DK165176B - Fremgangsmaade samt apparat til kalcinering. - Google Patents

Description

i

DK 165176 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til kalcinering af kalciumsulfatdihydrat eller lignende varmefølsomt materiale samt et kalcineringsapparat og mere specifikt et apparat til kalcinering af kalciumsulfatdihydrat eller gips.

5

En af de mest anvendte metoder, ved hvilken gips er blevet kalcineret industrielt, er ved indirekte eller ydre opvarmning af et leje af gips med en væsentlig dybde i en såkaldt "kedel". Sådanne kedler kan drives chargevis eller ved en kontinuerlig proces, således som beskrevet i GB 10 1.018.464. I de senere år er varmeinputtet til kedler forøget, og pro duktionshastigheden er derved forbedret ved den direkte indføring af varme gasser i lejet gennem et rør, der er udstrakt nedefter fra toppen af karret, og som er forsynet med mindst en åbning i sit nedre område, således som beskrevet i GB 1.488.665. Endvidere er der i GB 15 2.043.219 beskrevet et kalcineringskar med en anden form, der har skråtstillede sidevægge for at tilvejebringe et mindre tværsnitsareal ved karrets bund end ved lejets top, samt et nedefter udstrakt varme-rør, der udmunder i karrets indre nærliggende bunden for overføring af varme gasser ind i lejet.

20

Det har vist sig, at kalcineringsteknikker, hvori der anvendes direkte opvarmning ved indføring af varm gas, har en tendens til at frembringe en andel uopløselig anhydrit (anhydrit II), som er skadelig ved fremstilling af gipsplader. Det antages, at en væsentlig faktor ved frem-25 stilling af uopløselig anhydrit er temperaturen i den varme gas, når den først er i kontakt med gips i lejet.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at reducere andelen af uopløselig anhydrit, som er frembragt ved en kalcineringsproces, der 30 omfatter direkte indføring af varme gasser i et gipsleje, og dette opnås ved at reducere temperaturen i den varme gas, som kommer i kontakt med gipsen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at varmgassens 35 temperatur reduceres, før den kommer i direkte kontakt med materialet i lejet ved indirekte varmeudveksling gennem rørets væg med mindst én relativ kold substans, der er kompatibel med lejets materiale, hvilken substans eller substanser selv kommer i kontakt med lejets materiale, før dette kommer i kontakt med den varme gas.

DK 165176B

2

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at varmgasrøret langs en del af sin længde er omsluttet af et ydre rør, der forløber fra et niveau oven over lejets top (når apparatet er i drift) til et niveau under lejets top, og at organer er tilvejebragt for indføring 5 af mindst en kold kompatibel substans i et øvre område af det ydre rør.

Ifølge den foreliggende opfindelse er det nedefter udstrakte varme gasrør i et kalcineringsapparat af den ovenfor beskrevne type kun 10 langs en del af sin længde omsluttet af et ydre rør, der er udstrakt fra et niveau ovenover det for lejet, når apparatet er i drift, til et niveau nedenunder det for lejet, og der er tilvejebragt organer for indføring af mindst en kold substans, der er kompatibel med Tejets materiale i et øvre område af det ydre rør, hvorved substansen reduce-15 rer den varme gas7 temperatur ved varmeudveksling gennem varmgasrøret, før den varme gas fra den nedre ende af det ydre rør strømmer ud i lejet.

Den varme gas kan være fremstillet ved hjælp af en brænder, der for-20 trinsvis er anbragt i et øvre område inden i det indre rør, nærliggende det øvre område af det ydre rør.

Den relativt kolde, kompatible substans, der anvendes til dette formål, kan hensigtsmæssigt være pulveriseret gips eller gasser, der er 25 recirkuleret fra udstødssystemet efter adskillelse af støv, eller kan omfatte begge disse materialer. Pulveriseret gips, der er indført i det ydre rør, kan delvis eller totalt omfatte den forsyning af kalciums ulfatd i hydrat, der skal kalcineres, og som kan udgøres af gipsmi neral eller en anden dihydratkilde. Kalciumsulfat eller recirkule-30 rede gasser passerer ned igennem det ydre rør og præopvarmes, før de trænger ind i lejet, medens de samtidig reducerer temperaturen i gassen i det varme gasrør, før de derefter trænger ind i lejet. En yderligere kilde for kompatibelt materiale til indføring i det ydre rør er recirkuleret semihydrat, for eksempel afledt fra et støvopsamlingsar-35 rangement for udstødsgasser fra kalcineringskarret.

