PL54633B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 12. II. 1963 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 5, II. 1968 54633 KI. 40 a, 19/06 MKP C 22 b UKD 669. 531. 2 Twórca wynalazku: Ernst Preiss Wlasciciel patentu: Genie Metallurgiaue et Chimiaue S. A., Bruksela (Belgia) Piec z poziomymi muflami do otrzymywania cynku przez redukcje tlenkowych zwiazków cynku Najczesciej stosowany obecnie sposób otrzy¬ mywania cynku, polega na reakcji wymiany tlen¬ ku cynku z weglem, w poziomych lub pionowych retortach, które stanowia baterie wchodzaca w sklad pieca, a nastepnie skraplaniu cynku za¬ wartego w odchodzacych gazach, w poszczegól¬ nych skraplaczach, przy czym kazdej retorcie przyporzadkowany jest oddzielny skraplacz.Aby zmniejszyc duzy naklad potrzebnej apara¬ tury, proponowano juz, aby w czesci czolowej pieca wyposazonego w baterie poziomych mufli, umiescic jedna wspólna dla wielu mufli komore zbiorcza gazów stanowiaca zarazem komore kon¬ densacyjna, której jedna sciana utworzona jest przez . sama czesc czolowa pieca. Wskutek tego powstaja jednak nagle róznice temperatur miedzy pewnymi strefami komory kondensacyjnej, z któ¬ rej odprowadzane jest cieplo. Piec ten nadaje sie glównie do wytwarzania stosunkowo malych ilosci cynku, gdyz na plynnym cynku w rynnie zbior¬ czej komory kondensacyjnej, tworzy sie warstewka zanieczyszczen, która musi byc zestalana, co przy dlogosoiach rynny rzedu 5 do 7 metrów zwiazane jest z duzymi trudnosciami.Inny znany piec posiada w swej czesci czolowej zbiornik na gazy odlotowe, wspólny dla pewnej liczby poziomych mufli, w którym to zbiorniku utrzymywana jest temperatura wyzsza od tempe¬ ratury skraplania par cynku, przy czym zbiornik ten jest polaczony z niezaleznym od pieca skra- 10 19 20 placzem, do którego dolaczony jest uklad oczysz¬ czania gazu. W mniejszych jednostkach pieco¬ wych, wymagajacych tylko dwóch podpór ze¬ wnetrznych w czesci czolowej pieca, przy takiej konstrukcji wystarczy tylko jeden zbiornik. Przy wiekszych jednostkach, które poza zewnetrznymi podporami wymagaja jeszcze licznych podpór po¬ srednich, istnieje (N — 1) zbiorników, z których kazdy jest polaczony z wlasnym skraplaczem, przy czym N oznacza tu ilosc podpór posrednich.Przy takiej konstrukcji pieca mozna wprawdzie uzyskac pewna oszczednosc drogich skraplaczy jednakze w praktyce piec ten posiada stosunko¬ wo mala pojemnosc. Potrzebne skraplacze sa zwykle tak duze, ze zajmuja przed czescia czo¬ lowa pieca zbyt wiele miejsca, przy czym przy pracach manewrowych nie mozna ich usunac, co utrudnia i podraza te prace.Znany jest równiez piec posiadajacy w czesci czolowej pojedyncze, male i oddzielone od siebie komory zbiorcze gazów, z których kazda nalezy do jednej tylko lub do kilku zaledwie mufli, przy czym komory te sa polaczone z jednym lub kil¬ koma glównymi zbiornikami. Umozliwia to opróz¬ nianie i ladowanie mufli kolejno po sobie, co pozwala na ciagla prace pieca. Rozwiazanie to, z róznych praktycznych wzgledów nie znalazlo jednak zastosowania w