FI59383B - Foerfarande och anordning foer kalcinering av kalciumsulfatdihydrat - Google Patents

Description

.. KUULUTUSjULKAISU CQ?fll ™ (11) UTLÄOCNINOSSKIIIFT

05) Ta tentti ay anne tty 10 03 1031

Patent meddelat T (51) Kv.ik.Wa.3 C 04 B 11/02 SUOMI—FINLAND (21) PK*n««eitnlof 3379/7¾ (22) H»k#mtopUv«—An»8lwlnprf* 22.11.7¾ (23) AlkupUv·—22.11.7¾ (41) TullutIuIMmM — BHviteffcndlg 28.05.75

HtMttl- |» r.kU«rih.mtu. (4«N*lMWp»*l.**talep«*-

Patent· och rafiataratyrwaan · AmMuo «berf och wUkrifuo puMicmd 30.o4.8l (32)(33)(31) «tuoik·»» —8«*Inl prtortt* 27.11.73

Englanti-Englanti(GB) 5¾9¾0/73 (71) BPB Industries Limited, Ferguson House, 15/17 Marylebone Road,

London NW1 5JE> Englanti-England(GB) (72) James Stanley George, Brampton, Cumberland, Arthur George Terry Ward, +;

Wilford, Nottingham, Percy Nariman Pastakia, Dunkirk, Nottingham,

Englanti-England(GB) (7¾) Oy Borenius & Co Ab (5¾) Menetelmä ja laite kalsiumsulfaattidihydraatin kalsinoimiseksi -Förfarande och anordning för kalcinering av kalciumsulfatdihydrat

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite kalsiumsulfaattidihydraatin kalsinoimiseksi kalsinointikattilassa, jossa on epäsuora ulkopuolinen lämmitys, jolloin kalsinoinnin lisälämpöä aikaansaadaan kuuman kaasun suoralla syöttämisellä kattilaan putkesta.

Kipsin kalsinointi voidaan suorittaa panoksittaan tai jatkuvana tuotantona. Kalsinointia kattilassa suoritettaessa rajoittaa valmis-tusnopeutta sekä panoksittain tapahtuvassa että jatkuvassa tuotannossa suurin sallittu lämmönsiirto kattilan pohjan läpi. Kattilan pohjan läpi siirretyllä lämpömäärällä on rajansa, koska kattilan pohjametalli eli teräs kestää määrätyn maksimilämpötilan. Tämän lämpötilarajän yläpuolella on vaara kattilan pohjan rikkipalamisesta.

FI-patenttijulkaisussa 47 343 on esitetty kalsinointikattila, jossa epäsuoran, ulkopuolisen lämmityksen ohella kuumaa kaasua johdetaan suoraan kalsinoitavaan massaan putken läpi. Tämä putki on vaakasuorassa asennossa,· ja kuuma kaasu virtaa siinä olevista rei"istä. On kuitenkin todettu, että putkessa olevat reiät käytössä tukkeutuvat eikä lisälämpösyöttö näin ollen tapahdu toivotulla tavalla.

2 59383

Keksinnön tarkoituksena on suurentaa lämmönsyöttöä kalsinointikatti-loihin sekä panoksittaan tapahtuvassa että jatkuvassa tuotannossa ja täten suurentaa kattilan tuotantokapasiteettia ilman vaaraa siitä, että vaikutetaan haitallisesti tuotteen laatuun tai että merkityksellisesti nostetaan kattilan pohjalämpötiloja.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kuumaa kaasua syöttävä putki ulottuu alaspäin kattilan yläpäästä ja sen alapää on avoin ja upotettu kalsinoitavaan materiaalimassaan. Kuuma kaasu ei tietenkään saa reagoida kattilan sisällön kanssa.

Keksinnön mukaisessa laitteessa on epäsuorasti ulkopuolelta lämmitetty kattila ja sille on tunnusomaista, että ulkopuolisesta lämmitetyssä kalsinointikattilassa on putki, joka on sijoitettu johtamaan alaspäin kattilan sisään, ja jonka putken alapää on avoin ja sivuseinämäs-sä on jakeluaukkoja kuuman kaasun jakelemiseksi kattilan sisään, ja jossa putkessa mahdollisesti on lisäaukko.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa käytetään putkeen suljettua tai siihen yhdistettyä polttoainepoltinta. Poltin voi sopivasti sijaita kalsinointikattilan yläpäässä, josta putki johtaa kerrokseen. Putken yläpäässä on sopivasti lisäilman sisääntulo niin, että lisäilmavirta voi jäähdyttää putken seinämiä kerroksen yläpuolella olevassa vapaassa tilassa ja säätää ilman ja kuumien palamiskaasujen muodostaman seoksen lämpötilaa putkessa tarpeen mukaan puolihydraattikipsilaastien, vedettömien kipsien ja/tai seosten, esim. ruiskutettavien kipsilaastien valmistamiseksi.

