NO167055B - Kombinert forskalingsstoette og stillas. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for å bringe partikkelformede faststoffer i kontakt med gasser i et fluidisert sjikt.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å bringe partikkelformede faststoffer i kontakt med gasser i et fluidisert sjikt, hvor faststoffene innfores ved den ene ende av sjiktet, mens det av gassen bearbeidede materiale uttas ved den annen ende av sjiktet, og hvor det fluidiserte sjikt holdes oppdelt i langs sjiktets lengderetning fordelte soner, hvor der i hovedsaken ikke kan skje tilbakeblanding fra en sone til den forutgående sone.

I et fluidisert sjikt ér det mulig å bringe store mengder faststoff i meget intens kontakt med store mengder gasser, og fremgangsmåten har derfor funnet stor utbredelse hvor store mengder faststoffer skal behandles, slik som tilfellet f.eks. er ved behandling av malm. Under prosessen kan der imidlertid ofte dannes stoffer, som på irreversibel måte kan reagere med de ennå ubehandlede stoffer og danne uonskede kjemiske forbind-elser. Det har også i mange tilfelle vist seg vanskelig i en enkelt prosess å oppnå den onskede renhet av de ferdig behan-lede stoffer, idet disse stadig blandes med de ennå ikke ferdig behandlede stoffer.

Man har forsokt å unngå dette ved i det fluidiserte sjikt å anbringe barrierer, som tillater passasje av faststoffene i én retning, men ikke i den motsatte, og herved oppdeler det fluidiserte sjikt i soner, hvor faststoffene fra én sone ikke blandes med faststoffene i en foregående sone, regnet i stromningsretningen. Sådanne barrierer bevirker imidlertid en avbremsing av faststoffenes bevegelse i stromningsreiningen, hvorved der opptrer uonskede sammensintringer av faststoffene ved barrierene. I sådanne tilfelle har man derfor hittil ansett det for nbdvendig å oppdele det fluidiserte sjikt i to eller flere innbyrdes atskilte sjikt. Dette fordyrer imidlertid prosessen.

Det er oppfinnelsens formål å anvise en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art, hvor der i et enkelt fluidisert sjikt kan behandles faststoffer i en kontinuerlig prosess, uten at faststoffer fra forskjellige trinn i prosessen reagerer med hverandre, og dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at de partikkelformede faststoffer gis uhindret passasje fra den ene til den annen ende av sjiktet, idet hoveddelen av sjiktets hoyde er fri til fremforing av faststoffene mellom sjiktets bunn og skilleveggene mellom de fordelte soner. Tilbakeblandingen i et fluidisert sjikt skyldes at de partikkelformede faststoffer beveger seg omkring i sjiktet i alle mulige retninger med en viss egenhastighet. Denne egenhastighet er imidlertid avhengig av sjiktets konsentrasjon. 1 denne overste del av sjiktet, hvor konsentrasjonen er liten og partiklene kan bevege seg fritt, er hastigheten stor. I det egentlige fluidiserte sjikt avbremses de partikkelformede faststoffer derimot p.g.a. hyppige innbyrdes sammenstGt, hvorved deres hastighet nedsettes i vesentlig grad. Ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan de partikkelformede faststoffer kun bevege seg fra en sone til en annen sone ved å passere gjennom den nederste del av det fluidiserte sjikt. Da egenhastig-heten i denne del av sjiktet imidlertid er temmelig begrenset, kan man her hindre tilbakeblandingen ved å holde fremforings-hastigheten i sjiktet over en kritisk verdi, svarende til partiklenes egenhastighet. De sintringsfenomener, som ved tidligere kjente fremgangsmåter ble forårsaket ved anbringelse av skillevegger i det fluidiserte sjikt, skyldtes en avbrems-ning av de partikkelformede faststoffer i det egentlige, nedre sjikt», Ve{* fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen anbringes der ingen skillevegger i denne del av sjiktet, og de sintringsfenomener som tidligere forekom, unngås herved.

