[go: up one dir, main page]

PL183755B1 - Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania - Google Patents

Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania

Info

Publication number
PL183755B1
PL183755B1 PL97332671A PL33267197A PL183755B1 PL 183755 B1 PL183755 B1 PL 183755B1 PL 97332671 A PL97332671 A PL 97332671A PL 33267197 A PL33267197 A PL 33267197A PL 183755 B1 PL183755 B1 PL 183755B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reaction gas
channel
reaction
concentrate
distributor
Prior art date
Application number
PL97332671A
Other languages
English (en)
Other versions
PL332671A1 (en
Inventor
Ismo Holmi
Tuomo Jokinen
Launo Lilja
Jussi Sipilä
Pekka Tuokkola
Vesa Töröla
Lasse Valli
Original Assignee
Outokumpu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Publication of PL332671A1 publication Critical patent/PL332671A1/xx
Publication of PL183755B1 publication Critical patent/PL183755B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0033Heating elements or systems using burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • C22B15/0047Smelting or converting flash smelting or converting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/025Obtaining nickel or cobalt by dry processes with formation of a matte or by matte refining or converting into nickel or cobalt, e.g. by the Oxford process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/007Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel liquid or pulverulent fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/18Charging particulate material using a fluid carrier
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2214/00Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00006Liquid fuel burners using pure oxygen or O2-enriched air as oxidant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Abstract

1. Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowa nego zloza fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materialu stalego w szybie reakcyjnym fluidal- nego pieca do wytapiania, umozliwiajaca mozliwie kom- pletne spalenie koncentratu, zawierajaca kanal wyladowczy koncentratu, wewnatrz którego znajduje sie dystrybutor, przy czym ten dystrybutor jest wyposazony w perforowana czesc dla wyprowadzenia powietrza dyspersyjnego, zas na zewnatrz kanalu wyladowczego koncentratu znajduje sie kanal wylotowy gazu reakcyjnego otaczajacy pierscienio- wo kanal wyladowczy koncentratu, znamienna tym, ze wewnetrzna sciana kanalu wylotowego gazu reakcyjne- go (13) jest utworzona przez zewnetrzna powierzchnie pierscieniowego czlonu regulacyjnego (10) umieszczonego przesuwnie w kierunku pionowym na kanale wyladow- czym koncentratu (5), zas w otworze sklepienia (11) szybu reakcyjnego jest umieszczony pierscieniowy blok chlodza- cy (12), którego zewnetrzna powierzchnia tworzy ze- wnetrzna sciane kanalu wylotowego gazu reakcyjnego (13), przy czym powierzchnie czlonu regulacyjnego (10) i bloku chlodzacego (12), tworzace sciany kanalu wylotowego gazu reakcyjnego (13), zbiegaja sie ku sobie w kierunku wylotu otworu wyladowczego (14) kanalu wylotowego gazu reakcyjnego (13), usytuowanego przy dolnej krawe- dzi sklepienia (11), zas perforowana czesc dystrybutora (19) jest wyposazona w dwa rzedy perforacji (26, 28), usytuowane ponizej ksztaltowej powierzchni zakrzywione- go korpusu (21). F ig . 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania.
W szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania konieczne jest wytwarzanie kontrolowanego złoża fluidalnego drobnoziarnistych materiałów stałych i gazu reakcyjnego dla uzyskania możliwie całkowitego spalenia materiału stałego. Warunkiem koniecznym jest formowanie złoża dopiero w przestrzeni reakcyjnej szybu reakcyjnego.
Drobnoziarnisty materiał stały podawany do fluidalnego pieca do wytapiania może być rozpraszany i rozprowadzany do szybu reakcyjnego przykładowo przez zastosowanie centralnego dystrybutora strumieniowego opisanego w opisie patentowym GB 1,569,813. Za pomocą tego dystrybutora następuje ukierunkowanie materiału stałego, który najpierw spływa swobodnie w dół, prawie poziomo na zewnątrz, przed wyładowaniem materiału stałego do szybu reakcyjnego. W dystrybutorze według tego rozwiązania jest zastosowana zakrzywiona powierzchnia ślizgowa, strumienie powietrza dyspersyjnego są skierowane na zewnątrz od spodu tej powierzchni, zaś gaz reakcyjny jest podawany do skierowanego na zewnątrz przepływu drobnoziarnistego materiału stałego, który jest najczęściej koncentratem.
W przypadku konwencjonalnych koncentratów tego rodzaju centralny dystrybutor strumieniowy ze stałymi perforacjami jest wystarczający, jednakże coraz częściej są stosowane koncentraty trudne do przereagowania, i z tego względu pojawiła się potrzeba uzyskiwania zmiany dyspersji również w sposób inny niż przez zmianę ilości powietrza rozpraszającego. Ponieważ perforacja wprowadzająca powietrza dyspersyjnego w dystrybutorze koncentratu jest umieszczona w przestrzeni reakcyjnej, zatem warunki są właściwie ustalone, ale ponieważ perforacja jest usytuowana daleko i przy końcu wąskich kanałów, zatem nie jest sensowne ustawianie wielkości perforacji - przynajmniej podczas pracy ciągłej.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5,133,801 jest znany centralny dystrybutor strumieniowy, na którego centralnej osi jest zastosowana pionowa lanca tlenowa, przez którą jest podawany tlen stanowiący 5-15% całkowitej ilości tlenu. Lanca ta ma kształt rurowy, przez co prędkość i kierunek wyładowania tlenu do pieca w wyniku zastosowanego prostego modelu stacjonarnego są określone jedynie według ilości tlenu. Tlen jest głównie stosowany jako dodatkowy tlen, wspomagający reakcję od środka chmury koncentratu, odprowadzanego przez dystrybutor koncentratu.
Ogólnie, najpierw do pieca jest podawany w kierunku poziomym gaz reakcyjny stanowiący tlen lub gaz zawierający tlen, taki jak powietrze, jednakże kierunek gazu musi być zawrócony do kierunku pionowego przed jego wprowadzeniem do szybu reakcyjnego. Lanca realizująca zmianę kierunku gazu reakcyjnego jest opisana w opisie patentowym. Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,392,885. Według tego rozwiązania, gaz reakcyjny jest podawany do szybu reakcyjnego pieca dookoła przepływu sproszkowanego materiału stałego w postaci pierścieniowego przepływu przez otwór wyładowczy o ustalonej powierzchni przekroju.
183 755
W zwykłej sytuacji wystarcza stosowanie lancy ze stacjonarnym otworem wyładowczym dla gazu reakcyjnego, ale ze. względu na to, że bieżące zużycie tlenu wzrastająco dochodzi do 100%, zatem ilości gazu zostały zredukowane do z grubsza piątej części poprzedniego źródła powietrza. W konsekwencji, dla osiągnięcia danej prędkości gazu reakcyjnego jest wymagany malejący przekrojowy obszar przepływowy otworu wyładowczego lancy. Powszechnym wymaganiem nakładanym na lancę jest, aby była ona łatwa do uruchamiania w dość szerokim zakresie pojemności i wzbogacenia w tlen.
Ponieważ reakcje i warunki w piecu wymagają określonego zakresu prędkości gazu reakcyjnego w szybie reakcyjnym, zatem zastosowanie lancy ze stałym otworem ustala warunki znajdujące się poza zakresem akceptowalności. W konsekwencji, bieżąca technologia wymaga regulowania obszaru przekrojowego otworu wylotowego gazu reakcyjnego w lancy.
Regulowanie otworu wylotowego gazu reakcyjnego nie stanowi problemu, i istnieje kilka rozmaitych sposobów jego realizacji, jednakże trudne jest znalezienie sposobu regulacji, który dodatkowo do pracy w pożądany sposób, będzie wytrzymywał ostre warunki pieca, to jest temperaturę około 1400°C, i będzie miał dobrą wytrzymałość mechaniczną (przykładowo dla usuwania możliwych narostów za pomocą pręta).