Lämmönsyöttöputken työntämiseksi ennestään tunnettuihin tavanomaisiin kalsinointikattiloihin on näissä mahdollisesti olevia sekoitinsiipiä muutettava tilan saamiseksi putkelle kattilassa. Mahdollisesti voidaan onttoa akselia käyttää sekoittimen polttoputkena, tai polttoputki voidaan sovittaa samankeskisesti akselin ympäri. Nämä muunnokset eivät yleensä vaikuta haitallisesti kattilan tuotantoon eikä kipsi-tuotteen laatuun.

Keksintö selitetään seuraavassa oheisten kuvioiden havainnollistamien esimerkkien perusteella.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaan käytettävän lämmönsyöttöputken säätöjärjestelmää.

3 59383

Kuvio 2 esittää osittain leikkauksena lämmönsyöttöputkea.

Kuviot 3 ja 4 esittävät sivulta katsottuna kahta jatkuvasti toimivaa kalsinointikattilatyyppiä, jotka on varustettu lämmönsyöttöputkilla.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaan syötetään ilman ja polttokaasun, esim. luonnon-kaasun seosta putken 1 kautta kaasunpolttimeen 2. Sytytystulppa 3 sytyttää polttoaine-ilmaseoksen, ja palamisen tuloksena muodostuneet kuumat kaasut virtaavat alaspäin putkessa 4, johon poltin 2 on sijoitettu. Putki 4 on alapäästään sopivasti avoin, ja siinä on reikärivit 5 kuumien kaasujen jakamiseksi siihen materiaaliin, johon putki on upotettu. Lisäilmaa syötetään putken H sivussa olevan syöttöaukon 6 kautta tämän putken 4 seinämien jäähdyttämiseksi ja putkessa 4 virtaa-vien kuumien kaasujen lämpötilan säätämiseksi.

Polttokaasua syötetään johdosta 7, jossa on takaiskuventtiili 8, sulku-venttiili 9 ja mttari 11, injektoriin 12, jossa se sekoittuu putkea 13 myöten tulevaan palamisilmaan. Puhallin 14 puhaltaa sitten polttoaineen ja ilman muodostelman seoksen polttimeen 2 ja putkea 1 myöten. Säätöventtiilit 16 ja 17 on sijoitettu polttoaine- ja ilmajohtoihin 7 ja 13 virtausmäärien säätämiseksi niin, että voidaan säätää polttimen kehittämää lämpöä ja valita sopivin polttoaineen ja ilman suhde.

Laitteistoon kuuluu sähköinen valvontayksikkö 18, joka kehittää sähkö-pulsseja sytyttävän kipinän kehittämiseksi ja sen johtamiseksi johtimen 19 avulla sytytystylppaan 3. Varotoimenpiteenä on lämmönsyöttöputkeen 4 sijoitettu liekin tuntosondi 21 , jonka polttimen 2 liekki kohtaa.

Sondi 21 on johtimella 22 yhdistetty valvontayksikköön 18. Liekin pettäessä valvontayksikkö 18 automaattisesti sulkee polttoaineen syöt-töjohdossa 7 olevan solenoidikäyttöisen venttiilin 23, joka on yhdistetty säätöyksikköön 18 johtimella 24.

Lisäilmaa puhalletaan lämmönsyöttöputkeen 4 lisäilma-aukosta 6 puhal-timen 20 avulla pitkin johtoa 25, ja lisäilman syöttöä voidaan säätää tässä johdossa 25 olevan venttiilin 30 avulla.

Kuviot 3 ja 4 esittävät lämmönsyöttöputkia 4, jotka kumpikin ovat samanlaiset kuin kuvion 2 näyttämä, ja jotka on sovitettu jatkuvakäyt-töisiin kalsinointikattiloihin, joiden kapasiteetti on vastaavasti noin 150 kg ja noin 1 tonni. Samoja viitenumerolta käytetään saman kaltaisten osien merkitsemiseen eri kuvioissa.