Ifolge oppfinnelsen kan gassene fra de enkelte soner uttas separat. Da det ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er mulig å holde de kjemiske prosesser i de forskjellige soner innbyrdes atskilte, blir det mulig i de forskjellige soner å frembringe forskjellige gasser, og ved separat uttagning av gassene fra de enkelte soner kan man herved fra et enkelt fluidisert sjikt samtidig levere et antall forskjellige gasser.

Ifolge oppfinnelsen kan der til de forskjellige soner innfores forskjellige gasser. Det blir herved mulig i et enkelt fluidisert sjikt å gjennomfore vesentlig forskjellige kjemiske reaksjoner, uten at disse reagerer innbyrdes. Ifolge oppfinnelsen kan der til en eller flefe av sonene innfores resirkuleringsgass fra samme eller andre soner.

Oppfinnelsen angår enn videre et apparat til utfdreise av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen, hvilket apparat er innrettet til å opprettholde et. fluidisert sjikt av partikkelformede faststoffer deri og med innlopsåpninger for fluidiseringsgass ved apparatets bunn, en innforingsåpning ved apparatets ene ende og en utforingsåpning ved apparatets annen ende, og hvor apparatet har tverrgående skillevegger, som ifolge oppfinnelsen utmerker seg ved at de er anbragt i apparatets ovre del og inndeler rommet over det fluidiserte sjikt i atskilte soner, hvilke skillevegger strekker seg ned i den overste del av sjiktet, men lar hoveddelen av sjiktets hoyde være fri til fremforing av faststoffene fra innfdringsåpningen til utforings-åpningen.

Ifolge oppfinnelsen kan skilleveggene være innrettet på en slik måte at de tillater passasje av gass fra en sone til en annen sone. Herved oppnås en trykkutlikning mellom de forskjellige soner, og hermed samme hoyde av det egentlige fluidiserte sjikt i sonene, idet denne hoyde avhenger av trykket over sjiktet.

Ifolge oppfinnelsen kan forholdet mellom lengden av bredden av det fluidiserte sjikt være minst 3 til 1. Herved vil i de fleste tilfelle sikres at fremfdringshastigheten kommer til å ligge over den for forekomsten av tilbakeblanding kritiske hastighet.

Ifolge oppfinnelsen kan apparatets bunndel, som begrenser det fluidiserte sjikt nedadtil, skråne nedad i faststoffenes fremforingsretning. Det blir herved mulig å 6ke fremforings-faastigheten uten å endre sjiktets dimensjoner.

Ifolge oppfinnelsen kan apparatets vegger, som begrenser det fluidiserte sjikt, være utformet som varmeutvekslingsorganer. Det blir herved mulig å dimensjonere apparatet under hensyntaken til oppnåelse av den optimale fremforingshastighet, idet det med varmeutvekslingsorganene blir mulig å foreta en tilpasning av temperaturforholdene.

Ifolge oppfinnelsen kan sjiktet være siksakformet. Dimensjoner-ingen til oppnåelse av den optimale hastighet kan undertiden fore til et meget langstrakt sjikt, hvilket kan bevirke et stort varmetap. I det siksakformede sjikt vil de ytre begrensninger omkring en sone komme til å stote opp til de ytre begrensninger omkring andre soner, og den varme, som går ut av sjiktet et sted, vil således gå inn igjen i sjiktet et annet sted, og det totale varmetap vil herved kunne holdes nede. Det vil også bli særlig lett på forskjellige steder i sjiktet å utta faststoffer, som kun har gjennomgått noen av samtlige prosesser i sjiktet.

I det folgende skal oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 skjematisk viser en utforelsesform for et apparat ifolge oppfinnelsen, sett fra siden og ovenfra, og

fig. 2 skjematisk en endret utforelsesform for et apparat ifolge oppfinnelsen.

