SE450774B - Sett for kylning av stryckeformigt material samt anordning for genomforande av settet - Google Patents

Description

450 774 Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en kylare för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Det har nu visat sig att man genom utnyttjande av sättet enligt föreliggande uppfinning kan åstadkomma en enhetlig temperatur i det kylda materialet liksom det kan garante- ras att inte någon enskild partikel uppvisar en temperatur överstigande en förutbestämd maximitemperatur, vilket sätt kännetecknas av att den första kylgasströmen bringas att strömma i tvärström gentemot det inkommande materialets flödesriktning, och att den andra kylgasströmmen bringas att strömma i motström mot det genom kylaren strömmande materialet, varvid storleken på den första och den andra kylgasströmmen regleras i omvänt förhållande till varandra för optimering av kylverkan.

Kylgasen avdrages genom ett övre utlopp varvid enligt en föredragen utföringsform den utgående kylgasens tempera- tur registreras medelst termoelement eller motsvarande.

Härvid kan storleken av den första respektive den andra kylgasströmmen regleras i beroende av temperaturen i nämnda kylgasuttag medelst ett självoptimerande regler- system, vilket påverkar en eller flera reglerventiler placerade i inloppsledningarna för kylgasen. I Enligt en utföringsform av uppfinningen kan den avgåen- de heta, med stoftpartiklar bemängda kylgasen renas och komprimeras för att sedan âtercirkuleras.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen bestäms den hastighet med vilken det styckeformiga materialet under tyngdkraftens inverkan förflyttar sig nedåt genom kylaren av en i kylarens botten anordnad utmatningsanord- ning. Det totala kylgasflödet regleras sedan i förhållan- de till den av kylarens utmatningsanordning bestämda pro- NI 450 774 duktionshastigheten.

Vid kylning av järnsvamp utnyttjas företrädesvis som kyl- gas en huvudsakligen N2 och/eller C02, eventuellt med in- blandning av H2 och CO, innehållande gas. Vid kylning av kulsinter kan luft utnyttjas som kylgas.

Partikelstorleken för det styckeformiga materialet ligger företrädesvis inom ett intervall av 4 - 25 mm, varvid materialet vanligen innehåller en finandel uppgående till 10 - 15%, vilken finandel uppvisar en partikelstorlek understigande ca 4 mm. Partiklar med en storlek översti- gande ca 25 mm avskiljes företrädesvis före inloppet till gaskylaren på ett galler eller liknande.

Anordningen för kylning av styckeformigtmaterial innefattar en vertikal, isolerad, gastät cylindrisk behållare med ko- nisk botten och med ett eventuellt ventilförsett inmatnings- rör, i vilken behållare materialet rör sig under tyngdkraf- tens inverkan, samt en i kylarens botten anordnad, materia- lets strömningshastighet bestämmande utmatningsanordning, innefattande en centralt i behållaren anordnad konisk styr- yta med sin spets belägen centralt under inmatningsröret för det styckeformiga materialet och pålett visst förut- bestämt avstånd från inmatningsrörets mynning, en tillför- selledning för en första kylgasström till under nämnda styr- yta, en tillförselledning för en andra kylgasström till en centralt i behållarens nedre koniska del belägen gasfördel- ningsanordning, samt av ett övre utlopp, och vilken anord- ning kännetecknas av att den koniska styrytans toppvinkel är avpassad så att den överensstämmer med rasvinkeln för det inkommande materialet och att avståndet mellan inmat- ningsrörets nwnning och styrytans spets är anordnad regler- 450 774 bart, varigenom tjockleken hos det materialskikt som ström- mar förbi den koniska styrytan i kylarens tvärströmningsom- råde kan regleras.

Inmatningsröret är företrädesvis anordnat att alltid vara åtminstone delvis materialfyllt, och genom anpassning av inmatningsrörets längd och diameter uppnås att den i in- matningsröret stående materialpelaren motverkar utström- ning av kylgas till ovanför liggande anläggningsenheter.