Stopniowana regulacja jest przeprowadzana przykładowo w sposób opisany w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5,362,032 i nr 5,370,369 lub w zgłoszeniu patentowym FI nr 932458. W pierwszym z tych patentów, dookoła dystrybutora koncentratu znajdują się dwa współśrodkowe pierścieniowe kanały o rozmaitych rozmiarach dla prowadzenia gazu reakcyjnego. Przez wprowadzenie gazu do jednego z tych pierścieniowych kanałów lub do obydwu pierścieniowych kanałów otrzymuje się trzy ustalone obszary prędkości wyładowania. W drugim patencie stosuje się zamykanie lub otwieranie pożądanej liczby rur wyładowczych o pożądanej wielkości.
W trzecim patencie stosuje się spuszczanie odpowiedniej liczby lejowo ukształtowanych otwartych sożków, odpowiednio do przypadku. Jednakże wszystkie rozwiązania cechuje charakter stopniowany, co oznacza brak możliwości bezstopniowej regulacji w procesie ciągłym.
Bezstopniowe układy regulacyjne uruchamiane w sposób ciągły są opisane w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,490,170 i nr 4,331,087. W obydwu układach, regulacja bazuje na mocy obrotowej gazu reakcyjnego, i tym samym nie jest odpowiednia do regułowania jedynie prędkości liniowej.
Japońskie zgłoszenie patentowe 5-9613 opisuje uruchamianą w sposób ciągły regulację gazu reakcyjnego, która polega na zastosowaniu konstrukcji zamkniętego stożka, poruszającego się pionowo dookoła rury z koncentratem. Część przeciwstawną względem tego zamkniętego stożka stanowi stożek redukcyjny, który prowadzi gaz reakcyjny do cylindrycznego otworu wyładowczego i lancy. Stożki tworzące kanał przepływowy stanowią stożki proste (to jest o prostej ścianie) i równokątne, tak że gaz jest kierowany do koncentratu spuszczanego cylindrycznym, kanałem zanim dotrze do stożka dystrybutora przyłączonego- do lancy olejowej, zainstalowanej wewnątrz rury z koncentratem. Tak więc regulacja jest przeprowadzana całkowicie przed wyładowaniem koncentratu i gazu reakcyjnego do pieca Podczas wyładowania do pieca gaz reakcyjny, częściowo wmieszany do koncentratu, wytraca prędkość (i kierunek), które uzyskał podczas regulacji, to jest prędkość wyładowania do pieca określoną odpowiednio do ustalonego otworu wyładowczego lancy. Kierunek regulacji jest zawsze taki sam, a mianowicie w sposób wymuszony w stronę osi środkowej, a nie równolegle do osi lub na zewnątrz od niej.
Opisane powyżej mieszanie gazu reakcyjnego i koncentratu przeprowadzane wewnątrz lancy nie jest możliwe w przypadku stosowania czystego tlenu lub gazu znacznie wzbogaconego tlenem, jeżeli koncentrat łatwo reaguje, ponieważ w tym przypadku następuje w rezultacie zablokowanie lancy w wyniku spiekania się koncentratu. Z punktu widzenia regulacji, tego rodzaju lanca pracuje w przestrzeni pieca w sposób podobny do jakiejkolwiek lancy z ustalonym otworem. Wspomniane rozwiązanie obejmuje również zastosowanie tlenu i/lub oleju w palniku koncentratu w środku jego przepływu, jednakże nie opisuje bardziej szczegółowo jakichkolwiek cech konstrukcyjnych mających wpływ na regulację wyładowania tlenu i/lub oleju.
Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnymi fluidalnego pieca do wyta183 755 piania, umożliwiająca możliwie kompletne spalenie koncentratu, zawierająca kanał wyładowczy koncentratu, wewnątrz którego znajduje się dystrybutor, przy czym ten dystrybutor jest wyposażony w perforowaną część dla wyprowadzenia powietrza dyspersyjnego, zaś na zewnątrz kanału wyładowczego koncentratu znajduje się kanał wylotowy gazu reakcyjnego otaczający pierścieniowo, kanał wyładowczy koncentratu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wewnętrzna ściana kanału wylotowego gazu reakcyjnego jest utworzona przez zewnętrzna, powierzchnię pierścieniowego członu regulacyjnego umieszczonego przesuwnie w kierunku pionowym na kanale wyładowczym koncentratu, zaś w otworze sklepienia szybu reakcyjnego jest umieszczony pierścieniowy blok chłodzący, którego zewnętrzna powierzchnia tworzy zewnętrzną ścianę kanału wylotowego gazu reakcyjnego, przy czym powierzchnie członu regulacyjnego i bloku chłodzącego, tworzące ściany kanału wylotowego gazu reakcyjnego, zbiegają się ku sobie w kierunku wylotu otworu wyładowczego kanału wylotowego gazu reakcyjnego, usytuowanego przy dolnej krawędzi sklepienia, zaś perforowana część dystrybutora jest wyposażona w dwa rzędy perforacji, usytuowane poniżej kształtowej powierzchni zakrzywionego korpusu.
Człon regulacyjny jest wyposażony w podzespół regulacyjny umieszczony na szczycie sklepienia i wyposażony w elementy reagujące na zmiany wydajności i/lub stopnia wzbogacenia w tlen.
Człon regulacyjny korzystnie jest wyposażony w podzespół chłodzący.
Kanał wyładowczy koncentratu jest wyposażony w kanał chłodzący.
Dolna krawędź członu regulacyjnego w położeniu szczytowym, odpowiadającym przepływowi maksymalnemu znajduje się na wysokości dolnej krawędzi sklepienia.
Dolna krawędź członu regulacyjnego w położeniach odpowiadających przepływowi zredukowanemu zachodzi do górnej części szybu reakcyjnego poniżej dolnej krawędzi sklepienia.
Zewnętrzna powierzchnia członu regulacyjnego i wewnętrzna powierzchnia bloku chłodzącego, tworzące ściany kanału gazu reakcyjnego, są usytuowane w odstępie od centralnej osi szybu reakcyjnego lub równolegle do centralnej osi szybu reakcyjnego.
Górny rząd perforacji w zakrzywionym korpusie ma otwory o osiach usytuowanych poziomo lub nachylonych ku dołowi w stronę wylotu. Otwory w dolnym rzędzie perforacji zakrzywionego korpusu korzystnie są większe niż otwory w górnym rzędzie perforacji. Wewnątrz dystrybutora jest umieszczona rura paliwowa, otoczona przez rurę chłodzącą Rurę paliwową i rurę chłodzącą otacza pierścieniowy kanał doprowadzający główny tlen i cdrigi pierścieniowy kanał doprowadzający wtórny tlen. Wylot pierścieniowego kanału doprowadzającego główny tlen jest wyposażony w dysze.
Dolna płyta dystrybutora jest wyposażona w otwory, usytuowane pod wylotem pierścieniowego kanału, oraz w otwory usytuowane pod dyszami pierścieniowego kanału, które to otwory są większe niż otwory w dyszach.
W lancy według wynalazku, regulacja prędkości i kierunku przepływu gazu reakcyjnego następuje w kanale gazu reakcyjnego, otaczającym kanał wyładowczy przepływu drobnoziarnistego koncentratu, w którym to kanale jest zainstalowany ruchomy pionowo, pierścieniowy człon regulacyjny. Człon regulacyjny jest połączony z właściwym urządzeniem regulacyjnym, które za pomocą odpowiednich elementów regulacyjnych reaguje na zmiany wydajności i/lub stopnia wzbogacenia w tlen i odpowiednio uruchamia człon regulacyjny. Korzystnie człon regulacyjny jest chłodzony, ponieważ podczas pracy w warunkach małej wydajności sięga do przestrzeni reakcyjnej. Na regulację prędkości i kierunku przepływu gazu reakcyjnego ma również wpływ kształtowy blok chłodzący, umieszczony w sklepieniu szybu reakcyjnego dookoła kanału gazu reakcyjnego. Obszar przekrojowy i poprzeczny oraz kierunek przepływu gazu reakcyjnego są regulowane według potrzeby, w szczególności przy otworze wylotowym kanału, przez który jest wyładowywany gaz reakcyjny do szybu reakcyjnego pieca do wytapiania. Regulacja prędkości i kierunku przepływu powietrza dyspersyjnego następuje w dwóch etapach, to jest powietrze dyspersyjne jest rozprowadzane do dwóch układów perforacji dystrybutora. Najwyższe perforacje umieszczone najbliżej przepływu koncentratu są zaprojektowane dla przypadku normalnego. Gdy wydajność wzrasta, wówczas może być doprowadzone dodatkowe powietrze dyspersyjne przez dodatkowe perforacje, umieszczone poniżej górnych perforacji i korzystnie skierowane w dół. Dodatkowe paliwo jest podawane za pomocą lancy ze środka centralnego dystrybutora strumieniowego. Tlen potrzebny
183 755 do spalania dodatkowego paliwa jest uprzednio podzielony na dwie części, i dlatego są zastosowane dwa kanały prowadzące do dystrybutora, a gazowy tlen może być podawany przez obydwa lub jeden z tych kanałów.