I det i fig. 1 viste apparat innfores partikkelformede faststoffer kontinuerlig ved en innforingsende 1 og fjernes i omdannet tilstand ved en utforingsende 2. Gjennom innlopsåpninger 3a,3b,3c og 3d innblåses gasser, som passerer gjennom og fluidiserer sjiktet av de partikkelformede faststoffer, som er anbragt på en perforert rist 7* Gjennom sykloner 4a,4b,4c,4d, 4e og 4f forlater gassene de forskjellige soner, mens de utskil-te partikler fores tilbake til sjiktet. Tilslutt fjernes gas-

-sene gjennom ror 5, sammen eller atskilt.

Skillevegger 6a,6b,6c,6d,6e og 6f tjener til å hindre blanding av faststoffene fra forskjellige deler av det fluidiserte sjikt, og som ved å springe opp over det egentlige fluidiserte sjikt kunne folge parabelbaner og falle ned langt fra begyn-nelsespunktet, men som hindres i dette av skilleveggene. Disse skillevegger kan ha åpninger, fortrinnsvis ved deres ovre del, for å utlikne trykkene i de forskjellige gassrom, spesielt hvis disse vegger er forlenget nedad inn i sjiktet. Forlengel-sen av veggen ned i sjiktene fremkaller ikke ulemper, hvis den nedre kant holdes tilstrekkelig atskilt fra overflaten av gassfordelingsristen 7 i sjiktet. Denne nedtrengning i sjiktet bidrar for ovrig til å unngå tilbakeblanding som folge av partiklenes turbulente bevegelser i sjiktet.

Antallet av gasstilforselssteder - fire i figuren - kan være storre eller mindre. I denne forbindelse må det understrekes fordelen ved muligheten for å 6ke antallet av gasstilforselssteder, alt etter anvendelsen, og for å innblåse gjennom åpningene gasser, som har forskjellig sammensetning eller temperatur. Således kan der f.eks. ved anvendelsen av apparatet ifolge oppfinnelsen for å torke faststoffkorn, som er folsomme overfor varme eller har spesielle egenskaper, ved hvert innforingssted innblåses gasser eller luft, som blir varmere og varmere, d.v.s. desto nærmere gasstilforselsstedet er til utmatningsstedet for torrstoffet, jo varmere er den innforte gass eller luft. Derfor er oppholdstiden for faststoffet i den hoye temperatur redusert til et minimum. Det er også av interesse i visse tilfelle å resirkulere våte gasser gjennom noen av sektorene for å styre uttorkingsgraden og for å oppnå en homogen torking av alle de våte korn.

Hvis stromningshastigheten av den fluidiserte gass viser seg

å være for stor ved denne ekstra resirkulasjon, kan den til-svarende seksjon gjbres storre i bredde og/eller i lengde.

Det samme kan foretas hvis de kinetiske forhold av en eller annen fase av faststoffenes omdannelse gjor det tilrådelig å anvende en lengre oppholdstid under visse forhold. Bredden

(B) av én del av apparatet kan også forminskes, slik at kontakttiden av faststoffet med de fluidiserte gasser i denne

del er kortere enn i resten av apparatet.

Ved rosting av arsenpyritiske malmer under anvendelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen oppnås avarsenifiseringen automatisk, idet der i den storste del av lengden av tunnel-ovnen oppnås rosting med utilstrekkelig luftmengde, idet underskuddet avtar i forhold til fremforingen av mineralet, d.v.s. desto lengre skrider omdanningsprosessen av malmen frem, inntil der nås et punkt, hvor rostingen finner sted med overskudd av oksygen. Ved dette tidspunkt, hvis rostings-temperaturen med vilje holdes lav - ca. 650 - 750°C - ved innforing av kjoleapparater eller vanndusj eller ved resirkulasjon av en del av de svovelholdige gasser, som er dannet i selve ovnen eller et av annen opprinnelse, kan sulfateringsprosessen kan kobberet eller sinken, som inneholdes i malmen, okes, slik at disse elementer blir lett opploselige og kan utvinnes ved utvasking av rosteasken, uten å kunne minske sulfiden i malmen. I det beskrevne apparatet er det ikke nodvendig å benytte rostingsluft i så stort overskudd som ved de typiske roste-metoder til fjernelse av den tilbakeblevne svovel i asken, fordi ovnen kan slutte meget hurtig etter det punkt i lengde-retningen hvor der allerede er et overskudd av luftog derfor kan de svovelholdige gasser konsentreres mer enn vanlig, selvom man betrakter alle de gasser som kommer ut fra de mulige seksjoner av ovnen.