Den i behållarens nedre koniska del, dvs. i kylarens mot- ströms område, anordnade gasfördelningsanordningen upp- visar åtminstone en nedåtriktad gastillförselspalt från vilken gasen strömmar uppåt i motström mot det stydke- formiga materialet, som rör sig nedåt genom den ringspalt som bildas mellan behållarens nedre koniska vägg och gas- fördelningsanordningen. Vid behov uppvisar gasfördelnings- anordningen flera ringformiga gastillförselspalter med nedåt avtagande diameter. Fördelningen av gasflödet ge- nom nämnda ringspalter regleras medelst i anslutning till ringspalterna anordnade strypskivor.

Vid kylarbehållarens nedre del är anordnad en utmatnings- anordning, som bestämmer matningshastigheten genom kyla- ren. Företrädesvis är vid behàllarens mynning anordnad en ficka, i vilken kan vara anordnad en tillförselanord- 450 774 ning för en tätningsgas, varigenom erhålles en tryckutjäm- ning och man undviker att kylgasen väljer att strömma nedåt istället för uppåt i motstrànmot materialet. Utmat- ningsröret från behållaren kan vidare vara utformat som tätningsrör varvid tryckfallet över en i röret stående materialpelarebegränsar gasutströmningen.

Utmatningsanordningen kan företrädesvis utgöras av en ro- torventil, som vid stillastående kan bära upp en material- pelare.

Ytterligare fördelar och kännetecken hos uppfinningen kom- mer att framgå av nedanstående detaljerade beskrivning i anslutning till bifogade ritning, pâ vilken figuren visar ett schematiskt tvärsnitt genom en föredragen ut- föringsform av en kylare enligt föreliggande uppfinning.

I figuren visas sålunda en kylare för genomförande av processen enligt uppfinningen, i form av en vertikal, cylindrisk behållare 1 med koniskt avsmalnande botten 2.

Behållaren 1 är åtminstone delvis försedd med en eldfast infodring 3 samt är utbildad gastät.

Kylaren är i första hand avsedd för styckeformigt material med partikelstorlekar på ca 4 - 25 mm, och med en finan- del på ca 10 - 15%, dvs. med partikelstorlekar understigan- de ca 4 mm.

Styckeformigt material matas in i behållaren 1 genom ett inmatningsrör 4, varvid partiklar med en storlek översti- _gande ca 25 mm avskiljes på ett galler eller liknande så- som antydes vid 5, före inmatningen i kylaren. Inmatnings- röret kan dessutom vara försett med en gastät avstängnings- ventil 6. Inmatningsrörets mynning 7 är vidare föreüädesüs anordnad reglerbar i höjdled, vilket kommer att beskrivas 450 774 närmare nedan.

Då materialet, som betecknas med 8, strömmar in i behålla- ren träffar det en konisk styryta 9, vars toppvinkel vä- sentligen överensstämmer med det inkommande materialets rasvinkel. Konan utgöres av en plåt, som är anordnad centralt i behållaren och ligger i linje med inmatnings- rörets symmetriaxel, varigenom materialet kommer att för- delas jämnt runt den cylindriska behållaren. Genom anpass- ning av avståndet mellan inmatningsrörets mynning och ko- nan, liksom anpassning av inmatningsrörets diameter efter det aktuella styckeformiga materialet kan inmatningsröret hållas åtminstone delvis materialfyllt och kommer därvid att fungera som gaslås. Avståndet påverkar vidare direkt tjockleken på det förbi den koniska styrytan.strömmande materialskiktet 10.

Under den koniska styrytan 9 mynnar en gastillförselled- ning 11 med öppningar 12. Gasen fördelas ut från det ut- rymme som bildas under den koniska styrytan och ovanför det inrasade materialet och strömmar i tvärström genom materialskiktet 10 till ett kylgasutlopp 13. 1 Kylgas tillföres kylaren från en gemensam, med fläkt 14 och regleranordning 15, försedd huvudledning 16, som de- las upp i en med reglerventil 17 försedd första till- förselledning 18, genom vilken tillföres kylgas till un- der den koniska styrytan 9, och en andra tillförselledning 19, för tillförsel av kylgas till en i kylarens koniskt avsmalnande moströmsdel 2 belägen gasfördelningsanordning 20.