praktyce. Zasadnicza trudnosc sprawia tu uzyskanie gazoszczelnosci ruchomych czesci sluzacych do podlaczania prze- 5463354633 3 15 20 25 30 wodów laczacych poszczególne komory ze zbiorni¬ kami glównymi, przy wysokich temperaturach powyzej 900° i to w obecnosci par metalicznego cynku. Przede wszystkim jednak konstrukcja taka nadaje sie tylko dla pieców o stosunkowo malej 5 pojemnosci, gdyz stosowane dotychczas skraplacze dla pieców z poziomymi muflami, musialyby miec zbyt duze wymiary.Wynalazek stawia sobie za zadanie usuniecie wad znanych dotychczas pieców i zwiekszenie ich wydajnosci, przy czym dokonuje sie tego przez wspólne odprowadzanie i skraplanie mieszaniny gazów i par wychodzacych z poziomych mufli pieca cynkowego. Okazalo sie, ze w piecach z po¬ ziomymi muflami wedlug wynalazku za pomoca jednego urzadzenia ssacego, mozna wzdluz calej czesci czolowej pieca stanowiacej zbiornik gazowy uzyskac odciaganie zupelnie równomiernego stru¬ mienia gazów zawierajacych pary cynku. W tym celu, pojedyncze tak zwane komory stanowiace zbiornik gazu oddzielone od siebie przez boczne podpory pieca, nalezy polaczyc ze soba za po¬ moca kanalów laczacych, wykonanych w tych podporach. Kanaly te powinny posiadac dostatecz¬ nie male wymiary, aby wytrzymalosc podpór byla wystarczajaca. W ten sposób do jednego wspólne¬ go urzadzenia skraplajacego, mozna doprowadzic, zawierajace cynk, gazy muflowe z pieca zlozonego na przyklad z 100 do 200 mufli z których kazda ma pojemnosc 80 do 100 litrów.W zwiazku z tym, glównym nierozwiazanym dotychczas problemem bylo odprowadzanie cie¬ pla z gazów zawierajacych pary cynku. Wszyst¬ kie dotychczas stosowane do tego celu skrapla- 35 cze jak skraplacze plytowe, rurowe i inne, nie nadaja sie ze wzgledu na zbyt duze wymiary, a równiez dlatego, ze przy tak duzych ilosciach gazu nie zapewnilyby równomiernego skraplania.Wedlug wynalazku stosuje sie znany skraplacz, 4rt który dotychczas stosowany byl tylko do skrapla¬ nia gazów zawierajacych pary cynku, wytwarza¬ nych w piecach szybowych lub w piecach z mu¬ flami pionowymi, przy czym przy stosunkowo bardzo malych rozmiarach, skrapla on zupelnie 45 calkowita zawartosc cynku, w przerabianych bar¬ dzo duzych ilosciach gazu. Stosowany skraplacz dla pieców wedlug wynalazku jest znanym skra¬ placzem rozpryskowym, który za pomoca zanu¬ rzajacego sie w kapieli cynkowej kola lopatko- go wego rozpyla strumien plynnego cynku kierujac go skosnie do góry, przy czym przez ten roz¬ pylony strumien, przeprowadzane sa za pomoca dmuchawy gazy zawierajace pary cynku. Cieplo utajone gazów wyzwalajace sie przy skraplaniu 5g odprowadzane jest przez chlodzenie plynnej ka¬ pieli. < Przy zachowaniu wlasciwych warunków pracy, przy których najwazniejsza jest ilosc plynnego cynku wyrzucana do góry w jednostce czasu go oraz predkosc skraplania w skraplaczu, skraplacz ten moze nie tylko skroplic cala zawartosc cynku istniejaca w gazach wytworzonych w piecu o dowolnie duzej liczbie mufli, lecz posiada jesz¬ cze tak duza rezerwe wydajnosci, ze obciazenie 65 pieca