CH622880A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Zone vorerhitzt, dann in einer zweiten Zone durch Passieren

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Feingut, das zu- einer Flamme auf Endbehandlungstemperatur erhitzt und an-nächst in einer ersten Zone vorerhitzt, dann in einer zweiten schliessend in einer dritten Zone von den heissen Abgasen der Zone durch Passieren einer Flamme auf Endbehandlungstem- zweiten Zone getrennt wird, wobei fester oder flüssiger Brenn-peratur erhitzt und anschliessend in einer dritten Zone von den s Stoff zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wär-heissen Abgasen der zweiten Zone getrennt wird, wobei fester meenergie verwendet wird und die heissen Abgase der zweiten oder flüssiger Brennstoff zur Erzeugung der in der zweiten Zone Zone zur Vorerhitzung des Gutes in der ersten Zone benutzt benötigten Wärmeenergie verwendet wird und die heissen Ab- werden.

gase der zweiten Zone zur Vorerhitzung des Gutes in der ersten Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist beispiels-

Zone benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der zur i o weise durch die DT-PS 1 807 292 der Anmelderin bekannt. Es

Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeenergie ermöglicht ein Hochtemperaturbrennen von Feingut in einem verwendete feste oder flüssige Brennstoff zunächst ent- bzw. Gasstrom auf kurzer Länge und gestattet damit die Erzielung vergast wird und die hierbei entstehenden brennbaren Gase der grosser Durchsatzleistungen bei einer sehr einfach gestalteten zweiten Zone zugeführt werden. Brenn- bzw. Sinterkammer, d.h. mit geringem baulichen Auf-

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem das Feingut is wand. Wesentlich für die Erzielung einer gleichmässigen Wär-nach Trennung von den heissen Abgasen der zweiten Zone in mebehandlung aller Feingutteilchen ist dabei vor allem, dass das einer vierten Zone gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass gleichmässig vorerhitzte Feingut in einer genau definierten kur-zur Ent- bzw. Vergasung des Brennstoffes Abluft der Kühlzone zen Zeit die Zone höchster Temperatur passiert.

verwendet wird. Dieses von der Anmelderin entwickelte Verfahren hat sich

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, insbesondere zur Kai- 20 hervorragend für die Wärmebehandlung von Feingut der ver-zination von Tonerdehydrat, dadurch gekennzeichnet, dass die schiedensten Art bewährt, beispielsweise für das Brennen bzw. Wärmebehandlung des Feinguts so erfolgt, dass dessen Endpro- Sintern von Zementrohmaterial, Kalk, Dolomit, Magnesit, Ton-dukt einen bestimmten Kohlenstoffgehalt nicht überschreitet. erdehydrat usw. Dabei erfolgte bisher die Wärmebehandlung in

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, zur Reduktion von der zweiten Zone (d.h. in der Hochtemperaturzone) mit gasför-feinkörnigem Erz, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr 25 migen Brennstoffen.

zu der zweiten Zone derart gesteuert wird, dass in dieser eine Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfah-

zur Durchführung des Reduktionsprozesses ausreichend redu- ren der eingangs genannten Art dahin weiterzuentwickeln, dass zierende Atmosphäre besteht. zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeener-

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- gie auch fester oder flüssiger Brennstoff verwendet werden net, dass ein einstellbarer Teil des in der dritten Zone von den 30 kann.

heissen Abgasen der zweiten Zone getrennten Gutes in die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zweite Zone zurückgeführt wird und dort erneut die Flamme der zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmepassiert. energie verwendete feste oder flüssige Brennstoff zunächst ent-

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- bzw. vergast wird und die hierbei entstehenden brennbaren net, dass in der zweiten Zone das Feingut mehrere mit je einem 35 Gase der zweiten Zone zugeführt werden.

Brenner ausgerüstete Stufen nacheinander durchsetzt. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen wurde

7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Pa- zunächst fester oder flüssiger Brennstoff unmittelbar in der tentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste zweiten Zone zur Erzeugung der Brennerflamme eingesetzt, und die vierte Zone mehrstufig ausgebildet sind, und dass die Dabei stellte sich heraus, dass sich feste oder flüssige Brenn-zur Vorerhitzung dienende, mehrstufige erste Zone wenigstens « stoffteilchen vielfach an den Feingutpartikeln festsetzen, teil-zwei Zyklone ( 1,2), die zur Erhitzung des Gutes auf Endbe- weise von den Feingutpartikeln absorbiert werden (Öltröpfchen handlungstemperatur dienende zweite Zone ein Brennerrohr werden beispielsweise aufgesaugt) und sich damit einer schnel-(3), die zur Trennung des Gutes von den heissen Abgasen len Verbrennung entziehen. Die Folge hiervon ist ein verhältdienende dritte Zone einen Zyklon (5) und die zur Kühlung des nismässig hoher Kohlenstoffgehalt im Fertigprodukt, was in Gutes dienende, mehrstufige vierte Zone wenigstens zwei Zy- « vielen Fällen (beispielsweise bei der Kalzination von Tonerdeklone (6,7) aufweisen. hydrat) unerwünscht ist.