Kierunek przepływu gazu reakcyjnego, i jednocześnie miejsce kontaktu gazu reakcyjnego i przepływu koncentratu, są wyznaczone za pomocą wyprofilowanej powierzchni zewnętrznej członu reakcyjnego. Prędkość wyładowania gazu reakcyjnego jest regulowana według wynalazku przez przesuwanie członu regulacyjnego w kierunku pionowym, powodujące ustanowienie przy dolnej krawędzi sklepienia szybu reakcyjnego najwęższego prześwitu, który wyznacza prędkość wyładowania gazu reakcyjnego. W konsekwencji, w sposobie i lancy według wynalazku, obszar przekrojowy przepływu gazu reakcyjnego podawanego do szybu reakcyjnego jest redukowany w sposób ciągły, przez odpowiednią redukcję wielkości otworu wyładowczego przy dolnej krawędzi sklepienia.
Regulowany obszar zawsze pozostaje w tym samym miejscu, to jest przy dolnej krawędzi sklepienia, jednakże przekrój otworu wyładowczego zmienia się bezstopniowo podczas regulacji. Jest to możliwe poprzez zastosowanie bloku chłodzącego umieszczonego na sklepieniu, chłodzonego wodą członu regulacyjnego i chłodzonego wodą dystrybutora koncentratu, korzystnie centralnego dystrybutora strumieniowego rozciągającego się wzdłuż szybu reakcyjnego. Te elementy stanowią istotne składniki kontrolowanego wyładowania gazu reakcyjnego z lancy, potrzebnego do uzyskania właściwej zawiesiny bez powstawania narostów, najbardziej efektywnego w przestrzeni reakcyjnej szybu reakcyjnego, a nie wewnątrz lancy, jak w wielu znanych rozwiązaniach. Najbardziej korzystne jest ustawianie kierunku przepływu gazu reakcyjnego równolegle do centralnej osi szybu reakcyjnego albo w kierunku osi centralnej.
Istnieje kilka przyczyn powodujących konieczność ukierunkowywania gazu reakcyjnego. Wiadomo, że prędkość strumienia gazu, przykładowo na jego osi centralnej, maleje w sposób liniowy w funkcji odległości i jest bezpośrednio proporcjonalna do średnicy otworu wyładowczego. Gdy redukuje się ilość gazu reakcyjnego, to otwór wyładowczy musi również być redukowany ze względów podanych wyżej. Wielkość tego rodzaju dyszy maleje przy redukowaniu wielkości otworu wyładowczego dla utrzymania prędkości gazu reakcyjnego w miejscu reakcji.
Jednym z możliwych sposobów utrzymywania różnicy prędkości pomiędzy koncentratem i przepływem gazu reakcyjnego jest skrócenie odległości pomiędzy otworem wyładowczym i punktem spotkania tych substancji. Jest to uzyskiwane przez zmianę kierunku przypływu gazu reakcyjnego. Jeżeli pożądane jest, aby punkt spotkania znajdował się zawsze w tym samym miejscu, to przepływ gazu reakcyjnego musi być kierowany odpowiednio do zmian wielkości wyjściowej otworu wyładowczego.
W niektórych trudniejszych przypadkach może być korzystne kierowanie przepływu gazu reakcyjnego cokolwiek na zewnątrz, tak aby punkt spotkania był odsunięty dalej od osi centralnej i tym samym od lancy. Ten sposób kierowania jest stosowany przykładowo wówczas, gdy aktywność reakcji powinna być przesunięta dalej od lancy. Typowe dla tego rodzaju sposobu regulowania prędkości i kierunku przepływu gazu jest możliwość kontrolowania zarówno prędkości jak i kierunku przepływu gazu reakcyjnego w dowolnym punkcie regulacji.
W lancy według wynalazku, profil powierzchni zwróconych ku sobie ścian zarówno członu regulacyjnego jak i bloku chłodzącego, ograniczających kanał wyładowczy gazu reakcyjnego, jest korzystnie taki że linie krawędziowe zakrzywionych powierzchni nie są liniowe ale zakrzywione. Wyprofilowanie zwróconych ku sobie ścian jest stopniowo zbieżne ku sobie, przez co kierunek przepływu gazu przez pierścieniowy kanał przy zbliżaniu do otworu wyładowczego jest stopniowo zawracany do kierunku pożądanego. W lancy według wynalazku wielkość przekrojowego obszaru przepływu jest regulowana w sposób ciągły, i stale można utrzymywać pożądany kierunek przepływu gazu reakcyjnego.
Regulacja prędkości, a w szczególności również kierunku przepływu powietrza dyspensyjnego stosowanego do rozpraszania przepływu koncentratu następuje w dwóch etapach, to jest przepływ powietrza jest dzielony na dwa kanały już w etapie doprowadzania powietrza do dystrybutora. Usytuowane wyżej mniejsze perforacje (powietrze główne) umieszczone najbliżej przepływu koncentratu, odchylanego za pomocą, zakrzywionego korpusu dystrybutora, są zaprojekto183 755 wane dla przypadku normalnego. Korzystnie perforacje te są utworzone w kierunku poziomym. Gdy wzrasta wydajność, wówczas rozprowadzane powietrze wtórne może być wprowadzane dodatkowo przez dodatkowe perforacje, znajdujące się poniżej tych mniejszych perforacji, przy czym te dodatkowe perforacje są korzystnie większe i są skierowane głównie ku dołowi. Z punktu widzenia zastosowania korzystne jest aby pomimo stosowania innej linii perforacji, był możliwy przepływ powietrza w określonym stopniu (10%) przez drugi zestaw perforacji, tak aby zapobiegać możliwemu przepływowi powrotnemu i zablokowaniu perforacji.
Kierunek przepływu powietrza dyspersyjnego, i jednocześnie jego punkt spotkania z przepływem koncentratu w dolnych perforacjach jest normalnie wyznaczony tak, aby przypadał w miejscu przepływu koncentratu, usytuowanym za miejscem kontaktu ze strumieniem powietrza wyładowywanego z górnych perforacji. W ten sposób otrzymuje się dwustopniową dyspersję zawiesiny. Niższe perforacje muszą być większe dla utrzymania w nich prędkości przepływu przynajmniej tak dużej jak prędkość przepływu powietrza wyładowywanego przez górne perforacje.
Dodatkowe paliwo, korzystnie olej ciężki, jest podawane przykładowo za pomocą lancy według wynalazku ze środka centralnego dystrybutora strumieniowego. Przykładowo, można zastosować sprężone powietrze do rozpraszania paliwa i chłodzenia lancy. Dla spalania oleju najkorzystniejsze jest zastosowanie czystego tlenu, ponieważ zastosowane przestrzenie odpowiednich kanałów są wąskie. Naturalnie można również zastosować powietrze lub powietrze wzbogacone tlenem, jednakże wówczas występują pewne trudności, wynikające z konieczności zwiększenia rozmiaru palnika. Jest to zjawisko normalne, zwłaszcza w przypadku wytapiania koncentratu niklu w błyskowym piecu do wytapiania, kiedy to ulega zmianie potrzebna ilość stosowanego paliwa dodatkowego. Występuje tu ta sama sytuacja co w przypadku sprężonego powietrza stosowanego do rozpraszania takiego koncentratu, a mianowicie konieczna jest możliwość regulacji obszaru wyładowania gazu. Dokładnie ta sama sytuacja występuje podczas regulacji, a mianowicie można wytworzyć regulowane układy perforacji, ale nie jest to łatwe ze względu na znaczącą długość dystrybutora koncentratu (około 2 metry) i pasowanie ciasne zakrzywionego korpusu dystrybutora. W tym celu opracowano łatwy do stosowania układ bazujący na wstępnym rozprowadzaniu tlenu, to jest zastosowano dwa kanały prowadzące do dystrybutora, do których to kanałów można doprowadzać tlen gazowy albo przez obydwa kanały lub tylko przez jeden z nich, jednakże w każdym przypadku z możliwością niewielkiego przecieku do nieużywanego kanału.