nie jest jak dotychczas zalezne od maksymal¬ nej ilosci cynku, mozliwej do skroplenia w jedno¬ stce czasu. Wedlug wynalazku mozna wiec do mufli zaladowywac wiecej cynku niz dotychczas. Dotych¬ czas górna granica zaladowania mufli wynosila okolo 550 g cynku na litr jej pojemnosci, a obec¬ nie w piecu wedlug wynalazku mufle mozna obciazac iloscia okolo 700 g cynku na litr obje¬ tosci mufli. Granica obciazalnosci mufli w piecu wedlug wynalazku, zalezna jest w praktyce glów¬ nie od ilosci ciepla jaka trzeba dostarczyc do pieca w jednostce czasu, która to ilosc zalezy przede wszystkim od wytrzymalosci termicznej ma¬ terialu mufli. Poniewaz ilosc ciepla dostarcza¬ nego w jednostce czasu do mufli moze byc zwie¬ kszona w praktyce tylko przez podwyzszenie temperatury gazu ogrzewajacego, wiec granica ta okreslona jest przez temperature gazu, przy której mufla nie ulega jeszcze zniszczeniu ale ulega wygieciu.Gdy mufle wykonane sa z materialu o wyso¬ kiej ognioodpornosci, obciazenie mufli moze ulec dalszemu zwiekszeniu. Szczególna zaleta pieca wedlug wynalazku polega na znacznym zmniejsze¬ niu zgarów cynku w odbieralnikach, co umozli¬ wia dalsze zwiekszenie przerobu cynku. Podczas skraplania w poszczególnych skraplaczach oko¬ lo 15% wagowych cynku musialo byc odprowa¬ dzane jako zgar do nastepnego wsadu, natomiast w piecu wedlug wynalazku udzial tych odpadów wynosi 3 do 6% wagowych wsadu.Wynalazek zostanie wyjasniony na podstawie przykladu uwidocznionego na rysunku.Na fig 1. jest przedstawiony perspektywiczny cze¬ sciowy widok jednej strony pieca z umieszczonym obok skraplaczem rozpryskowym, na fig. 2 — wi¬ dok pionowego przekroju poprzecznego pieca przez rzad mufli przed jedna ze scian wsporczych a na fig. 3 jest przedstawiony poziomy czesciowy przekrój poprzeczny pieca przez rzad mufli.Piec 1 zawiera z kazdej strony 108 poziomych mufli 2 (kazda o pojemnosci 81 litrów) umiesz¬ czonych w trzech rzedach jedna nad druga.Wspólny dla calego pieca zbiornik 3 gazu ogra¬ niczony jest od góry przez przedluzenie 4 skle¬ pienia, z dolu przez spód 5 pieca a z przodu przez sciane zamykajaca 6 bedaca izolatorem cie¬ plnym. Podpory 7 wykonane sa z materialu ognio¬ odpornego i stoja w odstepach co 2 m. Sciany podpierajace ograniczajace piec od zewnatrz maja grubosc okolo 50 cm. Nastepnie ida podpory boczne o wymiarach okolo 25 cm X 65 cm, które sie¬ gaja do czola pieca oraz sciany wsporcze o gru¬ bosci okolo 50 cm siegajace do wnetrza pieca.Podpory boczne wewnetrzne posiadaja kanaly 8 o wysokosci okolo 80 cm i szerokosci okolo 20 cm laczac ze soba poszczególne komory 9a, 9b i na¬ stepne komory, przy czym wymiary kanalów 8 sa niewielkie w porównaniu do rozmiarów calych podpór 7. W kazdej komorze znajduje sie osiem¬ nascie mufli. Sciana zamykajaca 6 podnoszona jest na przyklad za pomoca dzwigu 11 przesuwanego na suwnicy nadziemnej 10, co umozliwia usunie¬ cie z mufli popiolu oraz ponowne ich napelnienie.Piec ma dlugosc okolo 12 m. Zbiornik 3 gazu54633 5 6 utworzony przez polaczone komory 9a, 9b i na¬ stepne