NO171589B - Fremgangsmaate og apparat for kalsinering av gips eller lignende materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for kalsinering av kalsiumsulfatdihydrat e.l. varmefølsomt materiale ved oppvarming av materialet i ett skikt ved direkte innføring av varm gass gjennom et rør som utstrekker seg nedover inn i skiktet. Oppfinnelsen vedrører også et apparat av den i innledningen til krav 5 angitte art.

En av hovedmetodene for kalsinering av gips i industriell måle-stokk er bruken av indirekte eller ytre oppvarming av et lag eller skikt av gips med vesentlig dybde i en såkalt "kjel". Slike kjeler kan drives satsvis eller med en kontinuerlig pro-sess som beskrevet i britisk patent 1 018 464. I den senere tid har varmetilførselen til kjeler blitt øket og fremstillings-hastigheten er derved blitt utvidet, ved direkte innføring av varm gass til skiktet gjennom et rør som utstrekker seg nedover fra toppen av beholderen og hvor røret er utstyrt med minst én åpning i det nedre område, slik det er beskrevet i britisk patent 1 488 665. Videre er det i britisk patent 2 043 219 beskrevet en kalsineringsbehoider med en annen form, som har skrå sidevegger for å tilveiebringe et mindre tverrsnittsareal ved bunnen av beholderen enn ved toppen av skiktet, med et nedover forløpende oppvarmingsrør som åpner til det indre av beholderen nær bunnen for gjennomføring av varm gass inn i skiktet.

Det er funnet at kalsineringsteknikker hvor det benyttes direkte oppvarming ved innføring av varm gass har en tendens til å frembringe en del uoppløselig anhydritt (anhydritt II) som er ugunstig ved fremstilling av gipsplater. Man antar nå at en viktig faktor ved fremstillingen av uløselig anhydritt er temperaturen for den varme gass når den først kommer i kontakt med gipsen i laget.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å redusere andelen av uløselig anhydritt som frembringes ved en kalsine-ringsprosess som innbefatter en direkte innføring av varme gasser i et skikt eller lag av gips. Denne hensikt oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat som er kjennetegnet ved det som

fremgår av patentkravene.

Ifølge oppfinnelsen er det nedoverforløpende varmgassrør i kalsineringsapparatet av den type som er beskrevet ovenfor langs bare en del av sin lengde omgitt av et ytre rør som utstrekker seg fra et nivå over skiktets nivå når apparatet er i drift, til et nivå under lagets nivå, og det er anordnet innretninger for innføring i en øvre del av det ytre rør av minst én kjølesubstans som er forenlig med materialet i skiktet, idet substansen reduserer temperaturen for den varme gass ved varmeveksling gjennom varmgassrøret før den føres ut fra den nedre ende av det ytre rør og ut i skiktet.

Den varme gass kan frembringes ved hjelp av en brenner som

er plassert fortrinnsvis i et øvre område av det indre rør nær det øvre område av det ytre rør.

Den relativt kjølige, forenlige substans som benyttes til dette formål kan hensiktsmessig være pulverformet gips eller gasser som resirkuleres fra utløpssystemet etter foretatt utskillelse av støv, eller kan innbefatte begge disse materialer. Pulverformet gips som innføres i det ytre rør kan omfatte en del av eller all tilførsel av kalsiumsulfatdihydrat som skal kalsineres, som kan være mineralsk gips eller en annen kilde av dihydrat. Kalsiumsulfat eller resirkulerte gasser som føres ned gjennom det ytre rør blir forvarmet før de går inn i skiktet mens de samtidig reduserer temperaturen for gassen i varmgass-røret før den på sin side går inn i skiktet. En ytterligere kilde av forenlig materiale for innføring i det ytre rør er resirkulert semihydrat som f.eks. er utledet fra et støvsamler-system for utløpsgassene fra kålsineringsbeholderen.

Oppfinnelsen har den spesielle fordel at den ikke reduserer den termiske effektivitet for kalsineringsprosessen. Da det ytre rør bare utstrekker seg over en del av lengden til varm-gassrøret i skiktet, vil dessuten substansen som føres gjennom det ytre rør ikke møte det høye mottrykk som dannes av oppvar-mingsgassen ved den nedre ende av varmgassrøret og krever der- for relativt liten kraft, f.eks. ved pumping av resirkulerte gasser gjennom det ytre rør.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: - fig. 1 et skjematisk vertikalsnitt gjennom en kalsinerings-kjel med en direkte oppvarming i varmgassrøret, modifisert

i samsvar med oppfinnelsen, og

- fig. 2 et tilsvarende riss av en annen utførelse av en kal-sineringsbeholder innbefattende en tilsvarende modifikasjon.

