DE2160747C2 - Zyklonabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider für heiße staubhalti?e Gase, vorzugsweise für Gase aus der entarsenierenden Röstung von arsenhaltigen Pyriten in einem Wirbelschichtofen für die Schwefelsäureherstellung, bestehend aus einem Oberteil mit tangentialem Gaseintritt, einer damit verbundenen konischen Wirbelkammer, einem unteren Staubaustrag und einem zentralen oberen Gasaustritt aus dem Zyklonabscheider.

Zweck der Erfindung ist die ungestörte Aufrechterhaltung des Betriebes eines Zyklonabscheiders trotz schlechten Staubverhaltens.

Pyrite werden in letzter Zeit Immer häufiger in Wirbelschichtöfen abgeröstet, wobei als einziger Nachteil der normalen oxydierenden Wirbelschichtröstung die Tatsache gelten kann, daß Arsen aus den Abbränden nicht in ausreichendem Maße verflüchtigt wird.

Die bei der Röstung anfallenden Gase werden nach Verlassen des Ofens In einen Abhitzekessel geleitet und anschließend In Zyklonen normaler Bauart entstaubt. Unter normaler Bauart werden dabei Zyklone verstanden, wie sie beispielsweise In »Beth-Handbuch Staubtechnik«, Verlag Maschinenfabrik Beth GmbH, Lübeck, 1964, auf den Selten 85 bis 89 oder in der Zeitschrift »Staub« 1954, Heft 38, Selten 533 bis 554 beschrieben sind. Sie bestehen meist aus einem oberen tangentialen Gaseintritt mit anschließender Wirbelkammer und einem oberen Zentralrohr als Gasaustritt.

Aus der US-PS 29 43 698 Ist ein Zyklonabscheider mit einem oberen Zentralrohr als Gasaustritt bekannt.

Die DE-PS 5 40 292 beschreibt einen Zyklonabscheider mit oberem Zentralrohr oder direkt angeschlossenem Reingasaustrittsstutzen.

Die GB-PS 10 18 743 beschreibt ebenfalls einen direkten Anschluß der Reingasleitung an den Zyklon, wobei in dem Reingasaustrittsstutzen Rotoren zur Erhöhung der Gasgeschwindigkeit direkt nach dem Verlassen des Zyklons angeordnet sind.

Die GB-PS 6 69 194 beschreibt einen Naßzyklon, be| dem zwischen einer konischen Abschlußplatte und DIffuserplatte eine ringförmige Austrittsöffnung gebildet wird und der Einlaß oberhalb der Öffnung in der konisehen Abschlußplatte liegt. Der Zyklon taucht mit seinem offenen Ende In einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter ein. Durch Einstellen des Abstandes zwischen Abschlußplatte und Diffuserplatte wird der Unterdruck im Zyklon so geregelt, daß Flüssigkeit aus dem Behälter

ίο in den Zyklon steigt.

Die CH-PS 3 44616 beschreibt einen Fliehkraftabscheider, der nicht aus einer konischen, sondern aus einer zylindrischen Drallkammer besteht. In der ein Großteil des Staubes abgeschieden wird und in den unteren zylindrischen Behälter fällt, während das Gas mit dem Rest des Staubes :n den oberen zylindrischen Behälter strömt. Der Abscheidegrad einer solchen Ausgestaltung ist wesentlich schlechter.
Die GB-PS 6 07 777 beschreibt einen Naßzyklon mit einer Scheibe als oberen Abschluß des Zyklonabscheiders, deren zentrale Öffnung durch ein venturiartiges Rohr gebildet wird.

Will man im Wirbelschichtverfahren entarsenierend rösten, muß die Röstluft im Verhältnis zum abgerösteten Pyrit so dosiert werden, daß eine praktisch stöchiometrische Verbrennung des Pyrits zu SO₂ und FejO₄ erfolgt. Man erreicht dann, daß das Arsen in Form von As₂S, und As₂Oj verflüchtigt wird, während es bei nichtentarsenierender Röstung als Eisenarsenat im Röstgut verbleibt. Gleichzeitig erfolgt bei den hohen Rösttemperaturen von über 800° C und aufgrund der reduzierenden Gasatmosphäre die angestrebte Verflüchtigung der in den Pyriten enthaltenen Bleikomponenten.
Eine weitere Voraussetzung zur erfolgreichen Durchführung der entarsenierenden Röstung ist eine weitgehende Abscheidung und Abtrennung dieser Stäube bei hohen Temperaturen, bei denen eine Rekombination des Arsens noch nicht erfolgt.
Bei der entarsenierenden Röstung von arsenhaltigen Pyriten wurde nun gefunden, daß die Entstaubung der Gase, die normalerweise mit Zyklonen erfolgt, nicht erfolgreich durchzuführen ist, well sich das Zentralrohr des Gasaustrittes oder ein direkt angeschlossener Gasaustrittsstutzen nach kurzer Zeit mit Staub zusetzt und

« damit zu einer Betriebsunterbrechung führt.

Ein Ersatz der Heißgaszyklone durch mechanisch einfachere Vorrichtungen ist insbesondere deswegen sehr schwierig, well der Entstaubungsgrad ganz wesentlich die Wirtschaftlichkeit des genannten Verfahrens bei der Schwefelsäureherstellung beeinflußt. So muß beispielsweise der Entstaubungsgrad des Zyklons mindestens 90 bis 95% betragen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachtelle zu überwinden durch eine konstruktive Änderung des Zyklonaustrittes, ohne daß der Abscheidegrad des Zyklonabscheiders sich verschlechtert.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens eine waagerechte Scheibe als oberer Abschluß des Zyklonabscheiders mit einer veränderlichen Öffnung 5 oberhalb des tangentialen Gaseintritts 1 als zentraler Austritt direkt unter einem Gasraum 6 mit etwa dem gleichen Querschnitt wie der obere Teil des Zyklonabscheiders und mit tangentialem oder zentralem Gasaustritt 7 angeordnet ist und der Zyklonabscheider direkt mit dem WIrbelschlchtofen verbunden angeordnet 1st.

