DE1087739B

DE1087739B - Process and system to improve the utilization of the total waste heat that arises when roasting sulfur-containing ores in a deck furnace

Info

Publication number: DE1087739B
Application number: DESCH25352A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Hingst
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Current assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Priority date: 1959-01-16
Filing date: 1959-01-16
Publication date: 1960-08-25

Description

Verfahren und Anlage zur Verbesserung der Ausnutzung der beim Rösten von schwefelhaltigen Erzen in einem Etagenofen anfallenden Gesamtabwärme Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Verbesserung der Ausnutzung der beim Rösten von schwefelhaltigen Erzen in einem mit Luftkühlung der Rührwelle versehenen Etagenofen mit oder ohne nachgeschalteten abgasbeheizten Abhitzekessel anfallenden Gesamtabwärme.Process and system for improving the utilization of roasting Total waste heat from sulphurous ores in a deck furnace The invention relates to a method and a system for improving the utilization of the when roasting sulfur-containing ores in an air-cooled stirrer shaft Deck furnace with or without a downstream exhaust-gas-heated waste heat boiler Total waste heat.

Die Ausnutzung der beim Rösten von schwefelhaltigen Erzen in Etagenöfen anfallenden Abwärme ist bekannt. Dieses geschieht meist durch die Anordnung eines Abhitzekessels, dessen Heizflächen durch die Ofenabgase beaufschlagt werden.The exploitation of the roasting of sulfur-containing ores in deck furnaces accumulating waste heat is known. This is usually done by arranging a Waste heat boiler, the heating surfaces of which are exposed to the furnace exhaust gases.

Auch ist bereits vorgeschlagen worden, weitere Wärmemengen aus der Röstwärme des Ofens durch in diesen eingebaute und von einem Kühlmittel durchflossene Kühlelemente abzuführen, und diese Wärme dem in den Strom der Abgase geschalteten Abhitzekessel zuzuführen. Auch ist es bekannt, die von der-Kühlluft zum Kühlen der Rührwelle und der Rührarme aufgenommene Wärme zum Vorwärmen des wärmeaufnehmenden Kühlmittels, das dem Abführen von Wärmemengen aus dem Ofen dient, zu benutzen.It has also already been proposed to remove additional amounts of heat from the Roasting heat from the oven through built-in coolant through which it flows Dissipate cooling elements, and this heat is switched into the flow of exhaust gases Supply waste heat boiler. It is also known that from the cooling air to cool the Agitator shaft and the agitator arms absorbed heat to preheat the heat-absorbing To use coolant, which is used to dissipate heat from the furnace.

Diesem Bekannten -gegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Rührwellenkühlluft nach ihrer Aufheizung beim Durchfluß durch die Rührwelle und die dieser zugeordneten Rührarme und vor ihrer Zuführung zu den Heizflächen eines besonderen Wärmeaustauschers, insbesondere Dampfkessels, eine- weitere Aufheizung durch die abziehenden Ofenabgase erfährt.Compared to this acquaintance, the invention consists in that the agitator shaft cooling air after it has been heated when flowing through the agitator shaft and the associated one Agitator arms and before they are fed to the heating surfaces of a special heat exchanger, in particular steam boilers, further heating by the exhaust gases from the furnace learns.

