SE465832B - Saett och apparat foer avskiljning av zink ur en het gas innehaallande zinkaanga - Google Patents

Description

465 852 10 15 20 25 30 Det uppfinningsenliga sättet utmärkes sålunda i huvud- sak avatt värme från blyflödet från gaskylningsanordningen överföres till en kammare från vilken bly överföres till gaskylningsanordningen, att blyflödet från gaskylningsan- ordningen på i sig känt sätt kyles till en temperatur för vilken dess zinkmättnadslöslighet är lägre än dess zinkhalt, varigenom zink utfälles och den utfällda zinken avskiljes, och att det zinkutarmade kylda flödet överföres till kammaren för värmning med det därtill överförda värmet, varigenom det sålunda värmda, till gaskylningsanordningen matade blyflödet erhåller en zinkhalt som understiger dess zinkmättnadslöslighet.

Det uppfinningsenliga sättet är sålunda särskilt använd- bart för avskiljande av zink ur en het gas som innehåller zinkânga och eventuellt en del mindre järnpartiklar. Van- ligtvis innehåller den ifrågavarande heta gasen även en mindre del blyånga, och även av detta skäl kan det vara lämpligt att utnyttja bly såsom kondenseringsmaterial.

Det bör emellertid stå klart att andra metaller eller vätskor vilka funktionellt motsvarar bly i den uppfin- ningsenliga tekniken skall anses vara ekvivalenta med bly i sammanhanget och sålunda omfattas av uppfinningen.

Vid det specifika utföringsexemplet på uppfinningen är det viktigt att materialet är omättat vid införandet i kondensorn, vanligen i ren motström till det heta gasflödet från exem- pelvis ett ugnsschakt, eftersom det i detta gasflöde med- följer en del annat material, exempelvis mindre järnpar- tiklar, så att en besvärlig legering, dvs hårdzink, skulle kunna bildas i kondensorn om zinkmättat bly träffade järn- partiklarna. Genom uppfinningen underlättas naturligtvis även absorptionen av ämnet i materialet om det i kondensorn inkommande materialet omgående kan lösa ämnet utan att först behöva värmas av gasen. 10 15 20 25 30 465 332 Den genom kyhfingaiavlflyflödet utfällda zinken flyter upp till ytan av blyet och kan avskiljas, varvid av- skiljningsoperationen med fördel genomföres i flotations- bassänger från vars bottenområde det andra delflödet av zinkutarmat bly uttages på sådant sätt att en minimal mängd utfälld zink medbringas.

Enligt en utföringsform utmärkes det uppfinningsenliga sättet av att värmet överföres genom överföring av ett första delflöde av blyflödetfrän gaskylningsanordningen till kammaren som sålunda är en blandningskammare.

Enligt en annan utföringsform utmärkes sättet av att värmet överföres genom att bly från kammaren cirkulerar via en värmeväxlare som står i kontakt med det från gaskylningsanordningen avgående blyflödet.

En apparat för genomförande av förfarandet innefattar en blycirkulationskrets innehållande en kondensor, varvid kondensorn har ett gasinlopp och ett gasutlopp och där- utöver har ett inlopp och ett utlopp för blyflödet, var- vid kondensorn företrädesvis är utformad såsom en mot- strömskondensor, och varvid en blykylanordning är inklu- derad i cirkulationskretsen nedströms kondensorn, var- jämte en zinkavskiljningsanordning är ansluten till kyl- anordningen, och denna apparat utmärkes i huvudsak av att blycirkulationskretsen uppströms gaskylningsanord- ningen har en blykammare, och att organ är anordnade att överföra värme från det blyflöde som avgår från kyl- ningsanordningen,till blykammaren för att värma blykam- marens bly till en temperatur för vilken det från kam- maren avgående blyet har en zinkhalt understigande dess zinkmättnadslöslighet. 465 832 10 15 20 25 Utföringsformer av apparaten framgår av de osjälvständiga apparatkraven.