8. Anlage nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, . .

dass eine die beiden Zyklone (6,7) der vierten Zone verbinden- Passiert das Feingut in der zweiten Zone eine durch festen de Kühlluftleitung (9) vorhanden ist, die über eine Abzweiglei- oder flüssigen Brennstoff erzeugte Flamme und setzen sich feste tung (10) mit einer Einrichtung (8) zur Ent- bzw. Vergasung des so oder flüssige Brennstoffteilchen an den Feingutpartikeln fest, so festen oder flüssigen Brennstoffes verbunden ist, wobei Einstell- kommt es ferner in grossem Umfang zu einer Verbrennung des organe zur Einstellung des über die Abzweigleitung geführten Brennstoffes unmittelbar am Feingutteilchen, was Verkokungen

Kühlluftanteiles vorgesehen sind. und Russbildung zur Folge hat und vielfach zu einem Überbren-

9. Anlage nach den Patentansprüchen 7 und 8, dadurch nen d^r betreffenden Feingutteilchen und einer entsprechenden gekennzeichnet, dass das in der zweiten Zone vorhandene Bren- 55 Verminderung der Produkt-Qualität führt. In manchen Fällen nerrohr (3) horizontal oder vertikal angeordnet ist und an den übt das zu brennende Feingut sogar einen katalytischen Effekt Abluftanschluss des einen Zyklons (7) der vierten Zone ange- auf den bei der Verbrennung von festem oder flüssigem Brenn-schlossen sowie mit einem Ringbrenner (4) versehen ist. stoff auftretenden Crack-Prozess aus, was die Koksbildung und

10. Anlage nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich- damit die unerwünschte Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes im net, dass der Zyklon (5) der dritten Zone mit einem Zyklon (2) 60 Endprodukt unterstützt.

der ersten Zone über eine Gasleitung (17), die mit einem Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäss dadurch ver-

Zusatzbrenner ( 18) versehen ist, miteinander verbunden sind. mieden>dass der feste oder flüssiSe Brennstoff zunächst ent-

bzw. vergast wird und die hierbei entstehenden brennbaren

Schwelgase zur Erzeugung der vom Feingut durchsetzten Flam-

6? me in der zweiten Zone (Hochtemperaturzone) benutzt werden. Man kann damit eine besonders gleichmässige Hochtempera-Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur turbehandlung des Feingutes auf einer verkürzten Reaktions-Wärmebehandlung von Feingut, das zunächst in einer ersten strecke erreichen und gelangt zu einem Endprodukt mit einem

in erwünschter Weise niedrigen Kohlenstoffgehalt. Dabei können für die Entgasung des festen Brennstoffes bzw. für die Vergasung des flüssigen Brennstoffes alle bekannten Verfahren (unter Zufuhr von Fremdwärme oder Ausnutzung von Eigenwärme) verwendet werden, wobei in bekannter Weise beim Ent- oder Vergasen auch Wasserdampf eingesetzt werden kann.

Wird das Feingut nach Trennung von den heissen Abgasen der zweiten Zone in einer vierten Zone gekühlt, so ist es zur Erzielung einer guten Wärmewirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens günstig, wenn zur Ver- bzw. Entgasung des Brennstoffes Abluft der Kühlzone verwendet wird.

Wie aus dem Obigen hervorgeht, ist das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere zur Kalzination von Tonerdehydrat geeignet, wobei die Wärmebehandlung des Feingutes so erfolgt, dass dessen Endprodukt einen bestimmten Kohlenstoffgehalt nicht überschreitet.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann jedoch beispielsweise auch zur Reduktion von feinkörnigem Erz benutzt werden, wobei die Luftzufuhr zu der zweiten Zone dann derart gesteuert wird, dass in dieser eine zur Durchführung des Reduktionsprozesses ausreichend reduzierende Atmosphäre besteht.

Gemäss einer zweckmässigen Ausgestaltung des erfindungs-gemässen Verfahrens wird ein einstellbarer Teil des in der dritten Zone von den heissen Abgasen der zweiten Zone getrennten Gutes in die zweite Zone zurückgeführt und passiert dort erneut die Flamme. Die einzelnen Feingutteilchen durchlaufen auf diese Weise (im statistischen Mittel) mehrfach die Brenn- bzw. Sinterzone, was die Gleichmässigkeit des Endproduktes noch weiter verbessert. In diesem Sinne kann es auch vorteilhaft sein, wenn die zweite Zone mehrere mit je einem Brenner ausgerüstete, vom Feingut nacheinander durchsetzte Stufen enthält.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Die dargestellte Anlage dient beispielsweise zum Kalzinieren von Tonerdehydrat und verwendet schweres Heizöl als Brennstoff.