Diese erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht es, Dampf- oder Wasserkreisläufe aus der Beaufschlagung durch die S 02 haltigen Ofenabgase herauszunehmen und als Wärmeübertragungsmittel die bereits aufgeheizte Rührwellenkühlluft zu nehmen, die nun nach ihrer weiterenAufheizung durch die abziehenden Ofenabgase ihre aufgenommene Wärme zur Nutzdampferzeugung einem Dampfkessel oder anderen Wärmeverbrauchern mitteilt. Hierdurch wird einmal vermieden, dampf- oder wasserführende Kreisläufe der Beaufschlagung durch die S 02 haltigen Abgase auszusetzen,. so daß die gefürchteten zerstörenden Korrosionen der den Dampf bzw. das Wasser führenden Rohrheizflächen nicht auftreten können. Zum anderen wird eine Verbesserung der Ausnutzung der Gesamtabwärme des Ofenbetriebes durch die vollkommene Überführung der von der Rührwellenkühlluft beim Durchströmen der Rührwelle und der Rührarme aufgenommenen Wärme in Nutzwärme erreicht.This measure according to the invention enables steam or water circuits from the exposure to the furnace exhaust gases containing S 02 and as Heat transfer means to take the already heated agitator shaft cooling air, the now, after their further heating by the exhausting furnace exhaust gases, their absorbed Communicates heat to a steam boiler or other heat consumers to generate useful steam. This avoids once, steam or water-carrying circuits of the application by exposing the exhaust gases containing S 02. so that the dreaded destructive Corrosion of the tubular heating surfaces carrying the steam or water does not occur can. On the other hand, an improvement in the utilization of the total waste heat of the Furnace operation through the complete transfer of the cooling air from the agitator shafts By flowing through the agitator shaft and the agitator arms, heat absorbed is achieved in useful heat.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Rührwellenkühlluft nach der Abgabe ihrer fühlbaren Wärme in dem Wärmeaustauscher eine abermalige Aufheizung erfährt. Die hierbei aufgenommene Wärme wird dann durch die Rührwellenkühlluft einem oder mehreren weiteren Wärmeaustauschern zur Nutzdampferzeugung und/oder Speisewasservorwärmung oder sonstiger Nutzung zugeführt.Another advantageous embodiment of the invention consists in that the stirring shaft cooling air after releasing its sensible heat in the heat exchanger undergoes renewed heating. The heat absorbed in this way is then carried through the agitator shaft cooling air to one or more additional heat exchangers for generating useful steam and / or feed water preheating or other use.

Besondere Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen auch darin, daß in einfacher Weise eine wirksame Temperaturregelung, die eine Temperaturunterschreitung der abziehenden S 02 haltigen Abgase vermeiden läßt, dadurch ermöglicht ist, daß der Rührwellenkühlluft an geeigneter Stelle kalte Luft in regelbarer Menge zugesetzt wird. Diese erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht es, nicht nur das Temperaturniveau der Rührwellenkühlluft im Beaufschlagungsbereich so zu halten, daß Täupunktunterschreitungen mit Sicherheit vermieden werden, sondern auch bei entsprechender Anordnung einer zu- und abschaltbaren Umgehungsleitung für den Wärmeaustauscher, um diesen für Revisions- und Reparaturzwecke aus dem Betrieb herausnehmen zu können, die nunmehr unabgekühlte Rührwellenkühllüft durch die erfindungsgemäße Anordnung eines regelbaren Kaltlufteinlasses in die Umgehungsleitung vor ihrer weiteren Aufheizung durch die Ofenabgase so herunterzukühlen, daß keine Heizflächenschäden durch Verbrennen auftreten können.Particular advantages of the subject matter of the invention are also: that in a simple way an effective temperature control that a temperature drop below the exhaust gases containing S 02 can be avoided, thereby making it possible that Cold air is added to the stirring shaft cooling air at a suitable point in a controllable amount will. This measure according to the invention enables not only the temperature level to keep the agitator shaft cooling air in the exposure area so that it falls below the dew point be avoided with certainty, but also with the appropriate arrangement of a Bypass line for the heat exchanger that can be switched on and off in order to use it for inspection and repair purposes to be able to take out of operation, the now uncooled Stirrer shaft cooling air through the inventive arrangement of a controllable cold air inlet to cool down in the bypass line before it is further heated up by the furnace exhaust gases, that no heating surface damage can occur through burning.

Um nun den oder die weiteren Wärmeaustauscher gleichfalls zu Revisions- oder Reparaturzwecken aus dem Betrieb nehmen zu können, ist vor diesen eine Einrichtung in der Rührwellenkühlluftleitung vorgesehen, die es gestattet, diese Leitung bei gleichzeitigem Sperren nach den Wärmeaustauschern nach außen in die freie Atmosphäre zu öffnen.In order to now also have the additional heat exchanger (s) overhauled or being able to take them out of operation for repair purposes is one of them Facility provided in the agitator shaft cooling air line, which allows this line at simultaneous blocking after the heat exchangers to the outside into the open atmosphere to open.