Uppfinningen som definieras i de bilagda patentkraven kom- mer i det följande att beskrivas i formen av exempel med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Figur l visar schematiskt en första apparat för genomförande av den uppfinningsenliga tekniken.

Figur 2 visar schematiskt en andra apparat för genomförande av den uppfinningsenliga tekniken.

Gas som innehåller zinkånga samt en mindre del blyànga införes via ett inlopp 2 i den undre delen av ett kyl- torn eller kondaßor 1 och får sedan strömma uppåt däri och sedan ut genom ett utlopp 3. Flytande bly matas via en ledning 18 in i övre delen av kondensorn l och fin- fördelas av en centrumplacerad fördelare 41.

Den uppåt strömmande gasen kyls av blyregnet från ca 11oo°c ned till 500 - 55o°c. zinkàngan kondenserar ut på blydropparna och löser sig i blyet. Även blyångan i gasen kondenserar ut på de kallare blydropparna. Den kylda och från zink och blyànga renade gasen tas ut genom utloppet 3 som är beläget ovanför den centrum- placerade fördelaren 41.

Blyet, som av gasens värmeinnehåll samt zinkens och blyets kondensationsvärme värmts upp till 540 - 55000 tas ut i kyltornets 1 botten genom en port som är pla- cerad under blyytan så att man därigenom får ett gaslås.

Blyet strömmar sedan ut i en kylränna 7 där kondensor- drossen omgående avskiljs med en icke visad maskin.

Drossen kan sedan gå in i en separator där fina bly- 10 15 20 25 30 465 332, droppar i drossen separeras så att de kan âterföras till kylrännan 7.

Blyet som kommer ut ur kondensorn l har en zinkhalt på ca 2,2 - 2,3 % och håller en temperatur på 540 - 550OC.

Mättnadslösligheten för zink i bly vid 54000 är ca 3,6 %, varför det bly som strömmar ut ur kondensorn l är ganska långt ifrån mättat på zink. Kylrännan 7 har i en ände som är belägen på avstånd från kyltornets blyutlopp 5 en överströmningströskel 10 som definierar en strömnings- riktning för blyet längs rännan 7. Utmed denna ström- ningsväg finns kylorgan 8, exempelvis i form av en kylmediegenomströmmad värmeväxlare som är nedförd i blyflödet i rännan 7. Det blyflöde som passerar kylarna 8 kyls ned till 450oC och strömmar sedan över tröskeln 10 ned i en separationsbassäng 9. Eftersom mättnadslöslig- heten för zink i bly vid 450OC är ca 2 % och blyet som går in i kylrännan via kondensorns utlopp 5 håller 2,2 - 2,3 % zink, kommer zink att fällas ut och flyta upp till ytan av blyflödet i utströmningsänden av kyl- rännan 7 och sedan vidare in i separationsbassängen 9 där zinken sedan rinner över en överströmningskant 12 in i en hållugn ll med värmningsorgan för varmhållning av zinken vid en temperatur av 470°C, varvid zinken sedan kan tas ut och gjutas upp till tackor. Blyet tas ut genom en port 14 i bottenområdet av separationsbassängen 9 och får sedan passera ytterligare en tröskel (ej visad på ritningsfiguren), som är till för att hålla en konstant blynivå i separationsbassängen 9.

Det bly som rinner över tröskeln från separationsbassängen håller en temperatur av 450OC och en zinkhalt på ca 2 % och är alltså mättat på zink. Detta bly ledes via en 465 832 10 15 20 25 30 ledning 15 till en blandningskammare 16.

I kylrännan, uppströms kylanordningen 8 och nedströms- kondensorns gaslås, är en shuntledning 20 ansluten till blyflödet för överföring av en del av detta till bland- ningskammaren 16. För den sakens skull kan en pumpan- ordning 19 utnyttjas. Det delflöde som överföres via shuntledningen 20 kan uppgå till ungefär en tredjedel, exempelvis ca 30 - 35 % av blyflödet genom kondensorn 1.