Kalsineringsapparatet som er vist på fig. 1 omfatter en ytre oppvarmet stålbeholder 10 som er omgitt av en oppvarmingsmantel eller et kammer 11 til hvilket varme tilføres med en brenner 12.Beholderen kan være utformet på vanlig måte med en rote-rende røreanordning 13 og med tverrør eller trekkanaler for å bringe de varme gasser til mere intim varmeveksling med innhol-det i beholderen selv om sistnevnte er utelatt fra tegningen av oversiktsgrunner. Beholderen er utstyrt med et lokk 14 med en åpning 15 for utløpsgassene og en ytterligere tilgangsåpning 16 som vanligvis benyttes ved innføring av pulverformet gips. Et styrt utløp 17 ved bunnen av beholderen muliggjør at inn-holdet i beholderen kan tømmes ut, f.eks. ved satsvis arbeid, og et utløp 18 på nivå med toppen av skiktet, hvilket utløp er beskyttet med en ledeplate 19, muliggjør at kjelen kan drives kontinuerlig som beskrevet i britisk patent 1 018 4 64.

Beholderen er i samsvar med britisk patent 1 488 665 utstyrt med et oppvarmingsrør 21 av stål eller annet varmeledende materiale som utstrekker seg nedover i beholderen og har en eller flere åpninger ved sin bunnende 22 i det nedre område av beholderen. Varmgasser, f.eks. varme gassformede forbrenningsproduk-ter ble enten innført ved den øvre ende av røret fra en ytre kilde eller frembringes i den øvre del av røret ved hjelp av en brenner 23 som vist på tegningen. Ved sistnevnte anordning blir brennstoff innført gjennom en ledning 24 og luft for forbren-ningsformål gjennom et rør 25-, Varmgassen innføres i skiktet gjennom røret 21 og sørger for ekstra varmeinnførsel ut over den varme som ledes gjennom veggene i beholderen fra mantelen 11 og hjelper samtidig til å fluidisere materialet som blir kalsinert i beholderen.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er den øvre del

av røret 21 omgitt av et ytre rør 26 som utstrekker seg langs bare en del av lengden for røret 21 og ender under toppen 27 av materiallaget i beholderen, men i en vesentlig avstand over åpningen ved bunnen 22 av varmgassrøret. Det ytre rør utstrekker seg hensiktsmessig gjennom lokket 14 av beholderen som vist på tegningen og kan være utstyrt med innløp for fast materiale 28 eller innløp for gassformet materiale 29 eller begge deler.

Det er foretrukket at brenneren 23 er montert i det indre rør 21 i en stilling like under lokket 14 på beholderen. Utløpet 15 for utstrømmende gass er forbundet til en syklon-støvsepara-tor 31 fra hvilken en kanal 32 leder til en sluttstøvsamler og derpå følgende utløp for den utstrømmende gass. Hvis kjø-lige utstrømmende gasser skal resirkuleres til det ytre rør 26, blir det hensiktsmessig tatt fra kanalen 32 og pumpet med en vifte 33 til gassinnløpet 29 som vist på tegningen. Findelt kalsinert materiale blir gjenvunnet ved basisen 34 av syklonen 31 og kan hvis ønsket bli resirkulert til faststoffinnløpet

28 som vist med en stiplet linje.

På fig. 2 er deler som svarer til de på fig. 1 gitt de samme henvisningstall. Kalsineringsbeholderen er imidlertid av den type som er beskrevet i britisk patent nr. 2 043 219 og har et omvendt kjeglestumpformet område 41 som inneholder materiallaget eller -skiktet. En øvre sylindrisk del 42 på beholderen utstrekker seg over nivået for skiktet og bærer et lokk 43, idet dette øvre område prinsipielt tjener som en frigiv-ningssone for faste stoffer som bæres opp med de utstrømmende gasser. Beholderen 41 er effektivt foret og er ikke utvendig oppvarmet selv om et lavt oppvarmingsnivå kan anordnes i isola-sjonen for å motvirke varmetap gjennom veggen. En åpning 44 nær bunnen av beholderen står i forbindelse med et overløp 45 som bestemmer nivået 27 for skiktet under drift.

Et varmgassrør 21 utstrekker seg gjennom lokket 43 i beholderen til et sted nær bunnen, hvor dets åpne bunn 22 opptar en inn-vendig fremstående del 46 som fortrinnsvis er konisk og er anordnet på bunnen av beholderen og tjener til å forbedre for-delingen av gassene som strømmer ut fra bunnen 22 av røret. Gassrøret 21 kan også være utstyrt med slisser 48 i det nedre område av sideveggen for ytterligere å forbedre gassfordelingen.

