DE1040254B - Method and device for roasting sulfidic materials in deck ovens - Google Patents

Method and device for roasting sulfidic materials in deck ovens

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DE1040254B
DE1040254B DEM27071A DEM0027071A DE1040254B DE 1040254 B DE1040254 B DE 1040254B DE M27071 A DEM27071 A DE M27071A DE M0027071 A DEM0027071 A DE M0027071A DE 1040254 B DE1040254 B DE 1040254B
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Dipl-Ing Ernst Markworth
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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Rösten sulfidischer Materialien in Etagenöfen Die Abrös.tung sulfidischer Materialien, wie z. B. Pyrit oder Zinkblende, im Etagenofen unter Ausitutzung der in den Abgasen enthaltenen fühlbaren Wärme ist bekannt. Üblicherweise wird an die Abgasleitung zum Zweck der Ausnutzung der Abgaswärme .ein Dampferzeuger angehängt, z. B. ein La-Mont-Kessel. Da die Abgase mit einer Temperatur von etwa 500 biss 600° C anfallen, isst der Wärmeübergang relativ klein und die erforderliche Wärmeübertragungsfläche entsprechend groß. Außerdem wird »ach dem bekannten Verfahren dem Ofen nur durch das abgezogene Allgas Wärme entzogen. Diese Wä rmemeirge ist einerseits durch die Betriebsweise &:s Ofens bestimmt, andererseits durch die nachfolgende Gasreinigungseinridhtung, deren Ein:trittstemperatur einen bestimmten Wert nicht un.'Lerschrei::en darf.Method and device for roasting sulphidic materials in multiple-hearth ovens The removal of sulfidic materials such as B. pyrite or zinc blende, in the deck oven utilizing the sensible heat contained in the exhaust gases is known. Usually is connected to the exhaust pipe for the purpose of utilizing the exhaust heat. a steam generator appended, e.g. B. a La Mont boiler. Because the exhaust with a temperature of about 500 to 600 ° C occur, the heat transfer is relatively small and the required Heat transfer area correspondingly large. In addition, »after the familiar procedure heat is extracted from the furnace only by the extracted all gas. This thermal mountain is determined on the one hand by the operating mode &: s furnace, on the other hand by the subsequent gas cleaning device, the inlet temperature of which has a certain Worth not un.'Lerschrei :: en may.

Nach dieser bekannten Arbeitsweise ist die Durchsatzleistung im wesentlichen durch die Summe der \\:'sirin@ernengen begrenzt, die vorn Röstgas und durch die Wände abgeführt werden. Die mit den Röstgaseri abgeführte Wärmemenge könnte zwar theoretisch durch Erhöhung des Luftübenschusses vergrößert werden, doch müßte dann ,eine entsprechende l,.rn:iedrigtilig der SO,-Konzentration der Röstgase in Kauf genommen werden. Zwischen den Neiden entgegengesetzten Bestrebungen, eiir:erse,i,ts den Luftüberschuß mägl;i:ch:.st niedrig zu halten, um ein hochkonzentriertes Röstgas zu bekommen, und andererseits möglichst hoch, um eine große Durchsatzleistung zu erzielen, wird in der Praxis ein Kompromiß in der Weise geschlossen, da,ß man mit einem Luftüberschuß fährt, der ein Röstgas von etwa. 7 bis 8°/o SO., ergibt.According to this known mode of operation, the throughput is essentially limited by the sum of the \\: 'sirin @ ernengen that are discharged from the roasting gas and through the walls. The amount of heat dissipated with the roasting gases could theoretically be increased by increasing the excess air, but would then have to be accepted that the SO, concentration of the roasting gases would be correspondingly lower. Between the envious attempts to keep the excess air as low as possible in order to obtain a highly concentrated roasting gas, and on the other hand as high as possible in order to achieve a high throughput, becomes in practice a compromise was made in such a way that ß you drive with an excess of air that a roasting gas of about. 7 to 8 ° / o O. S, is obtained.