Till blandningskammaren 16 matas sålunda zinkmättat bly av temperaturen 450°C via ledningen 15 och matas zink- omättat bly med en temperatur av ca 540 - 550°C via shuntledningen 20. Med det nämnda flödesförhållandet för flödena via ledningarna 15 och 20 får blandningen i kammaren 16 en temperatur på ca 480°C och en zinkhalt på ca 2,1 %. Mättnadslösligheten för zink i bly vid 48000 är ca 2,45 %. Den schematiskt visade pumpan- ordningen 17 kommer därför att från kammaren 16 via ledningen 18 i kondensorkyltornets 1 övre del inmata ett flöde av bly som inte är mättat på zink. Detta är viktigt eftersom det med gasen som inkommer via porten 2 och som härrör från ett ugnsschakt kan medbringas en del mindre järnpartiklar så att hårdzink skulle bildas i kondensorn 1 om zinkmättat bly träffade järnpartik- larna. Vidare underlättas givetvis absorptionen av zink i bly genom att det bly som pumpas in via munstycket 41 omgående och utan att först behöva värmas av gasflödet förmår lösa zink.

Den gas som avgår från ugnsschaktet och inkommer via porten 2 kan ha en zinkhalt av ca 7 %, och i den diskuterade apparaten kan då gasen avgå via porten 3 med en temperatur av ca 500°C varvid zinkhalten är mindre än 0,1 %. 10 15 20 25 30 4es 332, Den på figur 2 visade apparaten, överensstämmer i stora delar med apparaten enligt figur 1. Man kan dock se att pumpen 19 och shuntledningen 20 i apparaten enligt figur 1 ersatts med pumpen 119 i kammaren 16, värme- växlaren 121 uppströms kylaren 8 och nedströms kyl- tornet 1, samt ledningarna 120 och 122 vilka ansluter värmeväxlaren 121 till pumpen 119 respektive kammaren 16. Man kan notera att ledningarna 15 och 122 mynnar ut i samma del av kammaren 16, och att pumpen 17 är belägen mellan nyss nämnda kammardel och pumpen 119.

Vid apparaten enligt figur 2 pumpar man bly från kam- maren 16 (en pumpsump) medelst pumpen 119 genom led- ningen l20 och genom den schematiskt visade värmeväxlaren 121 som är nedsänkt i rännan 7 nedströms kondensorn 1 där bly med en temperatur av 540 - 550OC passerar. Mängden bly som pumpas genom värmeväxlaren 121 är ca 30 - 35 % av det totala blyflödet över kondensorn 1. Blyet som kom- mer ut från kondensorn 1 och som håller den nämnda tempera- turen 540 - 550OC, värmer upp det kallare blyet som pumpas från kammaren 16 via ledningen 120 genom värmeväxlaren 121, upp till en temperatur av ca 530OC, och kyls därigenom till 520 - 530oC innan det kommer fram till kylslingorna 8 i början av rännans egentliga kylningsdel. Det bly som strömmar ut ur värmeväxlaren 121 går via ledningen 122 tillbaka till pumpsumpen 16 och blandas med det bly som kommer via ledningen 15 och har en temperatur av ca 450oC.

Blandningen av bly från ledningarna 122 och 15 får då en temperatur på cirka 470OC och zinkhalten är fortfarande endast 2A)%. Mättnadszinkhalten i bly vid 470°C är 2,3 %.

Blyet som pumpas in i kondensorn 1 via ledningen 18 lig- ger alltså ganska långt från zinkmättnad.

Pumpen 119 som pumpar bly till värmeväxlaren 121 är pla- 465 832 10 15 20 cerad på avstånd från blandningszonen för flödena från ledningarna 122 och 15. Pumpen 119 kommer därigenom att pumpa bly som häller 470°C och ej är mättat på zink, till värmeväxlaren 121. Pumpens 119 placering beror på att det är svårt att pumpa ett zinkmättat bly eftersom det lätt händer att pàfrysningar av zink uppträder på de rör som går i luften mellan pumpsumpen 16 och värme- växlaren 121. Man minimerar också zinkangreppen på pump- och rörledningar till värmeväxlaren 121. Ett zinkmättat bly är korrossivt mot ståldetaljer.

