa hi laczaca sie z nia ryn¬ na spustowa i. Drzwi te sluza do wyprza- tania nagromadzajacej sie skorupy zuzlo¬ wej. Maja one stozkowe gniazdo i wchodza mozliwie gleboko w sciane przednia, aby skorupa zuzlowa tworzaca sie przy nich nie stawala sie zbyt gruba. Celem szczelnego docisniecia drzwi do gniazda przewidziano podwójne zamkniecie klinowe k. Nad drzwiami znajduje sie otwór sciekowy zuzla /, w który wsadzono rynne scieko¬ wa m. Dino teij rynny podnosi sie na- zewnaArz skosnie az do pewnego punk¬ tu, który lezy nieco nizej, anizeli gór¬ na granica scieku n. Róznice wysokosci wypelnia odplywajacy zuzel tak, ze otwór zamyka sam zuzel, nie dajac dostepu po¬ wietrzu atmosferycznemu. Podobnie znaj¬ duje sie otwór doplywowy d w takiej wy¬ sokosci, ze zuzel zawarty w piecu zamyka go stale.W obu scianach bocznych czesci rynno- watych b umieszczono czesci dyszowe n, z których kazda posiada 3 szeregi w ksztal¬ cie szpar wyksztalconych dysz o. Dysze zwezaja sie w znany sposób z zewnatrz do wewnatrz. Poszczególne dysze skladaja sie ze szpar, które wedle doswiadczen prak¬ tycznych powinny miec u wewnetrznego wylotu okolo 60 mm (dlugosci i 3 do 4 mm szerokosci. Te dysze sa nachylone z ze- winatrz do wewnatrz pod katem okolo 30° tak, ze powietrze wychodzace z nich idzie skosnie nadól.To Urzadzenie umozliwia energiczny wplyw na zuzel, który pod wplywem po¬ wietrza wchodzacego z obu stron silnie sie burzy i, wskutek: kierunku strumieni powie¬ trza skosnie nadól, burzy sie takze i na dnie wanny tak!; ze nie moze sie tam utworzyc skorupa stezalego zuzla. W razie umie¬ szczenia dysz w dnie wanny nietylko ucho¬ dzilyby banki powietrza wprost, nie wywo¬ lujac silniejszego wzburzenia zuzla, ale w miejscach pustych pomiedzy dyszami osa¬ dzalby sie zuzel tak silnie, ze wreszcie za¬ roslyby ujscia dysz, wskutek czego dalsza praca stalaby sie niemozliwa. Dla dopro¬ wadzenia powietrza do dysz przewidziarib skrzynki powietrzne w pustych czesciach wanny. Te skrzynki powietrzne ciagna sie naogól przez cala dlugosc i wysokosc cze¬ sci wanny, które wskutek tego doznaja chlodzenia tak, ze stopienie sie czesci zro¬ bionych z zelaza hematytowego nie zacho¬ dzi, natomiast doprowadzane powietrze o- ^ewa. sie w ten sposób. W scianach ze¬ wnetrznych skrzynek powietrznych przewi¬ dziano otwory q zamykane pokrywami p, przez iktóre mozna czyscic dysze o z ze¬ wnatrz.Czesc przednia /—l sklepienia wanny daje sie obracac wgóre naokolo zawiasy r, w celu udostepnienia wanny.Wedlerysunku sluzy do podniesienia linka s, owinieta nao¬ kolo bebna windy /. Gazy wywiazujace sie z zuzla w wannie uchodza przez ujjscie u, które ciagnie sie naokolo tylnego konca sklepienia powalowego) f przedluzonego po¬ za strefe decia. Ujscie to jest przez to o- chronione od zuzla rozpryskujacego sie w strefie decia, któryby je powoli zatkal. PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wykorzystania zawartej w zuzlu wielkopiecowym siarki, znamienny tern, ze przerabia sie kwas siarkawy, uzy¬ skany przez utlenianie siarki siarczkowej roztopionego w ogniu zuzla, na handlowe produkty siarki.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze doprowadza sie do dzialania na zu¬ zel powietrze w takiej ilosci, ze wytwarza sie mieszanina gazów o tak wysokim pro- — 4 _; cencie kwasu siarkawego, ze nadaje sie ona do przerobienia na produkty siarki.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny i lem, ze utlenianie siarki siarczków odbywa sie przy pomocy odpowiednich zwiazków ! chemicznych, jak np. siarczan wapniowy.
4. 4. Sposób pracy wedlug zastrz. 3, zna¬ mienny tern, ze wprowadza sie materjal -utleniajacy do roztopionego zuzla w stanie silnie podgrzanym albo roztopionym.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 3 i 4, zna¬ mienny tern, ze do roztopionego zuzla wprowadza sie ilosc materjalu utleniajace¬ go, niewystarczajaca do utlenienia zawar¬ tych w nim tlenków, i ze wspiera sie utle¬ nianie zapomoca rozgrzanego powietrza, oddalajac w ten sposób równoczesnie gazy z roztopionej masy.
6. 6. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1, 2 i 5, znamiennie tern, ze w rynne zuzlowa wbudowano jedna albo kilka sklepionych skrzyn zuzlowych urza¬ dzonych do przedmuchiwania powietrza, przez które plynie roztopiony zuzel i z któ¬ rych odprowadza sie kwas siarkawy do u- rzadzenia przerabiaj acego.
7. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 6, zna¬ mienne tern, ze uzyto wanny, przez która ciagle przeplywa zuzel, a wzdluz scian bocznych której umieszczono dysze do przedmuchiwania powietrza przez zuzel w kilku rzedach.
8. 8. Urzadzenie wedlug zastrz, 6 i 7, znamienne tern, ze otwór doplywowy i od¬ plywowy lezy ponizej zwierciadla plynu oznaczonego przez przelew, lezacy ze¬ wnatrz otworu odplywowego tak, ze wanna jest nazewnatrz zamknieta i wyjecie gazu moze sie odbywac tylko przez przeznaczo¬ ne do tego ujscie.
9. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 8, znamienne tern, ze do otworu odplywowego dolaczono rynne pietrzaca, której dno wznosi sie w kierunku przelewu.
10. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tern, ze dysze umieszczone w dol¬ nej czesci scian bocznych wanny skierowa¬ ne sa ku dolowi.
11. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tern, ze dysze wychodza z komór powietrza rozciagajacych sie na cala pra¬ wie wysokosc i dlugosc czesci rynnowych, stanowiacych dno i dolna czesc scian wanny. 12, Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 11, znamienne tern, ze przedluzono sklepienie powalowe wanny poza strefe decia ku tylo¬ wi, przez co kanal wylotowy gazów chro¬ niony jest ód zatkania przez zuzel, pryska¬ jacy w strefie decia. Ludwig Heinrich Diehl. Zastepca: Inz. Cz. Raczynski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 1338* ^k Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL