SE435998B - Sett for uppvermning av for industriella processer avsedd processluft - Google Patents

Description

8301698 '-0 I en av en plasmagenerator genererad plasmagas är en del av ingående atomer och molekyler joniserade och dessa joniserade partiklar är ytterst reaktiva. När av en luft- , ström framställd plasmagas övergår till normala betingel- 1 ser vid lägre temperatur erhålles emellertid förutom kväve A och syre också kväveoxider. Kväveoxidernaär som bekant mycket toxiska och ger upphov till bildning av salpeter- syra, som kan förstöra processutrustningen. Vid den tidi- gare kända upphettningen av för masugnar avsedd bläster- luft har någon hänsyn.tillkväveoxidbildningen icke tagits beroende på att den alstrade plasmagasen direkt inblåses i masugnen, där en automatflfl na erhålles under passagen genom masugnsbeskickningen. Ändamålet med föreliggandeuppfinning är att undanröja ovannämnda nackdelar samt att åstadkomma ett sätt för uppvärmning av processluft utan att processluften föro- renas och utan att den ovannämnda kväveoxidbildningen erhålles och som dessutom resulterar i en billigare upp- ~värmning jämfört med en konventionell uppvärmning medelst fossila bränslen.

Detta löses enligt uppfinningen vid det inledningsvis be- skrivna sättet huvudsakligen genom att vattenånga bringas att passera en plasmaganerator och i denna upphettas till en hög temperatur till bildning av en plasmagas, vilken sedan blandas med nämnda processluftström.

Det har nämligen för fackmannen helt överraskande visat sig att ingen kväveoxidbildning uppträder ens i blandninge- zonen då den heta, av vattenånga genererade plasmagasen V blandas med luft. , 8301698-0 Uppfinningen skall i det följande beskrivas nämare un- der hänvisning till de bifogade ritningarna,som i exemp- lifierande syfte visar några tillämpningar av uppfinningen, varvid fig. 1 visar en schematisk vy av en anordning enligt uppfinningen, fíg. 2 visar en schematisk vy av ett kulsinterverk med bandrost försett med den enligt uppfinningen föreslagna varmluftsalstringen och fig. 3 visar ett snitt enligt linjen III - III genom anordningen enligt fig. 2.

I fig. 1 visas således schematiskt en plasmagenerator som betecknas med 1. Plasmageneratorn 1 uppvisar en tillförselledning 2 för en för upphettning avsedd gas- ström, som företrädesvis utgöres av vattenånga. Vid passagen av den i plasmageneratorn alstrade elektriska ljusbågen uppnår gasen ett plasmatillstånd och så kallad plasmagas bildas. Omedelbart efter plasmageneratorn sett i strömningsriktningen är anordnad en vattenkyld forma 3 med tillhörande lansar 4 för tillförsel av eventuellt tillsatsmaterial. Omedelbart efter forman tillföres strömmen av den för uppvärmning avsedda luftvolymen till denennqcket hög temperatur uppvisande plasmagasen, vilket sker genom ett tillopp 7, som utmynnar i vad som kan betecknas som en blandnings- eller reaktions- zon 8. 8301698-0 I fig. 2 visas uppfinningens tillämpning vid ett kulsin- terverk med bandrost. I det här visade kulsinterverket arbetar ett ändlöst band 11 bestående av ett stort an- tal, med varandra förbundna, på skenor rullande vagnar 12 avsedda för transport av agglomererad järnmalmsslig, s.k. pellets genom en ugn 13. Tillförseln av pellets till vagnarna 12 sker kontinuerligt via en rullsikt 14. Vagnar- na 12 passerar i nämnd ordning tvâ torkzoner 15, 16, en förvärmningszon 17, en sintringszon 18 med två efter- sintringszoner 18a, 18b samt tvâ kylzoner 19, 20. Botten- ytorna i dessa vagnar 12 är luftgenomsläppligt utbildade och kunna exempelvis vara gallerformigt eller nätformigt utbildade.

Såsom processluft till kulsinterverket kan exempelvis kylluft från någon annan del av processen användas. Luften inmatas medelst en kylfläkt 21, varvid luften först blå- ses in i kylzonerna 19, 20. En mindre del av luften ge- nomströmmar den sista kylzonen 20, matas medelst en tork- luftsfläkt 22 till den första torkzonen 15 för att ström- ma uppåt genom lagret av pellets i vagnarna och genom en utsugningsfläkt 23 ut i en skorsten 24.

Större delen av den insugna luften ledes upp i ett rör eller kåpa 25, varefter den strömmar ner genom kanaler 25a, 25b till i förvärmningszonen 17 och till i sint- ringszonen 18 anordnade brännare 26 resp. 27. En lämplig fördelning kan vara 4 par brännare i förvärmningszonen och 7 par brännare i sintringszonen.

En liten del av kylluften bringas att strömma ned genom vagnarna i den andra eftersintringszonen 18b, så att sintringsprocessen fullbordas även i de understa pellets- skikten i vagnarna.

(If ;"fl~,__, ______U _.. _ ,.'_'_í 8301698-0 Under sintringszonerna 18a, 18b är anordnad en rekupera- tionsfläkt 28, varifrån luften matas genom en ledning 29 till den andra torkzonen 16 för att efter passage genom de med pellets fyllda vagnarna, tillsammans med luften från sintringszonen medelst en avgasfläkt blåsas ut genom skorstenen.