Anordningen av varmgassrøret 21, innretningene for tilførsel

av varmgass, anordningen av det ytre rør 2 6 og innretningen for innføring av forskjellige substanser i det ytre rør er alle slik som beskrevet i forbindelse med fig. 1 og likeledes gjelder dette for innretningen som benyttes for å separere støv fra utløpsgassen og for resirkulering av kjølig utstrøm-mende gass eller gjenvunnet pulverformmateriale fra syklonen til innløpene for det ytre rør. Det ytre rør 26 kan hensiktsmessig bli fastholdt mot bevegelse av holderinnretninger såsom fjærer 50.

Det er foretrukket at brenneren 23 er plassert i det indre

rør 21 i en stilling like under lokket 43 for beholderen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av de følgende eksempler.

EKSEMPLER

Gips ble kalsinert ved bruk av en gassfyrt kalsineringsbehol-der som beskrevet i britisk patent nr. 2 043 219, modifisert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 2. Kalsineringsprosessen ble drevet enten med utløpsgassen resirkulert via kanalen 32 og viften 33 til gassinnløpet 29 eller med kald mineralinnmating til faststoffinntaket 28 eller begge deler, som antydet i tabell 1. Forholdet mellom uløselig anhydritt var tilstede i det kalsinerte produkt som forlot over- løpet 45 og i basisen 34 av syklonen 31 ble bestemt og er også angitt i tabell 1.

Prosentandelen av overskuddsluftverdier som er detaljert angitt i Tabell 1 antyder mengden av luft som går inn i brennerrøret i overskudd til det som er nødvendig for fullstendig kombina-sjon av brennerens brennstoffgass, uttrykt som en prosentandel av støkiometrisk mengde som kreves for fullstendig forbrenning.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved kalsinering av kalsiumsulfatdihydrat eller lignende varmefølsomt materiale ved oppvarming av materialet i ett skikt ved direkte innføring av varm gass gjennom et rør som utstrekker seg nedover inn i skiktet,karakterisert vedat temperaturen for den varme gass reduseres før den kommer i direkte kontakt med materialet i skiktet ved indirekte varmeveksling gjennom rørets vegg med minst én relativt kjølig substans som er forenlig med materialet i skiktet, hvilken substans eller substanser i seg selv bringes i kontakt med materialet i skiktet før sistnevnte kommer i kontakt med den varme gass.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat kalsineringen gjennom-føres kontinuerlig og at den forenlige substans omfatter en kontinuerlig tilførsel av ferskt materiale som skal kalsineres.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den forenlige substans omfatter relativt kjølig utløpsgass fra skiktet fra hvilket støv som var båret ut av utløpsgassen er blitt separert.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat den forenlige substans omfatter støv som er separert fra utløpsgassen som forlater skiktet.

5. Apparat for kalsinering av kalsiumsulfatdihydrat eller lignende varmefølsomt materiale, omfattende en beholder for anbringelse av et skikt av materiale og et rør som utstrekker seg nedover fra toppen av beholderen, og som er utstyrt med minst én åpning i det nedre område for direkte innføring av varm gass i skiktet, karakterisert vedat varmgassrøret (21) er omgitt over en del av sin lengde av et ytre rør (26) som ut strekker seg fra et nivå over toppen (27) av skiktet (når apparatet er i drift) til et nivå under toppen av skiktet, og at det er anordnet innretninger (28, 29) for innføring av minst én kjølig, forenlig substans i et øvre område av det ytre rør.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert vedat det er anordnet innretninger (28) for innføring av ferskt materiale som skal kalsineres i det øvre område av det ytre rør.

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6,karakterisert vedat en støvseparator (31) er forbundet med det øvre område av beholderen (10, 42) for å separere støv fra utløpsgassen som forlater beholderen, og at det er anordnet innretninger (33, 29) for resirkulering av utløpsgassen fra støvsamleren til det øvre område av det ytre rør.

8. Apparat ifølge krav 5, 6 eller 7,karakterisert vedat det er anordnet innretninger (34, 28) for resirkulering av separert støv fra støv-separatoren (31) til det øvre område av røret.

9. Apparat ifølge et av kravene 5-8,karakterisert vedat varmgass er tilført av en brenner .(27) som er plassert i varmgassrøret (21) ved et nivå umiddelbart under toppen (14, 43) av beholderen.