Lanca według wynalazku spełnia zarówno wymagania reakcyjne (kontrolowana różnica prędkości przepływu koncentratu i gazu reakcyjnego, kontrolowany kierunek przepływu gazu reakcyjnego i miejsce kontaktu z przepływem koncentratu), jak i wymagania praktyczne dla uruchamiania procesu (proste, ustalone warunki, możliwość zautomatyzowania dla dostosowania się do zmian wydajności).
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczną ilustrację pieca do wytapiania, w którym zastosowano regulowaną lancę według wynalazku, fig. 2 - pionowy przekrój przez regulowaną lancę według wynalazku, umieszczoną w otworze wyładowczym, otaczającym dystrybutor koncentratu, fig. 3 - trzy rozmaite położenia członu regulacyjnego lancy ilustrujące regulację gazu reakcyjnego, a fig. 4 - szczegółowy widok zakończenia dystrybutora koncentratu zastosowanego w lancy według wynalazku, ilustrujący kanały do podawania tlenu i paliwa dodatkowego.
Na figurze 1 pokazano zawiesinowy piec do wytapiania 1, do którego jest podawany sproszkowany materiał stały (koncentrat) i paliwo przez lancę 2, którą w tym przypadku stanowi regulowana lanca według wynalazku. Koncentrat jest przenoszony ze zbiornika 3 za pomocą przenośnika 4 do górnej części kanału wyładowczego 5, tak że opada w postaci ciągłego przepływu przez kanał wyładowczy 5 do górnej części 7 szybu reakcyjnego 6 zawiesinowego pieca do wytapiania 1. Gaz reakcyjny 8 jest prowadzony z przestrzeni dookoła kanału wyładowczego 5, koncentratu w kierunku zasadniczo równoległym do górnej części 7 szybu reakcyjnego 6.
Na figurze 2 pokazano zakończenie lancy według wynalazku, w której gaz reakcyjny 8 (tlen lub gaz wzbogacony tlenem taki jak powietrze), prowadzony w lancy przepływa głównie w kierunku centralnej osi 3 szybu reakcyjnego. Kierunek wyładowania gazu reakcyjnego 8 do szybu reakcyjnego jest regulowany za pomocą ustawienia zewnętrznej ściany członu regulacyjnego 10 otaczającego kanał wyładowczy 5 w stosunku do wewnętrznej ściany bloku chłodzącego 12
183 755 umieszczonego w sklepieniu 11, zaś prędkość wyładowania jest regulowana poprzez zmianę obszaru przekrojowego dolnej części kanału gazu reakcyjnego 13, usytuowanego pomiędzy członem regulacyjnym 10 i blokiem chłodzącym 12. Ostateczny kierunek i prędkość gazu reakcyjnego są wyznaczane przy pierścieniowym otworze wyładowczym 14 przy dolnej krawędzi sklepienia 11.
Podzespół regulacyjny 15 zainstalowany powyżej sklepienia 11 ma elementy reagujące na zmiany wydajności i odpowiednie przesuwające człon regulacyjny 10 w kierunku pionowym, tak że prędkość i kierunek przepływu gazu reakcyjnego są regulowane bezstopniowo. Człon regulacyjny 10 jest zainstalowany pierścieniowo przy wewnętrznej krawędzi kanału wylotowego gazu reakcyjnego 13. Powierzchnia wewnętrzna członu regulacyjnego 10 od strony kanału wyładowczego koncentratu 5 jest dostosowana do kształtu kanału wyładowczego, zaś powierzchnia zewnętrzna członu regulacyjnego 10 usytuowana od strony kanału wylotowego gazu reakcyjnego 13 jest tak wyprofilowana w stosunku do wewnętrznej powierzchni bloku chłodzącego 12, że we wszystkich położeniach członu regulacyjnego 10 w sposób ciągły redukuje obszar przekrojowy przepływu gazu reakcyjnego w kierunku przepływu. Wewnętrzna powierzchnia bloku chłodzącego 12, otaczającego w sposób pierścieniowy kanał wylotowy gazu reakcyjnego 13 jest tak wyprofilowana że służy jako dopasowana przeciwczęść dla członu regulacyjnego 10, a jej zarys wraz z odpowiadającym zarysem ściany zewnętrznej członu regulacyjnego 10 wyznacza kanał wylotowy gazu reakcyjnego 13, którego obszar przekrojowy kończący się przy otworze wyładowczym 14 jest redukowany w sposób ciągły ku dołowi.
Pod względem trwałości i wydolności, korzystne jest aby blok chłodzący 12, człon regulacyjny 10 i kanał wyładowczy koncentratu 5 były chłodzone (przykładowo wodą), ponieważ człon regulacyjny 10 w położeniu skrajnie wysokim znajduje się na wysokości dolnej krawędzi sklepienia 11, zaś w położeniu niskim wystaje do wnętrza szybu reakcyjnego. Również kanał wyładowczy koncentratu 5 wystaje poniżej spodu sklepienia 11 do szybu reakcyjnego. Krążenie wody chłodzącej w bloku chłodzącym 12 jest zapewnione przez podzespół chłodzący 16, chłodzenie członu regulacyjnego 10 jest zapewnione przez podzespół chłodzący 17, zaś chłodzenie kanału koncentratu 5 jest zapewnione przez kanał chłodzący 18. Skuteczny efekt mieszania gazu reakcyjnego i sproszkowanego materiału stałego, dla wytworzenia złoża fluidalnego (zawiesiny) który jest korzystny dla reakcji prowadzonej w piecu, jest uzyskiwany przez stosowanie dystrybutora 19, opisanego szczegółowo na fig. 4, dla ukierunkowywania przepływu sproszkowanego materiału stałego i dla zwiększania jego prędkości i stanu rozproszenia.
Na figurze 3a przedstawiono przypadek, w którym wydajność lancy jest normalna,· to jest prawie bliska maksymalnej. Człon regulacyjny 10 jest umieszczony w położeniu stosunkowo wysokim i pod dość niskim obciążeniem ciepła. Prędkość gazu jest dopasowana do wymagań procesu i wynosi przykładowo 80-100 m/s. Wyznaczony przebieg kanału wylotowego 13 kieruje gaz reakcyjny częściowo w stronę centralnej osi 13 dystrybutora 19.
Na figurze 3b przedstawiono przypadek, w którym wydajność lancy jest mniejsza niż normalna, to jest dość daleka od maksymalnej. Człon regulacyjny 10 jest tutaj obniżony w stosunku do położenia poprzedniego,,tak że prędkość gazu może być utrzymana odpowiednio do wymagań procesu, przykładowo na poziomie 80-100 m/s. Wyznaczony przebieg kanału wylotowego gazu reakcyjnego 13 również powoduje kierowanie gazu reakcyjnego w stronę centralnej osi 59, dystrybutora 19.
Na figurze 3c przedstawiono przypadek, w którym wydajność lancy jest niewielka, to jest prawie bliska minimalnej. Człon regulacyjny 10 jest tutaj obniżony dalej ku dołowi, tak aby dopasować prędkość gazu, odpowiednio do warunków procesu, przykładowo 80-100 m/s. Ten przebieg kanału wylotowego gazu reakcyjnego 13 również kieruje gaz reakcyjny częściowo w stronę centralnej osi 9 dystrybutora 19.