59383

Jatkuvakäyttöinen kalsinointikattila, jona on avopäinen astia 26, jossa on kansi 27, on sijoitettu palamiskammioon 28. Tähän palamis-kammioon 28 on astian 26 suljetun pohjan alle sovitettu kaasunpoltin, joka lämmittää astiassa olevaa kipsimassaa siten, että lämpö siirtyy astian pohjan ja sivuseinämien läpi.

Kummassakin näytetyssä kattilassa on lämmönsyöttöputki 4 sovitettu kattilan kanteen 27 lämmittämään kipsiä suoraan siten, että kuumia palamiskaasuja puhalletaan kipsimassaan putken 4 jakeluaukkojen 5 ja avopään läpi.

Edellä kuvatussa järjestelmässä käytetään polttokaasua, mutta voidaan käyttää muitakin polttoaineita.

Jatkuvakäyttöisessä kalsinointiprosessissa raakakipsiä syötetään jatkuvasti kattilaan kannessa 27 olevasta aukosta 29, jolloin tämä raaka-kipsi syrjäyttää kalsinoituneen tuotteen, joka poistuu tuotteen yli-virtausputken 31 kautta, joka alkaa astian 26 sivuseinämässä olevasta aukosta. Kuvion 4 mukaan on kalsinointiastiaan 26 sijoitettu poikkeu-tuslevy 32. Jotta saataisiin estetyksi tuoreena syötetyn raakakipsin poistuminen ylivirtausputken 31 kautta, ennen kuin kipsi on riittävästi kalsinoitunut, ulottuu levy 32 kipsimassaan astian sivussa olevan aukon tason alapuolelle, johon aukkoon mainittu ylivirtausputki 31 on yhdistetty, ja tämä levy ulottuu kosketukseen kattilan 26 sisäpinnan kanssa aukon kummallakin puolella. Suuressa mittakaavassa tapahtuvassa tuotannossa käytetään sopivasti sellaista tuotteen ulosvirtaus-putkea, joka on yhdistetty kattilan 26 alapäähän, ja joka ulottuu ylöspäin ja ulospäin. Alaspäin ja ulospäin kalteva poistojohto on yhteydessä tähän putkeen kattilan kannen 27 tason alapuolella olevassa kohdassa. Tuote virtaa ylöspäin pitkin ulosvirtausputkea ja sitten alaspäin pitkin poistoputkea kuumaan varastoon.

Kummassakin kattilassa on tuuletin 33, joka johtaa sykloniin tai muuhun senkaltaiseen pölynkokoojalaitteeseen, ja kattilan pohjassa on lähtöaukko 34, jonka kautta kattilan sisältö voidaan haluttaessa tyhjentää. Kuvion 3 näyttämässä kattilassa on tulojohto 36 syklonissa 5 59383 erottuneen kiinteän kipsimassan palauttamiseksi kattilaan. Kummassakin kattilassa on siipisekoitin 37, joka on sovitettu pyörivän akselin 38 päähän, putken 4 alapuolelle kattilassa 26 olevan massan sekoittamiseksi kalsinoimisprosessin aikana. Putken 4 asemesta voitaisiin akseli 38 tehdä ontoksi ja siihen tehdä pitkin sen pituutta sijaitsevat aukot. Vaihtoehtoisesti akseli 38 voitaisiin ympäröidä samankeskisestä sovitetulla polttoputkella, joka on samanlainen kuin putki 4. Tätä muunnettua akselia voitaisiin tällöin käyttää kuumien kaasumaisten palamistuotteiden syöttämiseksi kipsimassaan.

Seuraavassa esimerkissä sovellettiin jatkuvaa valmistusta käyttämällä kuvion 3 näyttämää kattilaa ja lisäksi joko syöttämällä lisälämpöä putkesta 4 tai käyttämättä mitään lisälämpöä. Luonnonkaasua käytettiin putken 4 ja kattilan alle sovitetun polttimen polttoaineena.