Es wurde überraschend gefunden, daß anstelle eines Zentralrohres Im Austritt eine Lochblende, d. h. eine waagerechte Scheibe mit einer zentralen Öffnung ange-

ordnet werden kann. Dadurch wird die Verstopfung und AnsaUbildung, wie sie an den Zentralrohren beobachtet wurde, beseitigt, und BetriebsstltlstSnde treten nicht mehr auf. Die Öffnung In der Scheibe kann entsprechend den Betriebsbedingungen verschieden sein. Das Gas tritt in einen oberen Gasraum ein, der beispielsweise zylfnderförmlg ausgebildet ist und der einen beispielsweise tangentialen Gasaustritt aufweist. In diesem Gasraum wird noch weiterer Staub abgeschieden, jedoch in weit geringerem Maße. Er kann von Zeit zu Zeit oder auch kontinuierlich entfernt werden. Ansatzbildungen oder Verstopfungen treten nicht mehr auf. Der Abscheidegrad bleibt praktisch unverändert, und die nachfolgenden im Verfahren benötigten Apparaturen werden weitgehend von Schäden durch zu hohen Staubgehalt geschützt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere waagerechte Scheiben mit unterschiedlichem Durchmesser der zentralen Öffnung als austauschbarer zentraler Gasaustritt übereinander angeordnet.

Um eine bessere Anpassung des Zyklonabscheiders an die Betriebsverhältnisse zu erhallen, hat es sich ais vorteilhaft erwiesen, mehrere waagerechte Scheiben mit zunehmend kleinerem Öffnungsdurchmesser aufeinander zu legen. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise während einer Betriebspause die waagerechte Scheibe mit dem kleinsten Durchmesser entfernt werden kann und dann in der nächsten Betriebsperiode eine Scheibe mit größerem Durchmesser als zentraler Gasaustritt des Zyklons wirkt. Damit ist aber eine Anpassung des Zyklons an die Betriebsverhältnisse und die Ermittlung eines optimalen Abscheidegrades möglich.

Der Zyklonabscheider ist direkt mit dem Wirbelschichtofen verbunden angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, die Staubbelastung der Gesamtanlage, insbesondere nach dem bevorzugten Verfahren der enlarsenlerenden Röstung, den nachfolgenden Abhitzekessel vor Verschleiß, verringertem Wärmeübergang zu schützen und weiterhin die unerwünschte Bildung von Elsenarsenat bei der Abkühlung im Abhitzekessel zu verhindern. Durch die Erfindung ist es möglich, die unerwünschten Ansatzbildungen und Verstopfungen des Zentralrohres auszuschalten und einen ungestörten Betrieb des Zyklons mit ausreichend hohem Abscheidegrad von ca.

ίο 90 bis 95*. zu gewährleisten. Erst dadurch wird es möglich, beispielsweise in der entarsenierenden Röstung oder auch bei anderen Verfahren, diese wirtschaftlich durchzuführen.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher und beispielhaft beschrieben.

Fig. ! zeigt den erfindungsgemäßen Zyklon,
Fig. 2 zeigt den Zyklon mit mehreren übereinander angeordneten Scheiben.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Zyklon besteht aus dem tangentialen Eintritt I, der konischen Wirbelkammer 2, dem Staubaustrag 3, -r waagerechten Scheibe 4 mit einer Öffnung 5, dem übet de' waagerechten Scheibe angeordneten Gasraum 6 mit einem tangentialen Austritt 7. Der Gasraum besitzt eine abnehmbare Decke 8 und eine seitliche Inspektionsöffnung 9.

Fig. 2 zeigt drei übereinander angeordnete Scheiben 4, Aa, 46 mit verschiedenen Eintrittsöffnungen. Diese Scheiben können beispielsweise durch die Decke 8 des Gasraumes entfernt werden, so daß ein Zyklon mit größerem Gasaustrittsquerschnitt hergestellt wird. Seitlich im Oberteil werden vorteilhafterweise Inspektionsöffnungen angebracht, durch die eine Verstaubung der Kammer beobachtet und sich evtl. im Strömungsschalten abgelagerte Stäube beseitigen lassen oder durch die zentrale Öffnung 5 in den Staubaustrag 3 befördern lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Zyklona-jcnelder für heiße staubhaltige Gase, vorzugsweise für Gase aus der entarsenlerenden Röstung von arsenhaltigen Pyriten in einem Wirbelschichtofen für die Schwefelsäureherstellung, bestehend aus einem Oberteil mit tangentialem Gaseintritt, einer damit verbundenen konischen Wirbelkammer, einem unteren Staubaustrag und einem zentralen oberen Gasaustritt aus dem Zyklonabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine waagerechte Scheibe (4) als oberer Abschluß des Zyklonabscheiders mit einer veränderlichen Öffnung (S) oberhalb des tangentialen Gaseintritts (1) als zentraler Austritt direkt unter einem Gasraum (6) mit etwa dem gleichen Querschnitt wie der obere Teil des Zyklonabscheiders und mit tangentialem oder zentralem Gasaustritt (7) angeordnet ist und der Zyklonabscheider direkt mit dem Wirbelschichtofen verbunden angeordnet ist.
2. 2. Zyklon jbscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere waagerechte Scheiben (4, 4a, Ab) mit unterschiedlichem Durchmesser der zentralen Öffnung (5) austauschbar als zentraler Gasaustritt übereinander angeordnet sind.