Na figurze 4 pokazano zakończenie dystrybutora 19 umieszczonego wewnątrz kanału wyładowczego koncentratu 5, przy czym rurowa część 20 dystrybutora 19 umieszczona wewnątrz kanału wyładowczego koncentratu 5 wystaje poza dolną krawędź kanału wyładowczego koncentratu 5 jako zakrzywiony korpus 21, zakończony zasadniczo poziomą końcową krawędzią 22. Dystrybutor 19 jest wyposażony w płytę dolną 23. Jak pokazano na fig. 2, dolne części zarówno kanału wyładowczego koncentratu 5 jak i dystrybutora 19 są umieszczone w górnej części 7 przestrzeni piecowej szybu reakcyjnego. Koncentrat 24 opadający wzdłuż kanału wyła183 755 dowczego koncentratu 5 napotyka na rozszerzaj ącą się stacjonarną kształtową powierzchnię rozprowadzającą zakrzywionego korpusu 21, która zawraca przepływ koncentratu zasadniczo poziomo na zewnątrz, tworząc podobny do parasola strumień koncentratu 25. Dodatkowo do kształtowej powierzchni zakrzywionego korpusu 21, zawracanie przepływu koncentratu jest wzmożone poprzez perforacje 26, 28 utworzone w dolnej krawędzi kształtowego korpusu 21. Poprzez otwory w górnym rzędzie perforacji 26 jest kierowany w stronę przepływu koncentratu strumień powietrza dyspersyjnego który zawraca kierunek przepływu koncentratu. Perforacje dostosowują prędkość sprężonego powietrza odpowiednio do ilości koncentratu. W normalnym przypadku kierunek perforacji 26 przebiega poziomo na zewnątrz od centralnej osi 9 dystrybutora 19. Gdy przepływ koncentratu zostaje oddzielony od kształtowej powierzchni zakrzywionego korpusu 21, wówczas zderza się z powietrzem dyspersyjnym 27 wyładowywanym z rzędu perforacji 26, tak że koncentrat i powietrze dyspersyjne mieszają się ze sobą w luźną zawiesinę i nadają zawiesinie symetrycznie dodatkową boczną energię. Dyspersja i dodatkowe rozprowadzenie koncentratu zależą od impulsu zastosowanego powietrza dyspersyjnego, to jest od jego ilości i prędkości.
Dodatkowa energia jest potrzebna przy zwiększaniu wydajności podawania koncentratu. Może to być uzyskane przez zwiększenie ilości powietrza dyspersyjnego, ale jeżeli ilość powietrza dyspersyjnego wzrasta w systemie dystrybutora wyposażonego w stałe perforacje, to pożądane ciśnienie wzrasta do zbyt dużego poziomu, a zatem jest korzystne otrzymanie dodatkowego obszaru przekrojowego dla perforacji. W lancy według wynalazku jest to zrealizowane poprzez zastosowanie dodatkowego rzędu perforacji 28 jak pokazano na fig. 4. Te dodatkowe perforacje 28 są rozmieszczone poniżej pierwszego rzędu perforacji 26 w tym samym zakrzywionym korpusie 21 dystrybutora. Otwory w dolnym rzędzie perforacji 28 są większe niż otwory w górnym rzędzie perforacji 26, ponieważ pozwala to na utrzymanie większej prędkości strumienia wyładowywanego powietrza niż w przypadku mniejszych otworów. Dzieje się tak dlatego, że powietrze wyładowywane z dolnego rzędu perforacji 28 napotyka na cząsteczki materiału stałego znajdujące się dalej niż cząsteczki, na które napotyka strumień powietrza wyładowywanego z górnych perforacji 26. Punkt spotkania koncentratu i strumieni powietrza jest dalej przesuwany jeszcze przez pochylanie otworów rzędu perforacji 28 cokolwiek ku dołowi. Strumień powietrza 22 wyładowywanego z otworów dolnej perforacji 23 dodatkowo wspomaga mieszanie strumienia powietrza wyładowywanego z otworów górnej perforacji 26 i koncentratu. Ostateczna reakcja zachodzi, gdy gaz reakcyjny o uregulowanej prędkości i kierunku jest wyładowywany przez otwór wylotowy 14 do uzyskanej zawiesiny rozproszonego koncentratu.
Wytapianie zawiesinowe, to jest wytapianie rzutowe, jest ogólnie autogeniczne, to jest zasadniczo nie jest potrzebne dodatkowe ciepło uzyskiwane poprzez dodatkowe paliwo, ponieważ reakcje pomiędzy koncentratem i tlenem są wysoce egzotermiczne. Jednakże ze względów praktycznych jest często konieczne podawanie niewielkich ilości dodatkowego paliwa do pieca. Spośród czynników mających wpływ należy wymienić jakość koncentratu. W szczególności przy podawaniu koncentratu niklu często konieczne jest stosowanie niewielkich ilości dodatkowego paliwa. Ponadto, dodawanie dodatkowego koncentratu niklu/paliwa zmienia się w sposób znaczący, tak że należy również regulować podawanie paliwa. Dodatkowe paliwo, korzystnie ciężki olej paliwowy, jest podawane przez rurę paliwową. 30 zainstalowaną w środku dystrybutora 19 i jest wtryskiwane do pieca poniżej dystrybutora 19. przez dyszę paliwową 31. Dla tego celu są stosowane odpowiednie przemysłowe dysze o wystarczającym zakresie parametrów roboczych dla dostosowania do zmian wydajności. Lanca olejowa rozciąga się od środka dystrybutora 19 do przestrzeni piecowej szybu reakcyjnego, gdzie powinna być chłodzona, zaś dla chłodzenia korzystne jest stosowanie powietrza, wyładowywanego dookoła lancy przez pierścieniową rurę 32.
Ilość tlenu potrzebna do spalania dodatkowego paliwa jest tak duża, że ilość powietrza chłodzącego jest niewystarczająca, jednakże dla spalenia oleju konieczne jest podawanie tlenu do pieca, i ilość tego tlenu musi być regulowana. W tym przypadku, przy pracy przy wydajności normalnej lub małej, pożądana ilość tlenu, tak zwanego tlenu głównego jest podawana przez pierścieniowy kanał 33 otaczający lancę olejową i jej rurę chłodzącą, do kilku stałych dysz 34 przyłączonym przy dalszym końcu kanału, przez które to dysze 34 do szybu reakcyjnego jest podawany tlen. Liczba dysz 34 wynosi 3-12, korzystnie 6-10 tak, aby uzyskać efekt strumieniowy. Dysze 34 są umieszczone symetrycznie dookoła dyszy paliwowej 31. Główny
183 755 tlen jest wyładowywany z dysz 34 do przestrzeni piecowej przez wtórne otwory 35 utworzone w płycie dolnej 23 dystrybutora, poniżej dysz 34. Otwory 3.5. są trochę większe niż główne dysze 34 w takim stopniu, że wyładowywany główny tlen utrzymuje swą prędkość wyładowywania w zależności od ilości i wielkości dysz 34, tym samym mieszając się ze strumieniem oleju wyładowywanym przez dyszę paliwową 31 w kontrolowanej przestrzeni, tworząc palną mieszaninę olejową.
Jeżeli istnieje potrzeba dodatkowego spalania, wówczas we wtórnym kanale 36, otaczającym główny kanał 33 wzrasta ilość wtórnego tlenu podawana głównie jako przeciek. Dodatek ten jest tak przeprowadzany, że w otworach wyładowczych 35 wtórnego kanału 36 uzyskuje się prawie tę samą prędkość co w głównych dyszach 34. Prędkość ta jest określona według sumy ilości głównego i wtórnego tlenu i obszaru otworów 35. W wyniku obecności tego połączonego tlenu następuje dodatkowe spalanie przy zachowaniu prawidłowej prędkości podawania mieszaniny palnej.
Przykład I.
W płomieniowym piecu do wytapiania zastosowano opisaną powyżej lancę kierunkującą i centralny dystrybutor strumieniowy, jak również lancę tlenową umieszczoną w środku dystrybutora. Koncentrat stanowił koncentrat siarczku miedzi, w ilości 50 t/godz., z dodatkiem piasku rzędu około 10%. Zastosowany gaz reakcyjny stanowił 98% gazowego tlenu, z której to ilości 5-15% podawano przez centralną lancę dystrybutora, zaś resztę przez lancę kierunkującą. Zewnętrzny chłodzony wodą płaszcz centralnego dystrybutora strumienia miał średnicę około 500 mm. Oznacza to że dla uzyskania właściwej prędkości wyładowania, wielkość otworu pierścienia - który ma średnicę rzędu 500 mm - w otworze wyładowczym lancy kierunkującej wynosi około 20 mm. Oznacza to również, że dla uniknięcia asymetrii, struktura otworów wyładowczych musi być trwała i dokładnie wycentrowana.
