Opublikowano: 16.Y.1966 51557 KI. 10 b, 1 MKP -e-W-d- cyfol cr/ UKD Twórca wynalazku: dr inz. Henryk Zielinski Wlasciciel patentu: Instytut Chemicznej Przeróbki Wegla, Zabrze (Polska) Sposób tlenowo-termicznej obróbki brykietów, aglomeratów o dowolnym skladzie i wegla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu tlenowo-termicznej obróbki brykietów, aglomeratów o dowolnym skla¬ dzie i wegla w sfluidyzowanym zlozu piaskowym oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Obróbke tlenowo-termiczna stosuje sie w prze¬ mysle koksowniczym przy produkcji brykietów i prowadzi sie ja w temperaturze kilkuset stopni w atmosferze zawierajacej tlen. Obróbka ta ma na celu uchronienie brykietów od spiekania sie w pro¬ cesie koksowania, lub ma na celu uzyskanie paliwa bezdymnego.Wedlug dotychczas znanych sposobów, obróbke tlenowo-termiczna brykietów prowadzi sie w urza¬ dzeniach tunelowych, w szybach, na tasmacn- i rusztach oraz w urzadzeniach zawierajacych sfluidyzowane zloze piaskowe. Do najracjonalniej- szych sposobów nalezy prowadzenie procesu w sflu¬ idyzowanym zlozu piaskowym, poniewaz uzj^skuje sie najwiekszy wspólczynnik przenoszenia ciepla, wymagana jest stosunkowo mala ilosc mechaniz¬ mów oraz z uwagi na bezwladnosc cieplna zloza piaskowego istnieje mozliwosc utrzymania stalych parametrów temperaturowych procesu. Poza tym prowadzenie procesu w sfluidyzowanym zlozu pia« skowym zapewnia pelne bezpieczenstwo ruchu, eli¬ minujace, wzglednie utrudniajace zapalenie sie la¬ twopalnego wsadu.Stosowany dotychczas sposób tlenowo-termicznej obróbki brykietów w sfluidyzowanym zlozu pia¬ skowym polegal na takim utrzymaniu warunków 15 20 hydraulicznych zloza, aby swieze brykiety prze¬ mieszczaly sie wspólpradowo ze zlozem piasko¬ wym na sito rozdzielajace brykiety od piasku, przy czym zawsze piasek musial byc zawracany w in¬ nym ukladzie do ponownego obiegu w urzadze¬ niu. Czynnikiem transportujacym poziomo brykie¬ ty bylo wiec sfluidyzowane zloze piaskowe. Taki sposób oraz urzadzenie do stosowania takiego spo¬ sobu ma jednak szereg wad i niedomagan.Przy zaladunku duzych brykietów o wadze kil¬ kuset gramów lub ciezszych, ponad jeden kilogram, zloze takie pracuje nierównomiernie, a transport poziomy jest trudny lub niemozliwy, poniewaz two¬ rza sie zatory uniemozliwiajace przesuwanie sie wsadu i nosnika piaskowego. Z uwagi na wspól- pradowy ruch zloza piaskowego i wsadu brykieto- wego, istnieja utrudnione warunki regeneracji cie¬ pla, a samo zawracanie piasku do ponownego obie¬ gu jest uciazliwe, skomplikowane i powoduje znacz¬ ne straty cieplne. Brykiety wydostaja sie z urza¬ dzenia majac wysoka temperature procesu i sa chlodzone poza tym urzadzeniem, co znowu ogra¬ nicza wykorzystanie ciepla do tlenowo-termicznej obróbki nowych brykietów. Budowanie specjalnycii wymienników ciepla wykorzystujacych cieplo ze schladzanych woda brykietów jest bardzo kosztow¬ ne i nie zawsze oplacalne, nie dajace pelnego wy¬ korzystania traconego ciepla.Wynalazek ma na celu usuniecie wad i niedo¬ magan dotychczasowych sposobów oraz urzadzen 51557« 3 do tlenowo-termicznej obróbki brykietów w sfluidy- zowanym zlozu piaskowym. Usunieto to dzieki za¬ stosowaniu