komory jest w koncowej czesci polaczony przewodem 12 z umieszczonym obok pieca skra¬ placzem rozpryskowym 13 o dlugosci 2,6 m, sze¬ rokosci 1,68 m i wysokosci 2,42 m. Kapiel cynko¬ wa w skraplaczu zajmuje dlogosc okolo 0,86 m, szerokosc okolo 0,56 m i wysokosc okolo 0,4 m.Calosc kapieli cynkowej wazy okolo 5500 kg a temperatura jej wynosi okolo 500°C. Gaz wyciagany przewodem 12 ze zbiornika 3 zawiera okolo 40 do 45% wagowych cynku i przy wejsciu do skraplacza ma temperature 800 do 850°C. Po¬ zbawiony cynku gaz odlotowy ze skraplacza, za¬ wierajacy tlenek wegla, którego temperatura przy koncu procesu redukcyjnego spada z 500°C na 430°C, doprowadzany jest za pomoca nieuwido- cznionej dmuchawy do paleniska pieca. Skraplacz rozpryskowy pracuje w ten sposób ze wyrzuca do góry na wysokosc okolo 50 cm 200 kg plynnego cynku na minute. Glówne obciazenie skraplacza nastepuje 4 do 8 godzin po uruchomieniu urza¬ dzenia i wynosi okolo 300 kg cynku na godzine, a nastepnie zmniejsza sie powoli az do zakoncze¬ nia cyklu roboczego.. W zbiorniku 3 utrzymywane jest cisnienie wynoszace 1 do 1,5 mm slupa wody a przy wyjsciu ze skraplacza cisnienie to wnosi ± 0.Maksymalna temperatura gazu w piecu wynosi po stronie grzejnej 1300°C. Calkowity wsad pieca sklada sie z mieszaniny zlozonej z 9,57 t. tlenków o zawartosci cynku okolo 64% wagowych i z 2,51. antracytu, co daje ladunek przypadajacy na jedna mufle 111,6 kg lub 56,7 kg cynku z kazdej mufli.Caly cykl roboczy przeprowadza sie w zwykly sposób tak, azeby lacznie z usuwaniem pozosta¬ losci poprzedniego wsadu i zaladunkiem naste¬ pnego, zakonczony byl w ciagu 24 godzin. Cal¬ kowity uzysk cynku wynosi 5,76 t. co odpowiada wydajnosci 94% wagowych.Ilosc resztek cynku pozostalych w urzadzeniu stanowiacych zgar, wynosi okolo 230 kg, to zna¬ czy 4% wagowych uzyskanej ilosci cynku. Odpad ten przy sposobach stosowanych dotychczas wy¬ nosil okolo 15% wagowych. Zuzycie oleju opalo¬ wego przy sposobie wedlug wynalazku wy¬ nosi 6 t/godz., a przy skraplaniu w oddzielnych skraplaczach wynosilo 8 t/godz.Miedzy skraplacz; 13 i wejscie przewodu 14 do paleniska pieca, mozna wlaczyc urzadzenie do oczyszczania gazu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Piec z poziomymi muflami do otrzymywania cynku przez redukcje tlenkowych zwiazków cyn¬ ku, posiadajacy w czole zbiornik gazu, zaopatrzony w wewnetrzne boczne podpory, przy czym w zbior¬ niku tym utrzymywana jest temperatura wyzsza od temperatury skraplania par cynku a zbiornik ten polaczony jest ze skraplaczem par cynku, zna¬ mienny tym, ze wewnetrzne boczne podpory (7) posiadaja co najmniej jeden kanal (8) laczacy ko¬ more (9a) z komora (9b), przy czym koniec zbior¬ nika gazu (3) polaczony jest przewodem (12) ze znanym skraplaczem rozpryskowym (13), w którym plynna kapiel cynkowa jest rozpylana i kiero¬ wana do góry, a przez nia przeprowadzane sa za pomoca dmuchawy gazy, zawierajace pary cynku. 10 15 20 25 30KI. 40 a, 19/06 54633 MKP C 22 b Fig.3 i»//»i/»i»»»»M)ir BSW „Prasa", Wr. Zam. 3478/67. Naklad 280 egz. PL