Jeżeli z pewnych względów jest niemożliwe zastosowanie tak dużego wzbogacenia tlenem, ale gaz palny musi być zastąpiony powietrzem, to wówczas ilość gazu reakcyjnego powinna być zwiększona pięciokrotnie. Jeżeli uwzględni się również że powietrze musi być ogrzane wstępnie do przynajmniej 200°C, to prędkość wyładowania gazu reakcyjnego, przy lancy o stałym otworze i tej samej wydajności, wzrośnie około ośmiokrotnie. Prędkość ta jest z wielu względów zbyt wysoka. Między innymi, wymagania ciśnieniowe odnośnie gazu reakcyjnego wzrastają około 40-krotnie w stosunku do poprzednich. Często nie ma innej alternatywy niż zmniejszenie wydajności, tak aby uzyskać odpowiedni obszar roboczy.
Sposób i lancę według wynalazku zastosowano w praktyce. Przy pracy z dużym wzbogaceniem w tlen, regulację przeprowadzano przez opuszczenie członu regulacyjnego 10 nisko (fig. 3c), tak że otwór wylotowy 14 pierścieniowego kanału wylotowego gazu reakcyjnego 13 był rzędu 20 mm, a prędkość odpowiadała poziomowi normalnemu lancy. Gdy powietrze ma być wstępnie podgrzane, wówczas człon regulacyjny 10 jest podniesiony wyżej (fig. 3a lub 3b), tak że otwór wylotowy 14 przy dolnym końcu wyładowania ma wielkość rzędu 50-60 mm, a otrzymana prędkość jest nadal umiarkowana.
Przykład II
Przykład ten opisuje regulację ilości tlenu, który ma być podawany ze źródła dookoła lampy olejowej umieszczonej wewnątrz dystrybutora 19. Znakomita funkcjonalność lancy według wynalazku do regulowania prędkości tlenu potrzebnego do spalania oleju jest najlepiej widoczna na podstawie następującego szeregu pomiarów. Celem jest uzyskanie regulacji prędkości przepływu tlenu przy zastosowaniu stałego układu wyładowania tlenu, który to układ jest umieszczony wewnątrz kształtowego korpusu 21 stosowanego do rozprowadzania koncentratu i jest otwarty u spodu, dookoła dyszy paliwowej 31. Ze względu na reakcję pomiędzy koncentratem, olejem i tlenem ważne jest, aby można było utrzymywać wystarczająco wysoką prędkość podawania tlenu. Jest to zadanie trudne, ponieważ reakcje przebiegają w zamkniętych przedziałach i przy wysokiej temperaturze w szybie reakcyjnym, a koncentrat ma tendencję do łatwego spiekania z otworami jeżeli nie ma przepływu gazu w stronę pieca. Z tego względu jest wykluczona jakakolwiek mechaniczna regulacja wielkości otworu.
Według wynalazku, regulowana lanca może również być stosowana w obszarach krytycznych, to jest przy niskiej i wysokiej wydajności. Zasilanie w tlen potrzebny do dodatko183 755 wego paliwa następuje poprzez podawanie tlenu przez główny pierścieniowy kanał 33, zaś wysoka wydajność jest uzyskiwana przez podawanie tlenu poprzez główny pierścieniowy kanał 33 jak i wtórny kanał 36. Przy małej wydajności, prędkość tlenu jest określana odpowiednio do prędkości (w = ws = Vs/As) gazu wyładowywanego z dyszy 34 umieszczonej przy końcu głównego kanału 33, a więc nie przez wyładowczy otwór 35. Indeks S dotyczy dyszy 34. Przy dużej wydajności, prędkość jest określana odpowiednio do prędkości gazu (w = w0 = (Vs + Vo)/Ao), gdzie indeks „O” dotyczy otworu 35.
Stwierdzenie powyższe może być zweryfikowane na podstawie następującego szeregu pomiarów, które ze względu na czytelność były przeprowadzone przy tylko jednej jednostce cząstkowej (jedna dysza 34 i jeden otwór wyładowczy 35). Tak więc, pomiaru dokonano w przypadku zastosowania dwóch osadzonych gniazdowo rur, których wymiary średnicy zewnętrznej i wewnętrznej dla kanału głównego tlenu wynosiły 30/20 mm i dla kanału wtórnego tlenu wynosiły 60/50 mm. Odległość dyszy 34 od otworu wyładowczego 35 wynosiła 20 mm, zaś średnica otworu wyładowczego 35 wynosiła 30 mm. Prędkość zmierzono w odległości 105 mm od otworu wyładowczego. W poniższej tabeli, litera S oznacza kanał tlenu głównego, litera U oznacza kanał wtórnego tlenu, litera O oznacza otwór wyładowczy, zaś litera X oznacza miejsce pomiaru.
Tabela 2 dokumentuje dobre własności funkcjonalne lancy według wynalazku (prędkość wx/odpowiednie prędkości podawania ws, wu i wo mierzone w odległości 105 mm). W przypadkach 1 i 2, tlen jest podawany tylko przez kanał głównego tlenu, zaś w przypadku 3 również przez kanał wtórnego tlenu, i jak wynika z tej tabeli, prędkości gazu i odległość x są usytuowane w tym samym obszarze niezależnie od ich ilości.
Tabela 1
Ilość Symbol Jakość S U 0 X
Obszar przekrojowy A mm2 314 1257 707
Temperatura T K 300 300 300 300
Przepływ gazu 1 v; m3/h 20 0 20
Przepływ gazu 2 v„2 m3/h 10 0 10
Przepływ gazu 3 V„3 m3/h 20 40 60
Prędkość gazu 1 w, m/s 19,4 0 8,6 9,5
Prędkość gazu 2 w2 m/s 9,7 0 4,3 5,3
Prędkość gazu 3 W3 m/s 19,4 9,7 25,8 16,9
Tabela 2
Przypadek ννΧ'Χ wXwu Wx/w°
1 0,49 nieoznaczone 110
2 0,55 nieoznaczone 1,23
3 0,87 1,74 0,66
183 755
183 755
19< Λ
183 755
183 755
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (17)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania, umożliwiająca możliwie kompletne spalenie koncentratu, zawierająca kanał wyładowczy koncentratu, wewnątrz którego znajduje się dystrybutor, przy czym ten dystrybutor jest wyposażony w perforowaną część dla wyprowadzenia powietrza dyspersyjnego, zaś na zewnątrz kanału wyładowczego koncentratu znajduje się kanał wylotowy gazu reakcyjnego otaczający pierścieniowo kanał wyładowczy koncentratu, znamienna tym, że wewnętrzna ściana kanału wylotowego gazu reakcyjnego (13) jest utworzona przez zewnętrzną powierzchnię pierścieniowego członu regulacyjnego (10) umieszczonego przesuwnie w kierunku pionowym na kanale wyładowczym koncentratu (5), zaś w otworze sklepienia (11) szybu reakcyjnego jest umieszczony pierścieniowy blok chłodzący (12), którego zewnętrzna powierzchnia tworzy zewnętrzną ścianę kanału wylotowego gazu reakcyjnego (13), przy czym powierzchnie członu regulacyjnego (10) i bloku chłodzącego (12), tworzące ściany kanału wylotowego gazu reakcyjnego (13), zbiegają się ku sobie w kierunku wylotu otworu wyładowczego (14) kanału wylotowego gazu reakcyjnego (13), usytuowanego przy dolnej krawędzi sklepienia (11), zaś perforowana część dystrybutora (19) jest wyposażona w dwa rzędy perforacji (26,28), usytuowane poniżej kształtowej powierzchni zakrzywionego korpusu (21).
  2. 2. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że człon regulacyjny (10) jest wyposażony w podzespół regulacyjny (15), umieszczony na szczycie sklepienia (11) i wyposażony w elementy reagujące na zmiany wydajności i/lub stopnia wzbogacenia w tlen.
  3. 3. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że człon regulacyjny (10) jest wyposażony w podzespół chłodzący (17).
  4. 4. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że kanał wyładowczy koncentratu (5) jest wyposażony w kanał chłodzący (18).