stacjonarnego sfluidyzowanego zloza piaskowego nie przesuwajacego sie razem z wsa¬ dem w plaszczyznie poziomej oraz dzieki zastoso¬ waniu mechanicznego przemieszczania wsadu w zlozu piaskowym. Takie rozwiazanie umozliwilo podzial zamknietego ukladu na trzy strefy termicz¬ ne procesu oraz umozliwilo skierowanie ruchu ga¬ zowego nosnika sfluidyzowanego zloza piaskowego odwrotnie do kierunku ruchu wsadu brykietowego.Dzieki takiemu sposobowi oraz urzadzeniu, które umozliwia stosowanie tego sposobu, do obróbki tle¬ nowo-termicznej moga byc obrabiane brykiety róz¬ nej wielkosci, przy daleko idacej regeneracji i wy¬ korzystaniu ciepla w ukladzie. Proces podgrzewa¬ nia brykietów, tlenowo-termiczna obróbka oraz schladzanie odbywaja sie w jednym ukladzie zam¬ knietym, co zapewnia korzystny bilans cieplny bez wiekszych strat. Poza tym zastosowane urzadzenie jest proste w wykonaniu i obsludze. N Zgodnie z wynalazkiem, sposób tlenowo-termicz- nej obróbki brykietów w sfluidyzowanym zlozu pia¬ skowym polega w swej istocie na tym, ze obrabia¬ ny wsad przemieszcza sie mechanicznie w jednyi?} ukladzie zamknietym przez strefy podgrzewania, utleniania i chlodzenia w stojacym w miejscu sflu¬ idyzowanym zlozu piaskowym, przy czym wypad¬ kowy ruch gazowego nosnika piasku i wsadu od¬ bywa sie odwrotnie do kierunku ruchu wsadu tak, aby tlenowo-termiczna obróbka, schladzanie pro¬ duktu i regeneracja ciepla odbywaly sie w jednym zlozu piaskowym i jednym ukladzie zamknietym.Do strefy chlodzenia wprowadza sie zimne powie¬ trze utrzymujace zloze piaskowe w stanie sfluidy¬ zowanym i jednoczesnie schladzajace juz obrobiony termicznie wsad, nastepnie po odebraniu ciepla z tego wsadu i podgrzane do temperatury okolo 150°C powietrze to jest wprowadzane w kierunku odwrotnym do ruchu wsadu do komory spalania i czesciowo od dolu do strefy utleniania jako czyn¬ nik podgrzewajacy i jako nosnik zloza piaskowego w tej strefie.Dalszy odwrotny do ruchu wsadu ruch powie¬ trza, jako gazowego nosnika piasku, polega na tym, ze gazy wylotowe z komory utleniania wprowadza sie poprzez dmuchawe do strefy podgrzewania tak, aby z jednej strony utrzymywaly zloze w stanic sfluidyzowanym a z drugiej strony podgrzewaly wstepnie nowo wprowadzony wsad. Przez zastoso¬ wanie mechanicznego przesuwu wsadu oraz stoja¬ cego w miejscu sfluidyzowanego zloza, zloze to mo¬ ze utrzymac stale warunki termiczne stosownie do szczególnych wymagan procesu odbywajacego sie indywidualnie w danej strefie.Utrzymanie w jednym ukladzie zamknietym róz¬ nych lecz stalych temperatur zloza w poszczegól¬ nych strefach procesu jest podstawowa mysla prze¬ wodnia i zalozeniem wynalazku. Wsad w takich warunkach przemieszcza sie przez termicznie przy¬ gotowane juz do procesu zloze danej strefy, co po¬ zwala znacznie skrócic przebieg tlenowo-termicz- nej obróbki. Temperatura zloza piaskowego w po¬ szczególnych strefach jest wyrównywana do wy¬ maganego poziomu przez cieplo odzyskiwane [557 4 z chlodzenia produktu odbywajacego sie w tym sa¬ mym ukladzie zamknietym, straty wyrównywane sa przez cieplo dodatkowe doprowadzane z ze¬ wnatrz. 