Von besonderem Vorteil ist auch die Möglichkeit einer einfachen Anpassung der Dampfleistung der Wärmeaustauscher an den jeweils vorliegenden Bedarf, wozu es nur des entsprechenden Ablassens von aufgeheizter Rührwellenkühlluft vor dem Wärmeaustauscher bedarf.The possibility of simple adaptation is also of particular advantage the steam output of the heat exchangers to the respective demand, for which purpose there is only the appropriate discharge of heated agitator shaft cooling air before the Heat exchanger required.

Gleichfalls von Vorteil ist die Möglichkeit, die Dampfkessel in einfacher Weise als Rippenrohrkühler auszubilden.Another advantage is the possibility of using the steam boiler in a simple way Way to train as a finned tube cooler.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Ausbildung der Abwärmeverwertung bei solchen Etagenöfen vorzusehen, bei denen kein von deren Abgasen beaufschlagter Abhitzekessel vorhanden :ist..Of course, it is also possible to use the training according to the invention the waste heat recovery in such deck ovens, where none of their Exhaust gas pressurized waste heat boiler is available: is ..

Auch besteht die Möglichkeit, den oder die Speisewasservorwärmer an anderer Stelle als an der gezeigten vorzusehen, wie es auch möglich ist, .in einfacher Weise die Abwärme mehrerer Etagenöfen auf nur einen Dampfkessel zu leiten.It is also possible to switch on the feedwater preheater (s) to be provided elsewhere than at the one shown, as it is also possible, .in simpler Way to direct the waste heat from several deck ovens to just one steam boiler.

Ein Beispiel der Erfindung ist in vereinfachter Ausführung in der Zeichnung dargestellt.An example of the invention is shown in simplified form in FIG Drawing shown.

Der mit einer von Kühlluft durchströmten Rührwelle 1, die die Rührarme 2 trägt, ausgerüstete Etagenofen 3 ist mit dem Gäsauslaß 4 versehen. über den Gasauslaß 4 strömen die beim Erzrosten hr dem Etagenofen 3 entstehenden S O 2 haltigen heißen Abgase in den nachgeschalteten_Sammelschacht 5. Der Sammelschacht 5 ist durch eine Trennwand 6 in zwei in Strömungsrichtung der abziehenden Abgase hintereinandergeschaltete Kammern 7 und 8 unterteilt. In den Kammern 7 und 8 sind in an sich bekannter Weise die Heizflächen eines durch die abziehenden Ofenabgase beheizten Dampferzeugers 9 untergebracht. Für den Erfindungsgegenstand ist aber dieAnordnung eines solchen Dämpferzeugers 9 in dem Sammelschacht 5 ohne Bedeutung, so daß auch auf diesen Dampferzeuger 9 verzichtet werden kann. In jeder der Kammern 7 und 8 sind besondere Heizflächen, z. B. die Rohrschlangen 10 und 11 angeordnet. Diese Rohrschlangen 10 und lx werden durch die die Kammern 7 und 8 durchströmenden Ofenabgase beaufschlagt und von der Rührwellenkühlluft zu deren weiterer bzw. abermaligerAufheizung durchströmt. DieRührwellenkühlluft wird der Rohrschlange 10 von dem Rührwellen austritt 12 über die Leitung 13 zugeführt. Nach dem Durchströmen der Rohrschlange 10 wird die weiteraufgeheizte Rührwellenkühlluft über die Leitung 14 den Heizflächen 15- des Wärmeaustauschers 16 zugeführt, -um hier .die vorher aufgenommene Wärme an das über die Leitung 17 dem Wärmeaustauscher 16 zugeführte Wasser abzugeben. Der erzeugte Nutzdampf wird durch die Dampfleitung 18 den Verbrauchsstellen zugeleitet.The deck oven 3, which is equipped with an agitator shaft 1 through which cooling air flows and which carries the agitator arms 2, is provided with the gas outlet 4. Via the gas outlet 4, the hot exhaust gases containing SO 2 produced during ore roasting in the multiple-hearth furnace 3 flow into the downstream collecting shaft 5. The collecting shaft 5 is divided by a partition 6 into two chambers 7 and 8 connected one behind the other in the direction of flow of the exhaust gases being drawn off. In the chambers 7 and 8, the heating surfaces of a steam generator 9 heated by the exhaust gases from the furnace are accommodated in a manner known per se. For the subject matter of the invention, however, the arrangement of such a steam generator 9 in the collecting shaft 5 is of no importance, so that this steam generator 9 can also be dispensed with. In each of the chambers 7 and 8 special heating surfaces, for. B. the coils 10 and 11 are arranged. These coiled tubes 10 and lx are acted upon by the furnace exhaust gases flowing through the chambers 7 and 8 and the stirring shaft cooling air flows through them for further or repeated heating. The agitator shaft cooling air is fed to the coil 10 from the agitator shaft outlet 12 via the line 13. After flowing through the coil 10, the further heated agitator shaft cooling air is supplied via the line 14 to the heating surfaces 15 of the heat exchanger 16 in order to transfer the previously absorbed heat to the water supplied to the heat exchanger 16 via the line 17. The useful steam generated is fed through the steam line 18 to the points of consumption.