  5. 5. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że dolna krawędź członu regulacyjnego (10) w położeniu szczytowym odpowiadającym przepływowi maksymalnemu znajduje się na wysokości dolnej krawędzi sklepienia (11).
  6. 6. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że dolna krawędź członu regulacyjnego (10) w położeniach odpowiadających przepływowi zredukowanemu zachodzi do górnej części (7) szybu reakcyjnego poniżej dolnej krawędzi sklepienia (11).
  7. 7. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że zewnętrzna powierzchnia członu regulacyjnego (10) i wewnętrzna powierzchnia bloku chłodzącego (12), tworzące ściany kanału gazu reakcyjnego (13), są usytuowane w odstępie od centralnej osi (9) szybu reakcyjnego.
  8. 8. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że zewnętrzna powierzchnia członu regulacyjnego (10) i wewnętrzna powierzchnia bloku chłodzącego (12), tworzące ściany kanału gazu reakcyjnego (13), są usytuowane równolegle do centralnej osi (9) szybu reakcyjnego.
  9. 9. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że górny rząd perforacji (26) w zakrzywionym korpusie (21) ma otwory o osiach usytuowanych poziomo.
  10. 10. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że dolny rząd perforacji (28) w zakrzywionym korpusie (21) ma otwory o osiach nachylonych ku dołowi w stronę wylotu.
  11. 11. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że otwory w dolnym rzędzie perforacji (28) zakrzywionego korpusu (21) są większe niż otwory w górnym rzędzie perforacji (26).
  12. 12. Regulowana lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że wewnątrz dystrybutora (19) jest umieszczona rura paliwowa (30), otoczona przez rurę chłodzącą (32).
    183 755
  13. 13. Regulowana lanca według zastrz. 12, znamienna tym, że rurę paliwową (30) i rurę chłodzącą (32) otacza pierścieniowy kanał (33) doprowadzający główny tlen.
  14. 14. Regulowana lanca według zastrz. 12, znamienna tym, że rurę paliwową (30) i rurę chłodzącą (32) otacza pierścieniowy kanał (33) doprowadzający główny tlen i drugi pierścieniowy kanał (36) doprowadzający wtórny tlen.
  15. 15. Regulowana lanca według zastrz. 13, znamienna tym, że wylot pierścieniowego kanału (33) doprowadzającego główny tlen jest wyposażony w dysze (34).
  16. 16. Regulowana lanca według zastrz. 12, znamienna tym, że dolna płyta (23) dystrybutora (19) jest wyposażona w otwory (35), usytuowane pod wylotem pierścieniowego kanału (33).
  17. 17. Regulowana lanca według zastrz. 12, znamienna tym, że dolna płyta (23) dystrybutora (19) jest wyposażona w otwory (35), usytuowane pod dyszami (34) pierścieniowego kanału (33), które to otwory (35) są większe niż otwory w dyszach (34).
PL97332671A 1996-10-01 1997-09-30 Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania PL183755B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI963932A FI100889B (fi) 1996-10-01 1996-10-01 Menetelmä reaktiokaasun ja kiintoaineen syöttämiseksi ja suuntaamiseks i sulatusuuniin ja tätä varten tarkoitettu monisäätöpoltin
PCT/FI1997/000588 WO1998014741A1 (en) 1996-10-01 1997-09-30 Method for feeding and directing reaction gas and solids into a smelting furnace and a multiadjustable burner designed for said purpose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL332671A1 PL332671A1 (en) 1999-09-27
PL183755B1 true PL183755B1 (pl) 2002-07-31

Family

ID=8546781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97332671A PL183755B1 (pl) 1996-10-01 1997-09-30 Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6238457B1 (pl)
JP (1) JP4309476B2 (pl)
KR (1) KR100509405B1 (pl)
CN (1) CN1113213C (pl)
AR (1) AR009955A1 (pl)
AU (1) AU730365B2 (pl)
BR (1) BR9712175A (pl)
CA (1) CA2267296C (pl)
DE (2) DE19782044B3 (pl)
ES (1) ES2168932B2 (pl)
FI (1) FI100889B (pl)
ID (1) ID21552A (pl)
PE (1) PE104098A1 (pl)
PL (1) PL183755B1 (pl)
RU (1) RU2198364C2 (pl)
SE (1) SE517103C2 (pl)
TR (1) TR199900761T2 (pl)
WO (1) WO1998014741A1 (pl)
ZA (1) ZA978694B (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103453774A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 中南大学 内旋流混合型冶金喷嘴

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI108865B (fi) * 2000-12-20 2002-04-15 Outokumpu Oy Laite kiintoaineksen ja hapetuskaasun syöttämiseksi suspensiosulatusuuniin
AT412652B (de) * 2002-11-20 2005-05-25 Msman & Eng A Pestalozzi Verfahren zum gewinnen von kupfer
JP4150968B2 (ja) 2003-11-10 2008-09-17 株式会社日立製作所 固体燃料バーナと固体燃料バーナの燃焼方法
FI117769B (fi) * 2004-01-15 2007-02-15 Outokumpu Technology Oyj Suspensiosulatusuunin syöttöjärjestelmä
DE602005018588D1 (de) * 2004-10-15 2010-02-11 Tech Resources Pty Ltd Vorrichtung zum Injizieren von Gas in einen Behälter
FI120101B (fi) * 2007-09-05 2009-06-30 Outotec Oyj Rikastepoltin
FI121852B (fi) * 2009-10-19 2011-05-13 Outotec Oyj Menetelmä polttoainekaasun syöttämiseksi suspensiosulatusuunin reaktiokuiluun ja rikastepoltin
FI122306B (fi) * 2009-12-11 2011-11-30 Outotec Oyj Järjestely suspensiosulatusuunin rikastepolttimen jauhemaisen kiintoaineen syötön tasaamiseksi
FI124223B (fi) * 2010-06-29 2014-05-15 Outotec Oyj Suspensiosulatusuuni ja rikastepoltin
FI20106156L (fi) 2010-11-04 2012-05-05 Outotec Oyj Menetelmä suspensiosulatusuunin lämpötaseen hallitsemiseksi ja suspensiosulatusuuni
JP5561234B2 (ja) * 2011-04-15 2014-07-30 住友金属鉱山株式会社 精鉱バーナー及び自熔製錬炉
EP2705317B1 (en) 2011-05-06 2017-12-27 Hatch Ltd Burner and feed apparatus for flash smelter
CN103562664B (zh) * 2011-05-31 2016-01-13 奥图泰有限公司 燃烧器装置和燃烧器组件
CN102268558B (zh) 2011-07-25 2012-11-28 阳谷祥光铜业有限公司 一种旋浮卷吸冶金工艺及其反应器
KR101267589B1 (ko) 2011-09-28 2013-05-24 현대제철 주식회사 예열용 버너
AP2014007660A0 (en) * 2011-11-29 2014-05-31 Outotec Oyj Method for controlling the suspension in a suspension smelting furnace, a suspension smelting furnace, and a concentrate burner
US10852065B2 (en) 2011-11-29 2020-12-01 Outotec (Finland) Oy Method for controlling the suspension in a suspension smelting furnace
CN102560144B (zh) * 2012-02-09 2013-08-07 金隆铜业有限公司 双旋流预混型冶金喷嘴
PL2834562T3 (pl) 2012-04-05 2019-04-30 Hatch Ltd Palnik sterowania strumieniowego dla pylistego materiału zasilającego
