PT101874B

PT101874B - Processo e aparelho para alimentar gas reaccional e solidos

Info

Publication number: PT101874B
Application number: PT101874A
Authority: PT
Inventors: Keikki Olavi Savolainen; Tuevo Pekka Tapio; Ilkka Veikko Kojo; Francisco Miralles; Enrique Delgado; Patricio Barrios
Original assignee: Outokumpu Eng Contract
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1998-12-31
Also published as: AU711783B2; CN1104620C; PT101874A; AU5081996A; FI98071C; PL185486B1; DE19618845A1; US5674310A; PL314381A1; FI952492A0; CA2177121A1; FI98071B; CN1144323A; CA2177121C; JPH08313174A

Description

DESCRIÇÃO ‘ PROCESSO E APARELHO PARA ALIMENTAR GÁS REACCIONAL E SÓLIDOS *

A presente invenção refere-se a um processo e a um aparelho para alimentar gás reacctonal e solidos a um fomo de fusão em suspensão, de tal maneira que a velocidade de passagem do gás reaccional seja ajustada por meio de elementos de ajustamento instalados na conduta do gás reaccional, essencialmente próximo da junção da conduta de gás reaccional e do fomo de fosão em suspensão.

A fim de se criar uma suspensão eficiente num fomo de fusão em suspensão, a velocidade da corrente do gás reaccional deve, a despeito de flutuações da quantidade de sólidos, ser mantida igual a um valor essencialmente constante. Se, por exemplo, a quantidade de sólidos a ser alimentada ao fomo de fusão em suspensão diminuir por qualquer razão, a quantidade de gás reaccional deve ser igualmente reduzida. Quando a quantidade de gás reaccional é reduzida, a sua velocidade de passagem também desce se a área de passagem transversal do gás reaccional se mantiver constante. A velocidade do gás reaccional é um factor importante na criação de uma suspensão eficaz e, portanto, a velocidade do gás reaccional no fomo de fusão em suspensão é ajustada de muitas maneiras diferentes.

A patente U. S. 4 331 087 refere-se a reacções que têm lugar na câmara de reacção de um fomo de fusão em suspensão; com o fim de criar uma diferença de velocidade suficiente entre o gás reaccional e o material solido, o gas reaccional e animado de um movimento fortemente turbulento de modo que encontra uma corrente anular de sólidos provenientes do exterior, corrente anular essa que é formada por meio de uma superfície de deslizamento cónica convergente utilizando a energia cinética dos sólidos. O método de ajustamento do gás reaccional introduzido, de acordo com a referida patente LS 4 33 1 087. só se refere ao ajustamento da circulação do gás reaccional e, portanto, não pode ser aplicado para ajustar a velocidade linear do gas principalmente na direcção do eixo central do queimador.

Nos pedidos de patente FI 922 530 e 932 458. a velocidade da corrente de gás e ajustada fazendo com que a corrente de gás seja descarregada no espaço de reacção do fomo de fusão sob a forma de uma ou várias correntes anulares, de modo que a velocidade de descarga seja definida ajustando o numero de canais. Então, dependendo do caudal escolhido e da velocidade do gás, o gás é descarregado para o espaço reaccional radialmente em relação ao ponto de descarga do concentrado e a uma distância diferente do concentrado.

O objectivo da presente invenção é eliminar alguns inconvenientes da técnica anterior e conseguir um processo aperfeiçoado e mais eficiente de alimentação de gás reaccional e de sólidos a um fomo de fusão em suspensão e um aparelho em que a área transversal da conduta do gás reaccional pode vantajosamente ser ajustada sem degraus próximo da junção da conduta do gás reaccional e do forno de fusão em suspensão e, por consequência, essencialmente perto do ponto de descarga dos sólidos alimentados ao fomo de fusão em suspensão.

No processo e aparelho da invenção, o caudal do gas reaccional é ajustado ajustando vantajosamente a àrea transversal da conduta do gas reaccional essencialmente sem ser em degraus por meio dos orgãos de ajustamento instalados na conduta do gás reaccional. Os órgãos de ajustamento são colocados essencialmente próximo da extremidade da conduta do gás reaccional que se encontra no lado do fomo de fusão em suspensão Os orgãos de ajustamento são ainda ligados por meio de um orgão de conexão. O referido órgão de conexão é acoplado, por meio de um eixo de transmissão, a um actuador proporcionado no lado de fora da conduta do gás reaccional.