5 Urzadzenie do stosowania powyzszego sposobu jest uwidocznione schemaytcznie w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym urzadzenie to jest przedstawione w przekroju w plaszczyznie pionowej, wzdluz jego osi podluznej. io Jak uwidoczniono na rysunku, urzadzenie sklada sie z zbiornika 1, wewnatrz którego zgodnie z wy¬ nalazkiem nad sfluidyzowanym piaskowym zlozem 2 jest umieszczony linowy lub tasmowy przenosnik 3. Liny-lub tasma 3a przenosnika 3 sa zaopatrzone 15 w przegubowo zamocowane grzebienie 4 przesuwa¬ jace obrabiany termicznie wsad 5 od zasypowego leja 6 do zsypowego leja 7. Koncowy odcinek 3b przenosnika 3 przy zsypowym leju 7 jest wygiety skosnie do góry, przy przym równolegle do tego 20 odcinka jest umieszczony ruszt 8 tak, aby obrobio¬ ny termicznie i schlodzony produkt 9 zostal wy¬ prowadzony grzebieniami 4 z sfluidyzowanej strefy piaskowego zloza 2 poprzez lej 7 na zewnatrz zbiornika 1 i jednoczesnie zostal oddzielony od pia- 25 sku. Nagromadzony pod rusztem 8 piasek mozna poprzez cure Ib okresowo lub ciagle odprowadzac z powrotem do sfluidyzowanego zloza 2. W zalez¬ nosci od potrzeby ruszt 8 moze byc zaopatrzony w ruchome rusztowiny przesuwajace do góry pro- 30 dukt 9 i odsiewajace piasek. Zbiornik 1 moze byc równiez ustawiony pod odpowiednim katem tak, aby wsad 5 przesuwal sie od zasypowego leja 6 do zsypowego leja 7 nie tylko mechanicznie za pomoca grzebieni 4 przenosnika 3, lecz takze czesciowo pod 35 wplywem grawitacji.Przez zastosowanie odpowiedniego doprowadzenia powietrza i goracych spalin, zbiornik wewnatrz dzieli sie na trzy strefy procesu, na strefe podgrze¬ wania I, strefe utleniania II i na strefe chlodzenia 40 III. Obieg powietrza i spalin odbywa sie w kie¬ runku odwrotnym # do kierunku przesuwania sie wsadu 5 oznaczonego strzalka 16 na rysunku. Wlot powietrza z otoczenia, o temperaturze okolo 20°C odbywa sie poprzez dmuchawe 11, rure 12 i dno la 45 zbiornika do strefy chlodzacej III. Powietrze to spelnia trzy zadania, z jednej strony jest nósnikterr sfluidyzowanego piaskowego zloza 2, a z drugiej strony chlodzi obrobiony termicznie produkt pro¬ cesu, oraz odbiera cieplo ze schladzanego produktu 50 aby oddac go dalej na potrzeby procesu. Nagrzane do okolo 150°C powietrze kierowane jest rura 13, poprzez dmuchawe 14 i rure 15 do strefy utleniaja¬ cej II. Poprzez te sama pompe 14, rure 15 sa takze doprowadzane gorace spaliny o temperaturze okolo 55 600°C z komory spalania 16 tak, ze doprowadzana rura mieszanka powietrzno-spalinowa ma potrzeb¬ na temperature w granicach 350°C. Wprowadzana mieszanka rura 15 jest nosnikiem piaskowego zlo¬ za 2 i jednoczesnie wyrównuje jego temperature do 60 wielkosci wymaganej w strefie utleniania II. Ze strefy utleniania II po oddaniu czesciowo ciepla, mieszanka majac temperature okolo 250°C przeply¬ wa rura 17 poprzez dmuchawe 18 do komory pod¬ grzewania I gdzie jest nosnikiem piaskowego zloza 65 2 w tej strefie i jednoczesnie podgrzewa to zloze5 51 557 6 a razem z nim podgrzewa wprowadzany poprzez zasypowy lej 6 surowy wsad 5. Wreszcie ze strefy podgrzewania I mieszanka spalinowo-powietrzna o temperaturze 150°C jest wprowadzana czesciowo rura 19 z powrotem do obiegu poprzez komore spa- 5 lania 16, a jej nadmiar rura 20 odplywa do atmo • sfery. PL