Måten til utforelse av faststoff-gass kontakten som foreslås ifolge oppfinnelsen, frembyr mange fordelaktige anvendelsesmuligheter utover det allerede beskrevne eksempel. Som en til-foyelse til det ovenfor nevnte,kan det være av interesse å betrakte anvendelsesmuligheter og -kombinasjoner av fremgangsmåten, som f.eks. til atskilt å kanalisere gasstrommene, som stammer fra hver sektor, hvis der som vist på tegningen fore-ligger mer enn én gassutforingsåpning.

I forbindelse méd det særlige tilfelle, pyritbehandling, er

det av interesse å vite at der til oppnåelse av de forste faststoff-gass kontakter kan innblåses varme» ikke-oksyderende gasser inn i ovnen,, f.eks. stammende fra en regulert forbrenning, for å avdestillere det labile pyritsvovel, som kan kondenseres sammen med flyktige sulfider av arsen og bly, urenheter i malmene, dg kan gjenvinnes ved avkjoling av gasstrommen fra den forste sektor og atskilt uttrekning av den av de andre gasser som er frembragt i ovnen ved rosting av pyrrhotiten, som

som stammer fra destillasjon av det labile svovel av pyrit. I dette tilfelle ville det være nbdvendig å fraksjonere gass-utlopet for, til oppnåelse av elementært svovel, å unngå dets beroring med oksygenen i rostesonen, og for ovrig å unngå

for stor fortynning av gassene.

I tilslutning til samme eksempel, og hvis pyriten inneholder en del kobber og sink, som man er interessert i å utvinne, vil der gjennom det gassinnlop, som svarer til sonen, hvori rostingen av malmene er nesten ferdig, og hvori de frembragte gasser allerede oppviser spor av oksygen, innblåses kalde gasser stammende fra selve rbstingsprosessen, og med et stort innhold av S0„, hvorved arbeidsatmosfæren i denne sone antar et så hoyt innhold av sulfateringsproduktet (pcn p 0 5)>

2 0 2

at hvis temperaturen reguleres på passende måte (650 - 750°C) omdannes metaller til CUSO4 . og ZnSO4. som kan utvinnes ved en etterfolgende vandig utvasking av den kalde aske. Skilleveggene, som oppdeler det ovre gassrom, bor ikke være gjennombrutt av hull eller lengdesnitt eller dekkede innsnitt, i form av sjalusier, men skal være kontinuerlige, hvis der skjer særskilt uttrekning av en eller annen gassfraksjon. Innretningen av et så langstrakt sjikt som anvist ifdlge oppfinnelsen medforer et stort forhold mellom overflate og volum. Det er derfor lett i dette sjikt å installere et kjole-og/eller varmeapparat med tilstrekkelig varmeutvekslings-overflate til å tilfredsstille selv de storste termiske krav ved fremgangsmåten. I alle tilfelle og ifolge oppfinnelsen er den av alle kjente former foretrukne form for dette apparat det med plater, som heller mot ovnsveggene, eller utgjores av selve ovnsveggene, eller lengdeplater i midten av sjiktet og forløpende i retning av faststoffets bevegelse for ikke å gripe inn i partiklenes strbmning. Veggene, som skiller gassrommet, kan også anvendes til tilfbrsel eller reduksjon av varmen i sjiktet, hvis disse utformes som dobbelte vegger, og der sirkuleres hhv. varm og kald luft gjennom deres indre, eller der kan benyttes rbrseksjoner, som f.eks. er sammensatt til dannelse av den velkjente "orgelpipe-samling".