Opfindelsen er særlig fordelagtig, idet den ikke reducerer den termiske effektivitet for kalcineringsprocessen. Da kun det ydre rør er udstrakt over en del af længden af det varme gasrør inden i lejet, vil

DK 165176 B

3 den substans, der passerer gennem det ydre rør, desuden ikke blive udsat for de høje modtryk, som opleves af opvarmningsgassen ved den nedre ende af det varme gasrør, og kræver derfor en lille kraft, for eksempel til at pumpe recirkulerede gasser gennem det ydre rør.

5

Opfindelsen vil herefter som et eksempel blive beskrevet yderligere under henvisning til den medfølgende tegning, figur 1 viser et skematisk lodret snit gennem en kalcineringskedel 10 med direkte opvarmning i et varmgasrør, der er modificeret i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, og figur 2 et tilsvarende billede af en anden udførelsesform for en kalcineringskedel omfattende en tilsvarende modifikation.

15 Det i figur 1 viste kalcineringsapparat omfatter et ydre opvarmet stål -kar 10, der er omgivet af en varmekappe eller et varmekammer 11, hvortil varme leveres ved hjælp af en brænder 12. Karret kan på konventionel måde være forsynet med en roterende omrører 13 og med tværrør eller trækkanaler for at bringe de varme gasser i tættere varmeudveks-20 ling med karrets indhold, selv om sidstnævnte, af hensyn til overskueligheden, er udeladt fra tegningen. Karret er forsynet med et låg 14, der har en åbning 15 for udstødsgasser, og en yderligere tilgangsåbning 16, der almindeligvis anvendes for indføring af pulveriseret gips.

En reguleret afgang 17 ved bunden af karret gør det muligt at dumpe 25 karrets indhold, for eksempel ved chargevis arbejde og et udløb 18, der er anbragt i niveauet for lejets top, og som er beskyttet af en skærm 19, gør det muligt for kedlen at blive drevet kontinuerligt, således som beskrevet i 6B 1.018.464.

30 Karret er i overensstemmelse med GB 1.488.665 forsynet med et varmerør 21 af stål eller andet varmel edende materiale, som er udstrakt nedefter i karret og som har en eller flere åbninger ved sin nedre ende 22 i det nedre område af karret. Varme gasser, for eksempel varme gasfor-mige forbrændingsprodukter, indføres enten ved den øvre ende af røret 35 fra en ydre kilde eller de frembringes i den øvre del af røret ved hjælp af en brænder 23, således som vist på tegningen. Med det sidstnævnte arrangement indføres brændstof gennem en ledning 24 og luft til forbrændingsformål gennem et rør 25. Den varme gas, der indføres i lejet gennem røret 21, tilvejebringer yderligere varmeinput i forhold

DK 165176B

4 til det, som ledes gennem karrets vægge fra kappen 11 og er samtidig medvirkende til at fluidisere materialet, som kalcineres i karret.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse er den øvre del af 5 røret 21 omsluttet af et ydre rør 26, der kun er udstrakt over en del af røret 21's længde og som ender under toppen 27 af lejet af materiale i karret, men i en væsentlig afstand oven over åbningen ved den nedre ende 22 af det varme gasrør. Det ydre rør er hensigtsmæssigt udstrakt gennem karrets låg 14, således som vist på tegningen og kan 10 være forsynet med indløb for faste materialer 28 eller indløb for gas-formige materialer 29 eller begge.

Det foretrækkes, at brænderen 23 er monteret inden i det indre rør 21 i en stilling umiddelbart neden under karrets låg 14.