De acordo com a invenção, a velocidade da corrente do gás reaccional é ajustada essencialmente sem degraus só num anel de modo que o ajustamento se realiza essencialmente próximo do ponto em que o gás reaccional é descarregado para o espaço reaccional. O orifício de descarga dos sólidos é vantajosamente situado na vizinhança do orifício de descarga do gàs. Então, quando se ajusta a velocidade de passagem, o ponto de descarga do gás reaccional em relação ao ponto de descarga dos sólidos não e alterado. Além disso, o ajustamento da velocidade de passagem do gás reaccional é realizado essencialmente no orifício de descarga, caso em que a velocidade conseguida pelo ajustamento é essencialmente mantida até que a corrente de gás encontre a corrente de sólidos a fim de formar a suspensão. Consegue-se assim o efeito de mistura pretendido e as reacções entre o gás reaccional e os sólidos têm lugar de maneira controlada.

O ajustamento da área transversal do onficio de descarga do gas reaccional. realizado de acordo com a invenção, funciona de maneira linear numa larga gama operacional de caudais. De acordo com a invenção, a area transversal de passagem do gás reaccional é vantajosamente ajustada por meio de orgãos de ajustamento móveis suportados de encontro a parede do canal de passagem da corrente. Vantajosamente, os órgãos de ajustamento são, por exemplo, sectores com a forma de anel que, no lado oposto a parede do canal de passagem, são movelmente suportados de encontro a um órgão de ligação comum a todos os órgãos de ajustamento. Este órgão de ligação é ainda acoplado, por meio de um eixo de accionamento, a um actuador instalado fora do canal de passagem do gás reaccional. O acruador pode ser dotado de controlo manual ou de controlo remoto e por meio do actuador - enquanto a quantidade de sólidos varia - a área transversal do canal de passagem do gás reaccional pode ser vantajosa e rapidamente modificada de modo que se pode manter um caudal vantajoso do gás reaccional essencialmenie de maneira continua

O número de sectores anelares utilizados como órgãos de ajustamento de acordo com a invenção pode ser, por exemplo, igual a oito e a largura do sector pode ser 135 graus, caso em que os sectores anelares a serem ajustados são colocados de maneira sobreposta em três camadas No entanto, o número de órgãos de ajustamento pode variar entre 4 e 10, caso em que a gama dos sectores utilizados vantajosamente vana também. Numa forma de realização preferida da invenção, o número de sectores anelares e 4 e a largura de um sector individual é 90 graus. Então, os orgàos de ajustamento são instalados adjacentemente uns aos outros, a um nivel essencialmente igual em relação ao canal de passagem do gas reaccional. Por meio do aparelho da invenção, a área de passagem transversal pode ser ajustada vantajosamente dentro da gama de 100% - 20% da área transversal não ajustada do canal do gas reaccional.

O ajustamento da area de passagem transversal do gás reaccional por meio do aparelho da invenção provoca o aumento da energia intema de uma turbulência local na corrente. Este aumento, no entanto, não tem tempo para atenuar o impulso do caudal de gás, mas melhora a mistura do sólidos e da fase gasosa e, assim, melhora as condições de reacção e intensifica mais a reacção.

O aparelho da invenção é descrito mais pormenonzadamente em seguida com referência aos desenhos anexos, em que a Figura 1 ilustra uma forma de realização preferida da invenção num corte transversal em vista lateral parcial;

a Figura 2 ilustra a forma de realização da Figura 1 em duas posições de ajustamento diferentes, e a Figura 3 ilustra a gama de funcionamento da forma de realização da Figura 1.

A Figura I representa o aparelho de ajustamento da invenção num queimador de concentrado, em que o concentrado é alimentado ao queimador por intermédio dos canais de concentrado 1. O número de canais de concentrado pode ser igual a um ou mais. Para dentro da câmara de ar 2. e conduzido algum gás do processo, geralmente ar enriquecido com oxigénio, por intermédio das condutas 3. O numero de condutas de gas 3 pode também ser igual a um ou mais. O queimador de concentrado e dotado de um distribuidor central de jacto 4 e de uma lança central de oxigénio 5 O concentrado e descarregado para o espaço reaccional do fomo de fusão em suspensão a partir de um canal de concentrado que rodeia o distribuidor de jacto central por intermédio de um orifício de descarga de concentrado 6. O ar enriquecido com oxigénio e descarregado através de um canal de ar anelar que rodeia o canal de concentrado por intermédio do orifício de descarga de ar 7. O aparelho de ajustamento de acordo com a invenção compreende um actuador 10 instalado fora do queimador, um eixo de accionamento com transmissão 11 e orgãos de ajustamento móveis 8 suportados de encontro à parede do canal do gás. O funcionamento do actuador pode ser controlado manualmente ou por controlo remoto.