Die Anlage enthält eine zur Vorerhitzung des Feingutes dienende erste Zone, bestehend aus den Zyklonen 1 und 2. Die zur Erhitzung des Gutes auf Endbehandlungstemperatur dienende zweite Zone enthält im wesentlichen ein Brennerrohr 3 mit einem Ringbrenner 4. Zur Trennung des Gutes von den heissen Abgasen der zweiten Zone dient ein die dritte Zone bildender Zyklon 5. Eine vierte Zone (Kühlzone) besteht aus den Zyklonen 6 und 7. Zur Anlage gehört weiterhin noch eine Einrichtung 8 zur Vergasung des flüssigen Brennstoffs.

Die Verbindung der genannten Anlagenteile durch Gas-und Gutleitungen geht aus der Zeichnung hervor. Die die

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beiden Zyklone 6 und 7 der Kühlzone verbindende Kühlluftleitung 9 ist über eine Abzweigleitung 10 mit der Einrichtung 8 zur Vergasung des Brennstoffes verbunden. In den beiden genannten Leitungen 9 und 10 sind Einstellorgane 11,12 zur Einstellung der Kühlluftanteile vorgesehen, die vom Zyklon 6 einerseits über die Leitung 9 zum Zyklon 7 und andererseits über die Leitung 10 zur Einrichtung 8 geführt werden.

Die zur Vergasung des Brennstoffes dienende Einrichtung 8 ist über eine Leitung 13 mit dem Ringbrenner 4 verbunden. In das Brennerrohr 3, dessen unteres Ende mit dem Abluftan-schluss des Zyklons 7 verbunden ist, mündet ferner die Gutaus-tragsleitung 14 des Zyklons 2 ein. Abgasseitig mündet das Brennerrohr 3 in den Zyklon 5.

Vom Zyklon 5 führt einerseits eine Gutaustragsleitung 15 zur Leitung 9, die den Zyklon 6 der Kühlzone mit dem Zyklon 7 verbindet. Eine weitere Gutaustragsleitung 16 führt vom Zyklon 5 zum Brennerrohr 3. Eine in der Zeichnung nicht veranschaulichte Verteilereinrichtung ermöglicht es, die auf die Leitungen 15 und 16 entfallenden Gutanteile in einem gewünschten Verhältnis einzustellen.

Die vom Zyklon 5 zum Zyklon 2 führende Gasleitung 17 ist mit einem Zusatzbrenner 18 versehen.

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Anlage ist folgendermassen:

Der Einrichtung 8 wird bei 19 flüssiger Brennstoff und durch die Leitung 10 erhitzte Kühlerabluft zugeführt. Der Brennstoff wird hierdurch vergast; die Schwelgase gelangen über die Leitung 13 zum Ringbrenner 4, dem ggf. bei 20 noch Primärluft zugesetzt werden kann. Dadurch wird im Brennerrohr 3 eine Flamme 21 erzeugt, der vom Zyklon 7 Kühlerabluft als Sekundärluft zuströmt.

Das Feingut, beispielsweise Tonerdehydrat, wird bei 22 in die vom Zyklon 2 zum Zyklon 1 führende Leitung 23 aufgegeben, gelangt in bekannter Weise mit den Abgasen des Zyklons 2 zum Zyklon 1, wird dort abgeschieden und über die Gutaustragsleitung 24 in die Leitung 17 eingeführt. Der Gasstrom in dieser Leitung 17 wird durch den Brenner 18 aufgeheizt. Das auf diese Weise in den Zyklonen 1 und 2 und den zugehörigen Gasleitungen vorerhitzte Feingut gelangt durch die Gutaustragsleitung 14 in das Brennerrohr 3, wird dort vom aufsteigenden Gasstrom nach oben mitgenommen (Pfeil 25) und passiert die Flamme 21 in einer definierten kurzen Zeit. Nach Abschei-dung im Zyklon 5 gelangt ein Teil über die Leitung 16 erneut in das Brennerrohr 3, während der Rest des Feingutes über die Leitung 15 in die Kühlzone gelangt. Dort durchsetzt das Feingut nacheinander die Zyklone 7 und 6 und wird schliesslich bei 26 aus der Anlage abgezogen. Die Kühlluft wird bei 27 zugeführt. Die Abgase verlassen die Anlage bei 28.

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1 Blatt Zeichnungen