Die aus den Heizflächen 15 'des Wärmeaustauschers 1.6 abgekühlt austretende Rührwellenkühlluft strömt über die Leitung 19 der Rohrschlange 11 in der Kammer 7 des Sammelschachtes 5 * zu. In dieser Rohrschlange "11 erfolgt eine äberinalige besonders hohe Aufheizung der -Rührwellenkühlluft, da diese Rufheizung in. dem höheren Temperaturabschnitt der Ofenabgase stattfindet. Die auf diese Weise wieder aufgeheizte Rührwellenkühllüft wird durch die -Leitung 20 dem Wärmeaustauscher 21 zugeführt, um hier den größten Teil ihrerWärme an das über die Leitung 22 in den Wärmeaustauscher'21 geführte Wasser abzugeben. Der erzeugte Dampf wird durch die Leitung 23 den Dampfverbrauchern entweder für sich oder zusammen mit dem in deni Wärmeaustauscher 16 und dem Abhitzekessel9 erzeugten Dampf zugeführt. Die noch in der aus dem Wärmeaustauscher 21 austretenden Rührwellenkühlluft enthaltene Restwärme wird in einem Speisewasservorwärmer 23 ausgenutzt, der dem Wärmeaustauscher 21 in Richtung der abströmenden Rührwellenkühlluft nachgeschaltet ist. Das Speisewasser :wird dem Speisewasservorwärmer 23 durch die Speisepumpe 24 zugeführt.The cooled stirring shaft cooling air emerging from the heating surfaces 15 'of the heat exchanger 1.6 flows via the line 19 to the pipe coil 11 in the chamber 7 of the collecting shaft 5 *. In this pipe coil "11, the agitator shaft cooling air is heated to a particularly high degree above the ground, since this call heating takes place in the higher temperature section of the furnace exhaust gases their heat to the water fed into the heat exchanger 21 via the line 22. The steam generated is fed through the line 23 to the steam consumers either by itself or together with the steam generated in the heat exchanger 16 and the waste heat boiler 9. The steam generated from the The residual heat contained in the agitator shaft cooling air exiting the heat exchanger 21 is used in a feed water preheater 23, which is connected downstream of the heat exchanger 21 in the direction of the outflowing agitator shaft cooling air.

Um zur Durchführung von Revisionen oder Reparaturen den Wärmaustauscher 16 von der Beaufschlagung durch die von der Rohrschlange 10 über die Leitung 14 zuströmende Rührwellenkühlluft ausschalten zu können, ist eine Umgehungsleitung 25 vorgesehen, die die Leitung 14 mit der Leitung 19 unter Umgehung der Heizflächen 15 des Wärmeaustauschers 16 unmittelbar verbindet. Zur Temperaturregelung der umgeleiteten Rührwellenkühlluft ist in der Leitung 25 ein Kaltlufteinlaß 26 vorgesehen, über den der Rührwellenkühlluft Kaltluft in regelbaren Mengen zugesetzt werden kann. Zur Ausschaltung des Wärmeaustauschers 21 und des ihm in Strömungsrichtung der abziehenden Rührwellenkühlluft nachgeschalteten Speisewasservorwärmers 23 ist in die Zuleitung 20 für die aus der Rohrschlange 11 strömende wiederaufgeheizte Rührwellenkühlluft eine Einrichtung 27 geschaltet, die bei gleichzeitiger Absperrung der Leitung 20 vor dem Wärmeaustauscher 21 ein Abführen der Rührwellenkühlluft in die freie Atmosphäre ermöglicht.In order to be able to switch off the heat exchanger 16 from the action of the agitator shaft cooling air flowing in from the pipe coil 10 via the line 14 in order to carry out revisions or repairs, a bypass line 25 is provided which connects the line 14 with the line 19 while bypassing the heating surfaces 15 of the heat exchanger 16 connects directly. In order to regulate the temperature of the bypassed stirring shaft cooling air, a cold air inlet 26 is provided in line 25, via which cold air can be added in controllable quantities to the stirring shaft cooling air. To switch off the heat exchanger 21 and the feed water preheater 23 connected downstream of it in the direction of flow of the stirrer shaft cooling air being withdrawn, a device 27 is connected to the feed line 20 for the re-heated stirrer shaft cooling air flowing out of the pipe coil 11, which, with the simultaneous blocking of line 20 in front of the heat exchanger 21, removes the stirrer shaft cooling air into the open atmosphere.