Andererseits ist bekannt, bei metallurgischen Prozessen, die in unbewegten Apparaten durchgeführt werden und auch bei Etagenröstöfen örtlich verhältnismäßig geringe Wärmemengen abzuführen, soweit diese stören, vor allem die Rührwelle und die Rührarme eures Etagenröstofens durch in das -.Nlaruerwerk eingelassene Kühlkanäle zu kühlen, um die Gefahr des Springens zu vermeiden. Dabei wird aber keine Strahlungswärme und nur so wenig Kon-%-el:tionswärme abgeführt, daß die Wärmebilanz des Ofens im ganzen :dadurch praktisch nicht verändert -,wird. Auch isst eine Art Sdhaclitofen mixt gencigten 1-1(rderi bekannt, die aus Kühlrohren bestehen, welche von flüssigem Wasser durchflosse:i werden. Bei diesem Ofen erfolgt die Röstung haul>"-sächlich während des Falles voll einem schwingenden I-Ierd auf den nächstunteren, während auf den Herden selbst infolge zu starker Kühlung des darauf befindlidhen Gutes die Röstreaktion weitgehend gehemmt ist. Die Durchsatzleistung eines solchen Ofens ist daher nicht größer als die eines Etagenofens üblicher Bauart mit gemauerten Herden.On the other hand, it is known in metallurgical processes that in motionless Apparatus are carried out and also locally proportionate in deck roasting ovens To dissipate small amounts of heat, as far as they interfere, especially the agitator shaft and the agitator arms of your deck roasting oven through cooling channels embedded in the -.Nlaruerwerk to cool to avoid the danger of jumping. But there is no radiant heat and only so little con -% - el: heat dissipated that the heat balance of the furnace in the whole: practically not changed by it - is. Also eats a kind of sdhaclitofen mixes gencigent 1-1 (rderi known, which consist of cooling tubes, which are made of liquid Water flows through: i become. With this oven, the roasting takes place mainly during the case full of a vibrating I-Ierd on the next lower, while on the herds themselves as a result of excessive cooling of the goods on them The roasting reaction is largely inhibited. The throughput of such a furnace is therefore no larger than that of a conventional deck oven with brick stoves.

Die vorliegende Erfindung beschreibt nun eine Möglichkeit, die Durchsatzleistung erheblich zu steigern ohne eine Konzentrationsverringerung der anfallenden Röstgase in Kauf zu nehmen, ja sogar im Gegenteil, die Röstgaskonzemtrat:ion noch erheblich über die bisher erhaltenen Werte zu steigern.The present invention now describes one possibility, the throughput performance to be increased significantly without reducing the concentration of the roasting gases To accept, even on the contrary, the roast gas concentration is still considerable to increase over the values obtained so far.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Durchsatz eines Etagenröstofens, der nach der bekannten Arbeitsweise maximal 30 ta:to Kies durchsetzte auf über 40 tato gesteigert werden, wobei gleichzeitig der S 02 Gehalt des erhaltenen Röstgases von 7 bis 8(1/o auf 11 bis 141/o gesteigert wird. Außerdem wird erfindungsgemäß ein erheblich größerer Anteil der Röstwärme als nach dem bekannten Verfahren nutzbar gemacht, vorzugsweise für die Dampferzeugung.According to the method according to the invention, the throughput of a deck roasting oven, which, according to the known working method, interspersed a maximum of 30 ta: to of gravel to over 40 tato can be increased, at the same time the S 02 content of the roasting gas obtained is increased from 7 to 8 (1 / o to 11 to 141 / o. In addition, according to the invention a considerably larger proportion of the roasting heat than can be used with the known method made, preferably for steam generation.