15

Udstødsgasudløbet 15 er forbundet med en cyklonstøvseparator 31, hvorfra en kanal 32 fører til en slutstøvkollektor og en efterfølgende afgang for udstødsgassen. Hvis kolde udstødsgasser skal recirkuleres til det ydre rør 26, udtages de hensigtsmæssigt fra kanalen 32 og pum-20 pes ved hjælp af en blæser 33 til gasindløbet 29, således som vist på tegningen. Fint adskilt kalcineret materiale genvindes ved bunden 34 af cyklonen 31 og, hvis det ønskes, kan det recirkuleres til faststofindløbet 28, således som illustreret med en stiplet linie.

25 I figur 2 vil elementer, som svarer til de, der er vist i figur 1, være forsynet med samme henvisningsbetegnelser. Imidlertid er kalcine-ringskarret af den type, der er beskrevet i GB 2.043.219, og har et omvendt frustokonisk område 41, der indeholder materialelejet. En øvre cylindrisk del 42 af karret forløber oven over niveauet for lejet og 30 er forsynet med et låg 43, og dette øvre område fungerer i det væsentlige som en frigørelseszone for faststoffer, der er båret op med udstødsgasserne. Karret 41 er varmeisoleret og er ikke udvendigt opvarmet, selv om en lille grad af opvarmning kan være tilvejebragt i iso-lereringen som modvægt for eventuelt varmetab gennem væggen. En åbning 35 44 nær karrets bund står i forbindelse med et overfald 45, der i drift bestemmer niveauet 27 for lejet.

Et varmgasrør 21 forløber gennem karrets låg 43 til en stilling nær ved bunden, hvor dets åbne bund 22 modtager et indre fremspring 46,

DK 165176B

5 fortrinsvis konisk, på karrets bund, hvilket er medvirkende til at forbedre fordelingen af gasser, der strømmer ud fra rørets bund 22. Gasrøret 21 kan også være forsynet med slidser 48 i den nedre del af sin sidevæg for yderligere at forbedre fordelingen af gasser.

5

Arrangementet for varmgasrøret 21, organerne for levering af varm gas, tilvejebringelsen af et ydre rør 26 og organerne for indføring af forskellige substanser i det ydre rør, er alle tilvejebragt, således som beskrevet i forbindelse med figur 1, ligesom det er tilfældet med de 10 organer, der anvendes for at adskille støv fra udstødsgasserne for recirkulering af kold udstødsgas eller genvundet, pulveriseret materiale fra cyklonen til det ydre rørs indløb. Det ydre rør 26 kan hensigtsmæssigt være forhindret i at foretage nogen bevægelse ved hjælp af fastholdelsesorganer som for eksempel fjedre 50.

15

Det foretrækkes, at brænderen 23 er positioneret inden i det indre rør 21 i en stilling umiddelbart neden under karrets låg 43.

Opfindelsen vil herefter blive beskrevet yderligere ved hjælp af de 20 efterfølgende eksempler.

EKSEMPLER

Gips blev kalcineret ved anvendelse af et gasfyret kalcineringskar, 25 således som beskrevet i GB 2.043.219, modificeret i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, således som vist i figur 2. Kalcine-ringsprocessen blev foretaget enten med udstødsgasser, recirkuleret via kanalen 32 og blæseren 33 til gasindløbet 29 eller med kold mineral indfødning til faststofindløbet 28 eller med begge, således som 30 indikeret i tabel 1. Andelen af uopløselig anhydrit, som forekommer i det kalcinerede produkt, der forlader overfaldet 45 og cyklonen 31's bund 34, blev bestemt og er også vist i tabel 1.

Værdier for procentvis overskydende luft er angivet i tabel 1 og indi-35 kerer mængden af luft, der trænger ind i brænderrøret i overskud i forhold til det, som er nødvendig for en komplet forbrænding af brænderens brændselsgas, udtrykt som en procentdel af den støkiometriske mængde, der er nødvendig for komplet forbrænding.

DK 165176B

6 c +j o r— rs -V _i in cn -9- o -D >1 -

P O U I'-. CO'S··—t CM

-r- i.

S- O. CO Ό C S->i;r- 4-

C

<0 o a> —- m ό

B+>r-i— CO

Q. 3 4-O Ό S- 3 o ti m σι n ro m i- > ► Λ Λ Λ ft

SSO-OCO CM CM Ο O

Ό 0) CO > ίο 4--C--- I +-> S·14- 3 f" CM *9 «0- CT)

WJ I— Γ—I O "O· O' LO

S— r-l r—I i—( i—I i—4 a ω ·—< > T3 o c -J cu £ ** É CSJ Q) »H r—I fs +J *4 »* *> λ #.