Vid tillämpning av den enligt uppfinningen föreslagna tekniken på ett sådant kulsinterverk ersättes lämpligen 6 av brännarparen i sintringszonen med plasmageneratorer utformade enligt fig. 1 varigenom den nödvändigauppvärm- ningen av luften uppnås utan kväveoxidbildning.

Volymen av den atomiseringsluft som normalt användes till oljebrännarna är tillräcklig för användning i det enligt uppfinningen föreslagna plasmageneratorerna. Någon ytter- ligare processteknisk omändring, såsom installering av ytterligare fläktar och kompressorer erfordras därför inte om kulsinterverkets processluftuppvärmning sker på det enligt uppfinningen föreslagna sättet. Det enda som krävs är således en installation av de enligt uppfinningen före- slagna plasmabrännarna med tillhörande elektriska utrust- ningar och tillbehör, samt anslutning till en källa för vattenånga eller annan gas.

I fig. 3 visas ett tvärsnitt genom anordningen i fig. 2 enligt linjen III - III, som går genom sintringszonen.

Härav framgår att vagnarna 12 med hjul 31 löper på skenor 32. Den till 900°C uppvärmda luften strömmar från kåpan ner genom kanalerna 25a och 25b till omrâdet för brän- narna, där den värms upp, för att sedan inträda i ugns- området 33 och ner genom de med pellets fyllda vagnarna.

I fig. 3 visas arrangemanget med plasmageneratorer utfor- made enligt uppfinningen såsom visas i fig. 1. Anlägg- ningens funktion kommer att framgå klarare i anslutning till det nedan âtergivna utföringsexemplet. 8301698-0 Det skall observeras att den beskrivna tillämpningen av uppfinningen endast är en av många tänkbara tekniska tillämpningar som kan realiseras tack vare att problemet med kväveoxidbildningen nu har lösts på ett tillfreds- ställandelsätt.

Uppfinningen skall nu belysas ytterligare genom ett ut- sföringsexempel i anslutning till det i fig. 2 och 3 schematiskt âtergivna kulsinterverket.

Exempel Produktionen i kulsinterverket antas uppgå till 420 ton pellets/timma. Tidigare i processen använd luft med en temperatur av ca 900°C utnyttjas som ingångsluft. För själva sintringsprocessen krävs som bekant en temperatur av ca 1300°C. Emellertid får inkommande pellets inte ut- sättas för en sprângvis ökning av temperaturen till 1300°C.

Därför är anordningen så utformad, vilket också framgår av ovanstående detaljerade beskrivning, att man i en förs- ta torkzon använder en torkluft som har en temperatur på ca 25000 varpå lufttermperaturen sakta ökas i förvärmnings-A zoner. Efter sintringszonen är eftervärmningszoner anord- nade, vilket erfordras för att även de pellets som ligger underst skall hinna sintra. Sålunda är det främst i själ- va sintringszonen som skäl föreligger att ersätta tidigare använda oljebrännare med de enligt uppfinningen föreslagna plasmageneratorerna.

Med nämnda produktionskapacitet krävs ett effekttillskott på 39 MW, motsvarande 3,4 ton olja/timma för värmning av approximativt 70.000 Nm3 luft/timma.

Bandugnsverket i utföringsexemplet har 11 brännarpar var- av 7 i sintringszonen. Vid denna tillämpning av uppfin- ningen bytes företrädesvis de 6 sista brännarparen ut _, __ _.______ _____\ 2,9 _______._._ _ ._ .l.____._...4 8301698-0 mot 6 parvis kopplade plasmabrännare. Volymen av den gasström som passerar plasmageneratorerna för bildning av plasmagasen utgör i regel endast ca 10% av den slut- liga erhållna volymen processluft som används för sint- ringen. Ingångstemperaturen på denna gasström är därför inte kritisk.

En förutsättning för en lyckad processutveckling vid så investeringstunga anläggningar som kulsinterverk är givet- vis att eventuella förbättringar kan åstadkommas med mins- ta möjliga ingrepp i den befintliga anläggningen. Dessa krav uppfylles i föreliggande fall där oljebrännaraggre- gaten bara behöver ersättas med plasmageneratorerna till sammans med elutrustning för deras elförsörjning och vissa mindre tillsatser.

Energibehovet vid användning av plasmabrännare och olje- brännare är i stort detsamma. Plasmabrännarnas verknings- grad är dock högre än verkningsgraden för oljebrännarna.

Det väsentliga i sammanhanget är dock att fossila bräns- len, för vilka priserna stigit mycket snabbt, genom upp- finningen kunna ersättas med den väsentligt billigare elenergin.

Claims (3)

samsas-o 8 P a t e n t k r a v

1. Sätt för uppvärmning av för industriella ändamål avsedd processluft till en förutbestämbar temperatur, genom att processluftströmmen blandas med en upphettad gasström i sådana proportioner, att en förutbestämd temperatur uppnås i den resulterande gasströmmen, k ä n n e t e c k n a t av att vattenånga bringas att passera en plasmagenerator och i denna upphettas till en hög temperatur till bildning av en plasmagas, vilken sedan blandas med nämnda processluftström.

2. Sätt enligt krav l, k än n e t e c k n a t av att den i plasmageneratorn genererade plasmagasen blandas in i processluftströmmen omedelbart efter plasmageneratorn.

3. Sätt enligt något av kraven l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t av att den i plasmageneratorn upphetta- de gasströmmen utgör ca 10 % av processluftströmmen.