For å skape lettere adgang til alle deler av apparatet og likeså minske de termiske tap til omgivelsene, kan sjiktet utformes som en labyrint, fig. 2, som er velegnet til oppdeling av de tilforte gasser og uttrekning av de reagerte gasser ved hjelp av atskilte utlop. Innretningen i form av en labyrint er enn videre hensiktsmessig hvis reaksjonene i prosessen krever tilstedeværelsen av mange varme- eller kjoleelementer, idet selve labyrintveggene da blir i hoy grad nyttige. Fig. 2 viser skjematisk et tverrsnitt, sett ovenfra, av en konstruk-sjon i form av en labyrint. De faste korn tilfores gjennom en innforingsdel 1 og fores ut gjennom en utforingsdel 2. Strøm-ningen av faststoffene er antydet ved hjelp av en punktert linje. De tynne linjer 3,4,5 og 6 viser skillevegger, som kan plasseres i den fluidiserte sone for å unngå at faststoffene blandes med hverandre, eller for å kunne trekke ut gassene atskilt. Utlbpet av fluidiseringsgassen og likeledes innlopet kan som nevnt skje i en eneste strom, eller hele mengden kan oppdeles i flere gasstrommer, hvilket er avhengig av anvendel-sesområdet. En viss mengde faststoffer, som det kan være av interesse å utta med en mellomliggende omdanningsgrad, kan uttas for slutten nås, f.eks. ved 2<*>.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å bringe partikkelformede faststoffer i kontakt med gasser i et fluidisert sjikt, hvor faststoffene innfores ved den ene ende av sjiktet, mens det av gassen bearbeidede materiale uttas ved den annen ende av- sjiktet, og hvor det fluidiserte sjikt holdes oppdelt i langs sjiktets lengderetning fordelte soner, hvor der i hovedsaken ikke kan skje tilbakeblanding fra en sone til den forutgående sone, karakterisert ved at de partikkelformede faststoffer gis uhindret passasje fra den ene til den annen ende av sjiktet, idet hoveddelen av sjiktets hbyde er fri til fremforing av faststoffene mellom sjiktets bunn og skilleveggene mellom de fordelte soner.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at gassene fra de enkelte soner uttas separat.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at der til forskjellige soner innfbres forskjellige gasser.

4. Fremgangsmåte ifolge krav 2 eller 3, karakterisert ved at der til en eller flere av sonene innfores resirkuleringsgass fra samme eller andre soner.

5. Apparat til utfbrelse av fremgangsmåten ifolge et eller flere av kravene 1-4 og innrettet til å opprettholde et fluidisert sjikt av partikkelformede faststoffer deri og med innlopsåpninger (3a-3d) for fluidiseringsgass ved apparatets bunn, en innforingsåpning (l) ved apparatets ene ende og en utforingsåpning (2) ved apparatets annen ende, og at apparatet har tverrgående skillevegger (6a-6f i fig. 1 og 3-6 i fig. 2), karakterisert ved at de tverrgående skillevegger (6a-6f i fig. 1 og 3-6 i fig* 2) er anbragt i apparatets ovre del og inndeler rommet over det fluidiserte sjikt i atskilte soner, hvilke skillevegger strekker seg ned i den bverste del av sjiktet, men lar hoveddelen av sjiktets hbyde være fri til fremforing av faststoffene fra innfbringsåpningen (l) til utfbr-ingsÅpningen (2).

6. Apparat ifolge krav 5, karakterisert ved at skilleveggene er-innrettet på en slik måte at de tillater passasje av gass fra en sone til en annen sone.

7* Apparat ifolge krav 5 eller 6, karakterisert ved at forholdet mellom lengden og bredden av det fluidiserte sjikt er minst 3 til 1.

8. Apparat ifolge et eller flere av kravene 5 - 7, karakterisert ved at apparatets bunndel, som begrenser det fluidiserte sjikt nedadtil, skråner nedad i faststoffenes fremforingsretning.

9, Apparat ifolge et eller flere av kravene 5-8, karakterisert ved at apparatets vegger, som begrenser det fluidiserte sjikt, er utformet som varmeutvekslingsorganer. 10* Apparat ifolge krav 9, karakterisert ved at sjiktet er siksakformet (fig* 2).