Gasfördolningsanordningon 20 utgöres i det visade utföran- det av en övre, nedåt sig utvidgande fördelningskammare 21. Under denna är anordnade koncentriska ringar 22, 23 .w 450 774 till bildning av en eller flera ringformiga gastillför- selspalter 24, 25, liksom en central gastillförselledning 26, från vilka kylgasen bringas att strömmaupp ilmflæïrönnnt åßtí-åetringformiga utrymmet 27, som bildas mellan gastill- förselanordningen 20 och behållarväggen 2 nedåt strömmande materialet. Fördelningen av gasflödet genom de ringformiga spalterna 24, 25 och den centrala ledningen 26 regleras medelst strypskivor eller liknande. Kylgasen avdrages se- dan tillsammans med kylgasen från tvärströmsdelen genom det gemensamma kylgasutloppet 13.

Det kylda materialet lämnar kylaren genom ett centralt bot- tenutlopp 28, från vilket materialet passerar en ficka 29 och ett utmatningsrör 30, vars längd och diameter är avpassad så att en i materialet stående materialpelare motverkarutströmning av kylgasen. Fickan 29 utnyttjas vid kylning av järnsvamp varvid är anordnad en tillför- selanordning 31 för tätningsgas i form av H2 och/eller C02.

Vid kylning av kulsinter då luft utnyttjas som kylgas utnyttjas ej ficka och tätningsgas.

En utmatare 32, som bestämmer hastigheten med vilken ma- terialet matas genom kylaren är anordnad i utmatnings- rörets nedre ände. Denna utmatare kan exempelvis vara av typen rotorventil, som kan bära upp en materialpelare i röret vid eventuellt stopp.

Den heta, stoftbemängüakylgasen kan renas i en tvätt 33 för att sedan åtminstone delvis komprimeras och recirku~ leras till kylaren. 450 774 Det totala kylgasflödet bestäms av den totala produk- tionen, som i sin tur styrs medelst utmatningsanordningen 32. Fördelningen av kylgasflödet mellan tvärströms- och motströmszonerna i kylaren kan enligt den föredragna ut- föringsformen ske medelst ett självreglerande optimerings- system. Den bästa kylverkan erhålles då utgående kylgas- temperatur är maximal och genom att medelst termoelement 34 eller motsvarande avkänna temperaturen i den utgående kylgasen kan medelst reglerventilen 17 i den första kyl- gastillförselledningen 18 och den vid 35 antydda process~ enheten det totala kylgasflödet optimeras mellan tvär- strömskylning respektive motströmskylning.

Vid kylning av järnsvamp utnyttjas företrädesvis en kylgas som huvudsakligen innehåller N2 och/eller C02, eventuellt med inblandning av CO och H2- Vid kylning av kulsinter kan luft användas som kylgas. qi?

Claims (15)

450 774 P a t e n t k r a v

1. Sätt för kylning av styckeformigt material såsom järnsvamp, kulsinter etc., från en temperatur av exempel- vis 700 - IOOOOC till en temperatur understigande cirka lO0°C, vid vilket det styckeformiga materialet från en framförvarande processenhet tillföres en vertikal kylare och bringas i kontakt med kall kylgas, som tillföres centralt inne i nämnda vertikala kylare, varvid en första kylgasström tillföres i kylarens övre del och varvid en andra kylgasström tillföres i kylarens nedre del, k ä n n e t e c k n a t av att den första kylgasströmmen bringas att strömma i tvärström gentemot det inkommande materialets flödesriktning, och att den andra kylgasström- men bringas att strömma i motström mot det genom kylaren strömmande materialet, varvid storleken på den första och den andra kylgasströmmen regleras i omvänt förhållande till varandra för optimering av kylverkan.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kylgasen avdrages genom ett övre utlopp i vilket den ut- gående kylgasens temperatur avkännes medelst termoelement eller motsvarande. |

3. SättenligtkraVZ,kännetecknatavatt förhållandet mellan den första respektive den andra kyl- gasströmmen regleras i beroende av temperaturen i nämnda kylgasuttag medelst ett självoptimerande reglersystem, vilket påverkar en eller flera reglerventiler placerade i kylgasens inlopps ledningar .

4. , Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att fördelningen av första respektive andra kylgasström relgeras så att maximal temperatur erhålles i den utgåen- de kylgasströmmen. 450 774 10

5. _Sätt enligt krav 1 - 4, k ä n n e t e c k n a t av att det styckeformiga materialet bringas att röra sig ge- nom kylaren under tyngdkraftens inverkan med en hastig- het som bestäms av den i kylarens botten anordnade utmat- ningsanordningen.

6. Sätt enligt krav 1 - 5, k ä n n e t e c k n a t av att totala kylgasflödet regleras i förhållande till den av kylarens utmatningsanordning bestämda produktionshastig- heten.

7. Sätt enligt krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a t av att vid kylning av järnsvamp en huvudsakligen N2 och/el- ler C02, eventuellt med inblandning av CO och H2, inne- hållande gas utnyttjas som kylgas.

8. Sätt enligt krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a t av att vid kylning av kulsinter luft utnyttjas som kylgas.

9. Sätt enligt krav 1 - 8, k ä n n e t e c k n a t av att det styckeformigt materialets partikelstorlek ligger inom intervallet 4 - 25 mm med en finandel uppgående till högst ca 10 - 15 % med en partikelstorlek understigande 4 mm.

10. Sätt enligt krav 1 - 9, k ä n n e t e c k n a t av att partiklar med en storlek överstigande Ca 25Hm aVSkil- jes före inloppettillkylaren.

11. Anordning för kylning av styckeformigt material så- som järnsvamp, kulsinter etc., från en temperatur av exem- pelvis 700 - 1000°C till en temperatur understigande cirka 100°C för genomförande av sättet enligt krav 1, innefat- tande en vertikal, isolerad, gastät, cylindrisk behållare med konisk botten och med ett eventuellt ventilförsett in- <1' 450 774 ll matningsrör, i vilken behållare materialet rör sig under tyngdkraftens inverkan samt en i kylarens botten anord- nad, materialets strömningshastighet bestämmande utmat- ningsanordning, innefattande en centralt i behållaren (1) anordnad konisk styryta (9) med sin spets belägen centralt under inmatningsröret (4) för det styckeformiga materialet och på ett visst förutbestämt avstånd från inmatningsrö- rets mynning (7), en tillförselledning (18) för en första kylgasström till under nämnda styryta (9), en tillförsel- ledning (19) för en andra kylgasström till en centralt i behållarens nedre koniska del (2) belägen gasfördelnings- anordning (20), samt av ett övre utlopp (13), k ä n n e - t e c k n a d av att den koniska styrytans (9) toppvin- kel är avpassad så att den överensstämmer med rasvinkeln för det inkommande materialet och att avståndet mellan in- matningsrörets mynning (7) och styrytans (9) spets är an- ordnad reglerbart, varigenom tjockleken hos det material- skikt (10) som strömmar förbi den koniska styrytan (9) i kylarens tvärströmningsområde kan regleras.

12. Anordning enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d av att inmatningsrörets (4) längd och diameter är avpas- sade så att en materialpelare i röret förhindrar utström- _ning av kylgas till ovanför liggande anläggningsenheter.

13. Anordning enligt kravll - 12, k ä n n e t e c k - n a d av ett vid kylarens utlopp anordnat gaslås i form av en ficka (29) och ett därmed förbundet tätnings- rör (30) vars längd och diameter är så avpassade att en i röret stående pelare huvudsakligen förhindrar utström- ning av kylgas.

14. Anordning enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att i nämnda vid kylarens utlopp anordnade ficka (29) är anordnad en tillförselanordning (31) för tätningsgas för àstadkommande av tryckutjämning. 450 774 12

15. Anordning enligt krav 11 - 14, k ä n n e t e c k - n a d av att den vid kylarens utlopp anordnade utmat- ningsanordningen (32) utgöres av en rotorventil. e,