CN102828045B (zh) * 2012-09-07 2013-08-21 白银有色集团股份有限公司 白银铜熔池熔炼炉专用的粉煤燃烧器
US9845992B2 (en) 2013-06-17 2017-12-19 Hatch, Ltd. Feed flow conditioner for particulate feed materials
JP6291205B2 (ja) * 2013-10-01 2018-03-14 パンパシフィック・カッパー株式会社 原料供給装置及び原料供給方法、並びに自溶炉
JP6216595B2 (ja) * 2013-10-01 2017-10-18 パンパシフィック・カッパー株式会社 原料供給装置、自溶炉及び自溶炉の操業方法
EP3060845A4 (en) 2013-10-21 2017-07-05 Hatch Ltd Velocity control shroud for burner
WO2015077875A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Hatch Ltd. Circumferential injection burner
FI126660B (en) 2014-04-11 2017-03-31 Outotec Finland Oy METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING THE PERFORMANCE OF THE SUSPENSION DEFROSTING BURNER
CN207335425U (zh) 2014-11-15 2018-05-08 哈奇有限公司 燃烧器及其环形喷嘴板
CN104561586B (zh) * 2015-01-20 2017-01-18 铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司 闪速熔炼炉的精矿喷嘴
CN104561587B (zh) * 2015-01-20 2017-01-18 铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司 熔炼炉的精矿喷嘴
CN104634102B (zh) * 2015-02-13 2016-08-17 阳谷祥光铜业有限公司 一种反向旋浮熔炼方法、喷嘴和冶金设备
CN104634100B (zh) 2015-02-13 2017-01-18 阳谷祥光铜业有限公司 一种旋浮熔炼方法、喷嘴和冶金设备
FI20155255L (fi) * 2015-04-08 2016-10-09 Outotec Finland Oy Poltin
FI127083B (en) * 2015-10-30 2017-11-15 Outotec Finland Oy Burner and fines feeder for burner
JP2016035114A (ja) * 2015-12-17 2016-03-17 オウトテック オサケイティオ ユルキネンOutotec Oyj 浮遊溶解炉における浮遊物の制御方法、浮遊溶解炉および精鉱バーナー
CN110612424A (zh) * 2017-05-29 2019-12-24 奥图泰(芬兰)公司 用于控制悬浮熔炼炉的燃烧器的方法和装置
JP6453408B2 (ja) * 2017-09-22 2019-01-16 パンパシフィック・カッパー株式会社 自溶炉の操業方法
CN110396606A (zh) * 2019-09-05 2019-11-01 天津闪速炼铁技术有限公司 一种闪速冶金气料一体化供应系统及混料方法
CN110777265B (zh) * 2019-12-02 2024-02-20 江西铜业股份有限公司 一种旋流扩散型闪速炉精矿喷嘴

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1569813A (en) * 1977-05-16 1980-06-18 Outokumpu Oy Nozzle assembly
US4165979A (en) * 1978-02-21 1979-08-28 The International Nickel Company, Inc. Flash smelting in confined space
FI57786C (fi) * 1978-12-21 1980-10-10 Outokumpu Oy Saett och anordning foer bildande av en virvlande suspensionstraole av ett pulverartat material och reaktionsgas
US4326702A (en) * 1979-10-22 1982-04-27 Oueneau Paul E Sprinkler burner for introducing particulate material and a gas into a reactor
DE3021523C2 (de) * 1980-06-07 1983-09-15 Klöckner Stahltechnik GmbH, 2000 Hamburg Tauchlanze zum Einführen von feinkörnigem Feststoff in eine Metallschmelze
FI63259C (fi) * 1980-12-30 1983-05-10 Outokumpu Oy Saett och anordning foer bildande av en riktad suspensionsstraole av ett pulverformigt aemne och reaktionsgas
FI63780C (fi) * 1981-11-27 1983-08-10 Outokumpu Oy Saett och anordning foer att bilda en riktad och reglerad suspensionsstraole av ett aemne i pulverform och reaktionsgas
JPS60215709A (ja) * 1984-04-07 1985-10-29 Daido Steel Co Ltd 炉用ガス吹込口
FI88517C (fi) * 1990-01-25 1993-05-25 Outokumpu Oy Saett och anordning foer inmatning av reaktionsaemnen i en smaeltugn
JPH059613A (ja) * 1991-07-02 1993-01-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 自熔製錬炉の操業方法と精鉱バーナー
FI94150C (fi) * 1992-06-01 1995-07-25 Outokumpu Eng Contract Tapa ja laite reaktiokaasujen syöttämiseksi sulatusuuniin
FI94151C (fi) * 1992-06-01 1995-07-25 Outokumpu Research Oy Tapa sulatusuuniin syötettävän reaktiokaasun syötön säätämiseksi ja tähän tarkoitettu monikäyttöpoltin
FI932458L (fi) * 1993-05-28 1994-11-29 Outokumpu Research Oy Tapa sulatusuuniin syötettävän reaktiokaasun syötön säätämiseksi ja tähän tarkoitettu avokartiosäätöpoltin
FI98071C (fi) * 1995-05-23 1997-04-10 Outokumpu Eng Contract Menetelmä ja laitteisto reaktiokaasun ja kiintoaineen syöttämiseksi

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103453774A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 中南大学 内旋流混合型冶金喷嘴

Also Published As

Publication number Publication date
PL332671A1 (en) 1999-09-27
RU2198364C2 (ru) 2003-02-10
CA2267296A1 (en) 1998-04-09
ES2168932B2 (es) 2003-09-16
DE19782044T1 (de) 2001-04-26
JP2001501294A (ja) 2001-01-30
AU4461797A (en) 1998-04-24
JP4309476B2 (ja) 2009-08-05
AU730365B2 (en) 2001-03-08
CN1113213C (zh) 2003-07-02
ID21552A (id) 1999-06-24
DE19782044B3 (de) 2012-02-02
FI100889B (fi) 1998-03-13
SE517103C2 (sv) 2002-04-16
WO1998014741A1 (en) 1998-04-09
BR9712175A (pt) 1999-08-31
ES2168932A1 (es) 2002-06-16
TR199900761T2 (xx) 1999-06-21
SE9901200L (sv) 1999-05-31
US6238457B1 (en) 2001-05-29
KR20000048734A (ko) 2000-07-25
SE9901200D0 (sv) 1999-04-01
CA2267296C (en) 2005-09-20
KR100509405B1 (ko) 2005-08-22
PE104098A1 (es) 1999-02-04
CN1232538A (zh) 1999-10-20
ZA978694B (en) 1998-03-26
AR009955A1 (es) 2000-05-17
FI963932A0 (fi) 1996-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL183755B1 (pl) Regulowana lanca do wytwarzania kontrolowanego złoża fluidalnego gazu reakcyjnego i sproszkowanego koncentratu materiału stałego w szybie reakcyjnym fluidalnego pieca do wytapiania
CN201842879U (zh) 精矿燃烧器
EP1521852B1 (en) Injector for metal melting furnaces
KR930004731B1 (ko) 용융욕 속에서 발생한 반응가스의 후연소방법 및 장치
EP2198063B1 (en) Concentrate burner
EP1627855B1 (en) Burner and Method for Combusting Fuels
US4665842A (en) Apparatus for producing ignitable solids-gas suspensions
PL179672B1 (pl) Palnik pylowy PL PL
JPH028603A (ja) スパイラルフロー冷却面付き部分燃焼用バーナ
CN103189528A (zh) 用来控制悬浮熔炼炉的热平衡的方法和悬浮熔炼炉
US4210315A (en) Means for producing a suspension of a powdery substance and a reaction gas
JP3411620B2 (ja) 溶鉱炉に供給する反応ガスの供給の調節方法、およびその装置
CN104204155B (zh) 用于使固体燃料气化的燃烧器
CN105793648B (zh) 周向喷射燃烧器
JPS60248832A (ja) 自溶製錬炉の操業方法及び自溶製錬炉用精鉱バ−ナ−
EP0461729B1 (en) Premix gas burner having a high turn down ratio
GB1569813A (en) Nozzle assembly
WO2015058283A1 (en) Velocity control shroud for burner
MXPA99003011A (en) Method for feeding and directing reaction gas and solids into a smelting furnace and a multiadjustable burner designed for said purpose
SU898250A1 (ru) Форсунка дл диспергировани расплавов
JPH086102B2 (ja) 噴流層ガス化装置
TH32416A (th) วิธีการสำหรับการป้อนและการนำก๊าซปฏิกิริยาและของแข็งเข้าไปในเตาถลุงแร่และหัวเผาที่ปรับตั้งได้หลายอย่างที่ออกแบบสำหรับวัตถุประสงค์ที่กล่าวถึง
TH21622B (th) วิธีการสำหรับการป้อนและการนำก๊าซปฏิกิริยาและของแข็งเข้าไปในเตาถลุงแร่และหัวเผาที่ปรับตั้งได้หลายอย่างที่ออกแบบสำหรับวัตถุประสงค์ที่กล่าวถึง