En fördel med att använda sig av värmeväxling i enlig- het med utföringsformen på figur 2, i jämförelse med att pumpa ned varmare bly till pumpsumpen, i enlighet med utföringsformen på figur 1, är att det finns en del hårdzinkpartiklar i det bly som kommer ut från konden- sorn 1. Då man pumpar det varmare blyet till det kallare i pumpsumpen 16 får man med en del av dessa partiklar i det bly som går in i kondensorn 1, och hårdzinken kan då verka dämpande på blyets förmåga att lösa in zink.

Till skillnad häremot kommer vid utförandet enligt figur 2 dvs vid användande av värmeväxlare, kommer allt bly att passera separationsbassängen 9 där en stor del av hårdzinkpartiklarna avskiljs. Det bly som pumpas in i kon- densorn 1 blir därigenom renare.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 465 832 P a t e n t k r a v

1. Sätt att avskilja zink ur en het gas innehållande zinkånga, varvid gasen ledes genom en gaskylningsanord- ning (1) vari zinkàngan kondenseras på ett flöde av flytande bly som recirkuleras och kyles för separering av zink, k ä n n e t e c k n a t av att värme från ett blyflöde från gaskylningsanordningen överföres till en kammare (16) från vilken bly överföres till gaskyl- ningsanordningen (1), att blyflödet från gaskylningsa- nordningen (1) på i sig känt sätt kyles till en tempe- ratur för vilken dess zinkmättnadslöslighet är lägre än dess zinkhalt, varigenom zink utfälles och den utfällda zinken avskiljes, och att det zinkutarmade kylda flödet (15) överföres till kammaren (16) för värmning med det därtill överförda värmet, varigenom det sålunda värmda, till gaskylningsanordningen (1) matade blyflödet (18) erhåller en zinkmâttnadslöslighet som överstiger dess zinkhalt.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att värmet överföres genom överföring av ett första delflöde av blyflödet till gaskylningsanordningen till kammaren (16) som sålunda är en blandningskammare.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att värmet överföres genom att bly från kammaren (16) cirkulerar via en värmeväxlare som står i kontakt med det från gaskylningsanordningen avgående blyflödet.

4. Apparat för genomförande av förfarandet enligt krav 1, för avskiljning av zink ur en het gas innehållande zinkånga, vilken apparat omfattar en blycirkulation- skrets (1, 7, 9, 15, 16, 18) innehållande en gaskyl- ningsanordning (1), varvid gaskylningsanordningen (1) har dels ett gasinlopp (2) och ett gasutlopp (3), dels ett blyinlopp (4) och ett blyutlopp (5), och varvid en 465 832 10 15 20 10 blykylningsanordning (7,8) är inkluderad i blycirkula- tionskretsen nedströms gaskylningsanordningen, varjämte en zinkavskiljningsanordning (9-12) är ansluten till kylanordningen (7,8), k ä n n e t e c k n a d av att blycirkulationskretsen (1, 7, 9, 15, 16, 18) uppströms gaskylningsanordningen (1) har en blykammare (16), och att organ är anordnade att överföra värme från det blyflöde (18) som avgår från gaskylningsanordningen (1) till blykammaren (16) för att värma blykammarens (16) bly till en temperatur för vilken det från kammaren (16) avgående blyet har en zinkmättnadslöslighet över- stigande dess zinkhalt.

5. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringsorganet innefattar en blyshuntsled- ning (20) som sträcker sig till kammaren (16) som sålunda är en blandningskammare, från en position på kylanordningens (7,8) uppströmssida.

6. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringsorganet innefattar en blycirkula- tionskrets, som omfattar kammaren (16) och innehåller en värmeväxlare (121) som står i kontakt med det bly- flöde (18) som avgår från gaskylningsanordningen (1).