Siinä tapauksessa, että ainoastaan käytettiin tavanomaista kattilan pohjan alla sijaitsevaa poltinta, oli tuotanto 42 kg/h, kun noin 3 4,2 m /h luonnonkaasua syötettiin kattilan pohjassa olevaan polttimeen. Syötettäessä yhtä suuri määrä lisälämpöä lämmönsyöttöputken 4 avulla voitiin valmistusnopeutta huomattavasti suurentaa ilman, että sanottavasti vaikutettiin kattilan pohjalämpötilaan tai tuotteen (hemihydraat-tikipsin) kemialliseen koostumukseen, vaikka kipsi saatiin paremmin dispergoituneena. Seuraavassa taulukossa on esitetty tuotteen kemialliset analyysit ja kattilan pohjalämpötilat sekä lisälämmitysputkea 4 käytettäessä että ilman tällaista putkea toimittaessa.

Claims (9)

1. 59383 6 Ainoastaan tavan- Kattilan pohjan omainen kattilan alla oleva pohjan alla ole- poltin sekä va poltin lämmönsyöttö- _putki M·_ Syötettiin kipsimineraalia, kg/h 50 100 Poistettiin tuotetta, kg/h 42 74 Kalsinointilämpötila, °C 153 170 Luonnonkaasun virtausmäärä kattilan pohjapolttimeen, m1/h 4,19 4,25 Luonnonkaasun virtausmäärä poltti- meen 2 m1/h - 4,25 Kattilan pohjalämpötila, °C 269 266 Likimääräisanalyys i: vapaata vettä, % 0,57 Liukoista anhydridiä, % - 5,9 Hemihydraattia, % 68 69,7 Kipsiä, % 8,36 0,98 Vaikka edellä on selitetty jatkuvakäyttöinen kalsinointiprosessi, on selvää, että lämmönsyöttöputkea voidaan käyttää lisälämpölähteenä myös kalsiumsulfaattidihydraattia panoksittain kalsinoitaessa.
2. 1. Menetelmä kalsiumsulfaattidihydraatin kalsinoimiseksi kalsinointi-kattilassa, jossa on epäsuora ulkopuolinen lämmitys, jolloin kalsi-noinnin lisälämpöä aikaansaadaan kuuman kaasun suoralla syöttämisellä kattilaan putkesta, tunnettu siitä, että kuumaa kaasua syöttävä putki ulottuu alaspäin kattilan yläpäästä, ja sen alapää on avoin ja upotettu kalsinoitavaan materiaalimassaan.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumana kaasuna käytetään kuumia kaasumaisia palamistuotteita. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoainetta poltetaan polttimessa, joka sijaitsee putken sisällä tai on yhdistetty putkeen, jonka kautta kaasumaiset palamistuotteet syötetään kattilaan. 7 59383
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumia kaasumaisia palamistuotteita johdetaan kattilan ulkopuolelta sen sisäpuolelle.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuuma kaasu syötetään kalsinoitavan massan sekoitti-men akselin ympäri sovitetun putken kautta tai sekoittimen onton akselin läpi.
6. 6. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa laitteessa on epäsuorasti ulkopuolelta lämmitetty kattila (26), tunnettu siitä, että ulkopuolisesti lämmitetyssä kalsinointi-kattilassa (26) on putki (4), joka on sijoitettu johtamaan alaspäin kattilan sisään, ja jonka putken (4) alapää on avoin ja sivuseinämässä on jakeluaukkoja (5) kuuman kaasun jakelemiseksi kattilan (26) sisään, ja jossa putkessa (4) mahdollisesti on lisäaukko (6).
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on polttoaineen poltin (2), sijoitettuna kattilan (26) yläpäässä ja putkessa (4) on lisäaukko (6) jäähdyttävän kaasun päästämiseksi virtaamaan putkeen.
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että putki (4) muodostuu kattilan (26) sekoittimen ontosta akselista (38) tai putki (4) ympäröi sekoittimen akselia (38).
9. 1. Förfarande för kalcinering av kalciumsulfatdihydrat i en kalcine-ringskittel med indirekt yttre uppvärmning, varvid extra värme för kalcineringen astadkoms genom direkt inmatning av het gas i kärlet genom ett rör, kännetecknat därav, att det rör genom vilket het gas inmatas i kitteln sträcker sig nedlt frän kittelns topp ooh att dess nedre ände är öppen och insänkt i massan som skall kalcineras. 1 Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att den heta gasen bestar av heta gasformiga förbränningsprodukter.