Der Speisewasservorwärmer 23 kann, wenn es seiner, z. B. zur Aufrechterhaltung des Betriebes des Abhitzekessels 9 bedarf, auch an einer anderen geeigneten Stelle in den Fluß der Rührwellenkühlluft geschaltet werden.The feedwater preheater 23 can, if it is its, z. B. to maintain the operation of the waste heat boiler 9 is required, also at another suitable location be switched into the flow of the agitator shaft cooling air.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process to improve the utilization of the when roasting sulphurous. Ores: in one with air cooling of the agitator shaft provided deck oven with or without downstream exhaust gas-heated waste heat boiler accumulating total waste heat, characterized in that the agitator shaft cooling air after their heating when flowing through the agitator shaft (1) and the associated Mixing arms (2) and before being fed to the heating surfaces (15) of a special heat exchanger (16), especially steam boilers, require further heating by the exhaust gases from the furnace learns.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Rührwellenkühlluft after waste transfer their sensible heat in the one heat exchanger (16) and After repeated heating of the same, by the kiln exhaust gases one or more further heat exchanger (21, 23) for. Utility steam generation and / or. Feed water preheating applied.

3. Plant for carrying out the .Verfahren according to claims 1 and 2, characterized in that the gas outlet (4) of the multiple-hearth furnace _ (3) associated collecting shaft (5) through a partition (6) in two in the flow direction of the exhaust gases - chambers (7, 8) connected in series are subdivided, which are provided in a known manner with the heating surfaces of a steam generator (9). can and their. each with a pipe coil (10, 11) or the like. Heating surface for passing through. the - agitator shaft cooling air is occupied, through which the agitator shaft cooling air is passed one after the other after exiting the agitator shaft (1) in such a way that the agitator shaft cooling air initially flows through the heating surface (10) of the second chamber (8) in the flow direction of the exhaust gases, to after exposure of the heating surfaces (15) of a heat exchanger (16) and flow through the heating surface (11) of the first chamber (7) to the heating surfaces of one or more further heat exchangers (21, 23).

4. Plant according to claim 3, characterized in that that the second heat exchanger (21) has a feedwater preheater (23) for preheating of the feed water for the heat exchangers (16, 21) and / or heated the exhaust gas Waste heat boiler (9) downstream of the withdrawing agitator shaft cooling air in the direction of flow or at another suitable point in the stream of the withdrawing agitator shaft cooling air is arranged.

5. Plant according to claims 3 and 4, characterized in that the heat exchanger (16) downstream of the agitator shaft cooling air heating surface (10) of the second chamber (8) in the flow direction of the agitator shaft cooling air can be switched off by a bypass line (25) from the air supply.

6. Plant according to claim 5, characterized in that the bypass line (25) is provided with an inlet (26) through which the previously heated. Agitator shaft cooling air cold air can be added in an adjustable amount.

7. Plant according to claims 3 to 6, characterized in that in the agitator shaft cooling air line (20) behind the agitator shaft cooling air heating surface (11) in the first chamber (7) a device (27) is connected, which with simultaneous blocking of the line (20) Allowing the stirring shaft cooling air to be discharged into the open atmosphere upstream of the second heat exchanger (21).