4- (O f-- CM CM 00

3 0 CO 00 00 CO

i— CO CO CO CO «9· CO CO Ο O "9- (/) ·* r* «v co ο o t-- co CT i—l 1—I i—I 1—I 1—4 4-

CO I

(/)

9) BIS. II

M C 9) I i~ I i I 3 3 I

r— -·- (/> I I Q) ω c C E

0) 5— i“ TJ (/) (— r— *r— *r— *r— l ί. I O ··“ >0)0 3 IO 3i— i— C i— £3 i— C V) -r- (Λ-r- i— £3

•r C D) 0)^ί Φ ID O COO COO Ό (J Ο) "Ο Ο Ο) <0 O

5- -i-C E (/) S- S- -1— s_-r- 1--1- S Φ C Ό. 0) E i- -r-

Ζέ Ο -I- 0) "O ··— O) CD 4-> ω 4-> d)+i +JS--I- +-> 5- ··— Q) +J

CO r— +-) DIB U C C)C E -ϋ E -ii (/) (/) S- « W i. CJd 0)(00) E +-> 0) -·- -I- 0) -1-0) -1-0) "0(00) Ό (O 0) -I— Q) CO -ii .£3 i-HMS-S-e-r-J 21 Ό Σ'D => D)i— 33 Or- E -o 0) Τ

Ο. O

ε s-

0) +J

(Λ c o LU r-l CM CO o-

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til kalcinering af kalciumsulfatdihydrat eller lignende varmefølsomt materiale ved opvarmning af materialet i et leje 5 ved direkte indføring af varm gas gennem et rør, der er udstrakt nedefter i lejet, kendetegnet ved, at varmgassens temperatur reduceres, før den kommer i direkte kontakt med materialet i lejet ved indirekte varmeudveksling gennem rørets væg med mindst én relativ kold substans, der er kompatibel med lejets materiale, hvilken substans 10 eller substanser selv kommer i kontakt med lejets materiale, før dette kommer i kontakt med den varme gas.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, k e n d e t e g n e t ved, at kalcineringen udføres kontinuerligt, og at den kompatible substans omfatter 15 en kontinuert forsyning af friskt materiale, der skal kalcineres.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den kompatible substans omfatter relativt kold udstødsgas fra lejet og hvorfra støv, der føres væk af udstødsgassen, er blevet adskilt. 20

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at den kompatible substans omfatter støv, der er adskilt fra udstødsgassen, der forlader lejet.

5. Apparat til kalcinering af kalciumsulfatdihydrat eller lignende varmefølsomt materiale, omfattende et kar, der er beregnet til at indeholde et leje af materialet og et rør, der er udstrakt nedefter fra karrets top og som i sin nedre del er forsynet med mindst en åbning for direkte indføring af varm gas i lejet, kendetegnet ved, 30 at varmgasrøret (21) langs en del af sin længde er omsluttet af et ydre rør (26), der forløber fra et niveau oven over lejets top (27) (når apparatet er i drift) til et niveau under lejets top, og at organer (28,29) er tilvejebragt for indføring af mindst en kold kompatibel substans i et øvre område af det ydre rør.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt organer (28) for indføring af friskt materiale, der skal kalcineres i det øvre område af det ydre rør. 35 8 DK 165176B

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at en støvseparator (31) er forbundet med det øvre område af karret (10,42) for at adskille støv fra udstødsgas, som forlader karret, og at der er tilvejebragt organer (33,29) for recirkulering af udstødsgas fra støv- 5 kollektoren til det øvre område af det ydre rør.

8. Apparat ifølge krav 5,6 eller 7, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt organer (34,28) for recirkulering af adskilt støv fra støvseparatoren (31) til det øvre område af røret. iO

9. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 5-8, kendetegne t ved, at den varme gas leveres af en brænder (27), som er anbragt i varmgasrøret (21) ved et niveau umiddelbart under karrets top (14,43). 15 20 25 e 30 35