Erfindungsgemäß wird di:e im Ofen erzeugte Röstwärme nicht oder wenigstens nicht ausschließlich aus den Abgasen nutzbar gemacht, sondern direkt in deri einzelnen Etagen gewannen. Vorzugsweise werden Verdampferrohre, in denen das Speisewasser durch Zwangsumlauf zirkuliert, unter den einzelnen Gewölben angebracht. Diese absorbieren die von der daruizterliegenden Schicht ausstrahlende Wärme zum größten Teil als Strahlungswärme. Im allgemeinen ist es in den heißen Herden bei Temperaturen voll über 700° C möglich, mit einer gegebenen Verdaml)ferrdhrfläche wesentlich mehr Wärme nutzbar zu machen als mittels Wärmeaustausch durch Konvektion im Abgas. Darüher hinaus wird auch noch ein gewisser Anteil an Korivektionswärme von den Verdampferrdhren aufgenommen, besonders an den Durchtrittsöffnungen zu den einzelnen Herden. Auf diese Weisse ist eine wirksame Innenkühlung des Ofens und der einzelnen Etagen möglich, die ihrerseits eine erhebliche Belastungssteigerung des Ofens ermöglicht, ohne daß die Gefahr einer Unterkühlung besteht, welche das Temperaturniveau des abzuröstenden Gutes so weit unter das Optimum senken würde, daß die Reaktionsgeschwi.ndigkei.t verlangsamt und dadurch die Du.rchsatzleistu.ng beeinträchtigt würde.According to the invention, the roasting heat generated in the oven is not or at least not not only made usable from the exhaust gases, but directly in the individual Floors gained. Preferably there are evaporator tubes in which the feed water circulated by forced circulation, placed under the individual vaults. Absorb these the heat radiating from the underlying layer for the most part as Radiant heat. In general, the hot stoves are full at temperatures Above 700 ° C possible, with a given steaming surface, considerably more heat to be made usable than by means of heat exchange through convection in the exhaust gas. Beyond In addition, there is a certain amount of heat from the evaporator tubes recorded, especially at the openings to the individual herds. on this white is an effective internal cooling of the Furnace and the individual Floors possible, which in turn enables a considerable increase in the load on the furnace, without the risk of hypothermia, which would affect the temperature level of the the food to be roasted would be reduced so far below the optimum that the reaction speed would be slowed down and thereby impaired your performance.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann diiie die Wärme aufnehmende Fläche im Innern des Ofens noch dadurch vergrößert werden, daß außer an den Unterseiten der Gewölbe auch die Seitenwände des Ofens mit Verdampferrohren belegr werden.According to a particular embodiment of the invention, the diiie can Heat-absorbing surface inside the furnace can be increased by the fact that in addition to the undersides of the vaults, the side walls of the furnace with evaporator tubes be documented.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise ist an Hand der Zeichnung schematisch beispielsweise dargestellt. 1 ist der Etagenofen. 2 seine einzelnen Etagen, 3 die Durchtrittsöffnungen von einer Etage auf die andere. 4 die Abgasleitung, 5 eines der an sich bekannter Verdampfersvsteme zur Ausnutzung der Abgaswärme. 6 die Dampftrommel, 7 die Zwangsumlaufpumpe, 8 sind die an der Unterseine der Gewölbe angebrachten Verdampferrahre.The method of operation according to the invention is shown schematically with reference to the drawing for example shown. 1 is the deck oven. 2 its individual floors, 3 the Passages from one floor to the other. 4 the exhaust pipe, 5 one the well-known evaporator systems for utilizing the exhaust gas heat. 6 the steam drum, 7 the forced circulation pump, 8 are the evaporator tubes attached to the underside of the vault.

Das Verdampferrohrsystem 5/6 kann zwar zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Kühl- und Verdampfungseinric'htung im Innern des Ofens vorgesehen werden, jedoch ist dies nicht unl>edingt notwendig. Die an der Unterseite der Gewölbe angebrachten Verdampferrohre werden, wenn eine Abgaswärmeverwertung 5/6 vorhanden ist, zweckmäßig von der gleichen Umlaufpumpe 7 im Neben.sc'hluß gespeist, wie die Anlage zur Verwertung der Abgaswärme. Diese braucht nicht notwendig ein Kesselsystem nach dem Zwangsumlau.fverfahren zu sein; es kann auch jedes andere Dampfke.stselsystem Anwendung finden. nur muß in diesem Falle eine besondere Pumpe zur Umwälzung des Wassers durch das Rohrsystem im Etagenofen aufgestellt werden. Eine weitere Erhöhung der aus dem Ofen abgeführten Wärmemenge kann durch Anihringung von Ver -dampferrohren 9 an den Seitenwänden des Ofens erzielt werden.The evaporator pipe system 5/6 can in addition to the invention Cooling and evaporation equipment can be provided inside the furnace, however this is not absolutely necessary. The ones attached to the underside of the vault Evaporator tubes are useful if exhaust gas heat recovery 5/6 is available fed by the same circulation pump 7 in Neben.sc'hluß as the plant for recovery the exhaust gas heat. This does not necessarily require a boiler system based on the forced circulation process to be; any other steam cylinder system can also be used. just have to in this case a special pump to circulate the water through the pipe system be placed in the deck oven. Another increase in the amount discharged from the furnace Amount of heat can be obtained by attaching evaporator tubes 9 to the side walls of the Oven can be achieved.

Schließlich ist es auch möglich, auf der Oberseite der Etagen weitere Verdampferrahre 10 anzubringen, doch hat sich in den meisten Fällen herausgestellt, daß die Wärmeaufnahme, vor allem der Rohre 8 und auch der Rohre 9 bereits so gut ist, daß die Rohre 10 keinen so großen Vorteil mehr bringen, um die dadurch bedingte konstruktive Komplikation der Bauweise zu rechtfertigen.Finally, it is also possible to continue on top of the floors To attach evaporator tube 10, but it has been found in most cases, that the heat absorption, especially the tubes 8 and the tubes 9, is already so good is that the tubes 10 no longer bring such a great advantage to the resulting justify constructive complication of the construction.