O movimento do actuador é transformado, por meio de um accionamento por carretos, em movimento rotativo do eixo de accionamento 10. O movimento rotativo do veio de accionamento 10 é ainda transmitido por meio de transmissão por carretos para proporcionar movimento rotativo do anel de accionamento 9 instalado em volta do canal de ar. Por baixo do anel de accionamento 9, os órgãos de ajustamento 8 proporcionados em ligação com o canal de ar consistem em vários sectores anelares que são articulados de um dos lados com o canal de ar e, no lado oposto, articulados com o veio de accionamento 9. O movimento de rotação do anel de accionamento 9 força os lados articulados para o anel de accionamento 9 dos sectores anelares 8 a deslocarem-se em direcção ao canal de ar, caso em que a área de passagem do canal de passagem do gas reaccional é reduzida de modo que a circunferência exterior do orifício de descarga do gás reaccional permanece essencialmente circular. O movimento de rotação do anel de accionamento 9 no sentido oposto força os orgãos de ajustamento 8 a deslocar-se afastando-se do canal de passagem do gás reaccional de modo que a área de passagem do canal de passagem de gás reaccional aumenta e a velocidade da corrente do gas reaccional diminui.

O ponto A da Figura 2 ilustra um caso em que os órgãos de ajustamento 8 estão completamente abertos e o gas reaccional e descarregado através da área do canal de passagem 12. O ponto B representa um caso em que os órgãos de ajustamento 8 estão numa posição de estrangulamento da área de passagem transversal do canal de passagem do gás reaccional de modo que o gás reaccional é descarregado apenas através da área livre do canal de gás reaccional.

A Figura 3 representa um exemplo de um caso em que a velocidade de passagem pretendida na área operacional é igual a 100 m/s ± 20 m/s. Com o conjunto de ajustamento de acordo com a invenção, esta área operacional funciona na gama de 7 200 - 48 000 m³/h, enquanto funcionaria apenas dentro de 32 000 - 48 000 m³/h no caso de não ajustamento Quando se funciona com controlo remoto, o ajustamento pode ser ligado directamente a um computador do processo que ajusta automaticamente a velocidade de passagem pretendida, por exemplo, quando a quantidade de sólidos fornecida se altera.

Na descrição realizada antes, o aparelho da invenção e descnto com referencia apenas a uma forma de realização preterida mas é naturalmente evidente que a invenção pode ser largamente modificada dentro do âmbito definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para alimentar gás reaccional e solidos a um fomo de fusão em suspensão, que compreende pelo menos condutas para receber gás reaccional e sólidos e conduzi-los depois para um fomo de fusão em suspensão, processo em que pelo menos a maior parte do gas reaccional é alimentada ao fomo de fusão em suspensão através de um canal de gas reaccional que rodeia o canal de alimentação dos sólidos, caracterizado pelo facto de, por meio de órgãos de ajustamento (8) instalados no canal do gas reaccional (3). essencialmente perto da sua extremidade do lado do fomo de fusão em suspensão, a velocidade de passagem da corrente do gas reaccional alimentado ao fomo de fusão em suspensão poder ser ajustada essencialmente sem ser em degraus.
2 Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a velocidade de passagem de gás reaccional ser ajustada por meio da área transversal do canal de gás reaccional
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2 , caracterizado pelo facto de a velocidade de passagem do gas reaccional ser ajustada num anel.
4 Aparelho para realizar o processo de acordo com a reivindicação

I e para alimentar gas reaccional e solidos a um fomo de fusão em suspensão, o qual compreende pelo menos condutas para receber gas reaccional e sólidos e para depois conduzi-los a um fomo de fusão em suspensão e em que pelo menos a maior parte do gas reaccional e alimentada ao fomo de fusão em suspensão através de um canal de gas reaccional que rodeia o canal de alimentação de solidos, caracterizado pelo facto de. no canal de gás reaccional (3), essencialmente proximo da sua extremidade do lado do fomo de fusão em suspensão, serem instalados orgãos de ajustamento (8) com o fim de ajustar a area de passagem transversal do canal de gás reaccional (3) essencialmente de maneira sem degraus e os órgãos de ajustamento serem interligados por meio de um órgão de ligação (9), montado em volta do canal do gás reaccional.
5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de os membros de ajustamento (8) serem sectores anelares
6. Aparelho de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo facto de o número de órgãos de ajustamento (8) ser 4-1 0.
7. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de os órgãos de ajustamento (8) serem colocados de maneira sobreposta uns em relação aos outros
8 Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caractenzado pelo facto de os órgãos de ajustamento (8) serem ajustáveis manualmente
9. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores

4-7, caracterizado pelo facto de os orgãos de ajustamento (8) serem ajustáveis por controlo remoto
10. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de, por meio dos órgãos de ajustamento (8), a área transversal do canal do gas reaccional (3) ser ajustável dentro do intervalo de 100 a 20% da area não ajustada de toda a área transversal.