Die Rohre in der Nähe der Durchtrittsöffnungen 3 können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung entweder mit großem Querschnitt versehen oder in größerer Anzahl als die anderen Rohre angebracht werden, da an dieser Stelle der Wärmeübergang durch Konvektion besonders giin.stig ist, um auch die Konvektionswärme ausnutzen zu können. Die bisher meist angewendete Luftkühlung der Welle 11 und der Arme 12 kann bei Anwendung der erfindungsgemäßen Arbeitsweisse in Fortfall kommen. Andererseits ist es aber auch möglich, z. B. bei schon bestehenden Öfen, die eine Küh.lluftführung eingebaut haben, erwärmte Kühlluft wieder in den Ofen einzuführen, wodurch die von der Kühlluft mitgeführte Wärme wieder in den Ofen zurückgebracht und letzten Endes ebenfalls von den Verdampferrohren 8 u,nd/odier 9 aufgenommen wird. Ebenso ist es auch möglich, die erwärmte Röstluft zur Erwärmung von Wasser zu verwenden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das so erwärmte Wasser als Kesselspeisewasser für den erfindungsgemäßen Zweck zu verwenden.The tubes in the vicinity of the passage openings 3 can according to a further embodiment of the invention either provided with a large cross-section or in greater numbers than the other pipes, because at this point the heat transfer by convection is particularly favorable in order to also reduce the convection heat to be able to exploit. The previously mostly used air cooling of the shaft 11 and the Arms 12 can be omitted when the working method according to the invention is used. On the other hand, it is also possible, for. B. in existing ovens, the one Have installed cooling air ducts to introduce heated cooling air back into the furnace, whereby the heat carried by the cooling air is brought back into the furnace and finally also taken up by the evaporator tubes 8 u, nd / odier 9 will. It is also possible to use the heated roasting air to heat water to use. Another embodiment of the invention provides that the heated in this way To use water as boiler feed water for the purpose according to the invention.

Üblicherweise wird als Kü'hltnedium aufbereitetes Kühlspeisewasser verwendet, doch ist es naturgemäß ebenso möglich, auch höhersiedende Flüssigkeiten, wie- Diphenvl und Diphen_vlenoxyd, Quecksilber u. dgl., zu verwenden.Usually, treated cooling feed water is used as the cooling medium used, but it is of course also possible to use higher-boiling liquids, How to use Diphenvl and Diphen_vlenoxyd, mercury and the like.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Betrieb von Etagenröstöfen mit im Innern des Ofens angeordneten Kühlrohren, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem flüssigcn Kühlmedium durchströmten Kühlrohre feststehend unterhalb der Etagengewölbe angeordnet sind und das flüssige Kühlmedium durch Aufnahme wenigstens eines Teiles der Röstwärme als Strahlungswärme zum Verdampfen gebracht wird und der Ofen mit mehr Röstgut beaufschlagt wird, als ohne die Anwendung der Innenkühlung zulässig wäre. PATENT CLAIMS: 1. Process for operating deck roasting ovens with im Inside the furnace arranged cooling tubes, characterized in that the one Liquid cooling medium flowed through cooling tubes fixed below the storey vaults are arranged and the liquid cooling medium by receiving at least one part the roasting heat is made to evaporate as radiant heat and the oven with it more roasted food is served than is permitted without the use of internal cooling were. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das d@u,rdh die Kühlorgane im Innern des Ofens zirkulierende wärmeaufnehmende Medium von der gleichen Pumpe gefördert wird wie das wärmeaufnehmende Medium im Alrh,itzeke!ssel im Abgas. 2. The method according to claim 1, characterized in that the d @ u, rdh the Cooling organs inside the furnace circulating heat-absorbing medium of the same Pump is promoted like the heat-absorbing medium in the Alrh, itzeke! Ssel in the exhaust gas. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Welle und Arme des Ofens mit Luft gekühlt werden und die erwärmte Kühlluft zur Vorwärmung des wärmeaufnehmenden Mediums verwendet wird. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that shaft and Arms of the furnace are cooled with air and the heated cooling air for preheating of the heat-absorbing medium is used. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfährens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verdampferrohre an der Unterseite der Gewölbe angebracht sind. 4. Device for performing the Method according to Claims 1 to 3, characterized in that evaporator tubes are attached to the underside of the vault. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß außer den an der Unterseite der Gewölbe antigebrachten Verdampferrohren auch Verdampferrohre an den Seitenwänden des Ofens angebracht sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 239 703, 583 381; schweizerische Patentschrift Nr. 213 239.5. Apparatus according to claim 4, characterized characterized in that in addition to the evaporator tubes attached to the underside of the vault evaporator tubes are also attached to the side walls of the furnace. Into consideration printed publications: German Patent Specifications Nos. 239 703, 583 381; Swiss Patent No. 213,239.
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