DE1091339B

DE1091339B - Process for the automatic control of the gradual roasting of roastable sulfur-containing materials

Info

Publication number: DE1091339B
Application number: DEB53632A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Wittmann; Dr Konrad Hengst; Dipl-Ing Hans Stumpfi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-06-18
Filing date: 1959-06-18
Publication date: 1960-10-20
Also published as: CH383631A; BE591915A

Description

Verfahren zur automatischen Steuerung der stufenweisen Röstung von röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien Für die automatische Steuerung eines einstufigen Wirbelschichtofens, z. B. für die Röstung von sulfidischen Materialien, ist bekanntlich bereits vorgeschlagen worden, aus einer größeren Anzahl von Betriebsvariablen nur zwei Größen als Regelgrößen auszuwählen, indem als eine dieser beiden Regelgrößen die Temperatur der Wirbelschicht für die Aufgabe des sulfidischen Materials verwendet wird und außerdem die Wirbelschichthöhe dadurch konstant gehalten wird, daß der Schichtwiderstand, durch einen Differenzdruckmesser gemessen, als Regelgröße die Austragsvorrichtung für den Abbrand steuert.Process for the automatic control of the gradual roasting of roastable sulfur-containing materials for the automatic control of a single-stage fluidized bed furnace, e.g. B. for roasting sulphidic materials, is known to have already been proposed from a large number of operating variables select only two variables as controlled variables by being one of these two controlled variables the temperature of the fluidized bed is used for the task of the sulphidic material is and also the fluidized bed is kept constant in that the Sheet resistance, measured by a differential pressure meter, is used as a control variable Discharge device for the burn controls.

Bei einem einstufigen Wirbelschichtofen zur Röstung sulfidischer Materialien werden damit hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des Betriebszustandes brauchbare Ergebnisse nur erzielt, wenn die Korngrößenverteilung des aufzugebenden sulfidischen Materials vollkommen gleichmäßig ist und sein Wassergehalt völlig konstant gehalten wird. Diese Voraussetzungen sind in der Praxis aber nicht zu erreichen, da selbst bei gleichmäßigem Wassergehalt des aufzugebenden Materials stets eine Entmischung hinsichtlich der Korngrößenverteilung im Aufgabebunker stattfindet.In a single-stage fluidized bed furnace for roasting sulfidic materials are thus useful results with regard to the uniformity of the operating state only achieved if the grain size distribution of the sulfidic material to be applied is perfectly uniform and its water content is kept completely constant. In practice, however, these prerequisites cannot be achieved because even with uniform water content of the material to be dispensed always segregation with regard to the grain size distribution takes place in the feed hopper.

Die automatische Steuerung auf die genannte Art ist bei einstufigen Wirbelschichtöfen, in denen hochprozentige Röstgase erzeugt werden sollen, auch noch in anderer Hinsicht unbefriedigend. Da nämlich der »überfütterte Betriebszustand«, der dann gegeben ist, wenn infolge zu rascher Materialzuführung die 2östuug nicht mehr vollständig ist, gegenüber der eine vollständige Röstung gewährleistenden Zuführungsgeschwindigkeit thermisch nicht besonders ausgezeichnet ist, können bei automatischer Rücknahme der Überfütterung sehr hohe Temperaturen auftreten, die leicht zu einer Ofenverschlackung führen. Diese Temperaturspitzen kommen dadurch zustande, daß bei Überfütterung des Ofens im Gegensatz zum normalen Betriebszustand das Material bereits auf Rösttemperatur erhitzt wird, ohne gleichzeitig in seiner Gesamtheit geröstet zu werden. Weitere daraus sich ergebende Nachteile sind eine schlechte Schwefelausbeute, Verkrustung nachgeschalteter Dampfkessel u. a. m.The automatic control in the above-mentioned way is with single-stage Fluidized bed ovens, in which high-percentage roasting gases are to be generated, too unsatisfactory in other respects as well. Since the "overfed operating condition", which is given when the 2östuug not due to too rapid material supply is more complete compared to the feed rate which ensures complete roasting thermally not particularly excellent, can with automatic withdrawal Very high temperatures occur during overfeeding, which can easily lead to furnace slagging to lead. These temperature peaks are caused by overfeeding the In the oven, in contrast to the normal operating condition, the material is already at roasting temperature is heated without being roasted in its entirety at the same time. Further The disadvantages resulting therefrom are a poor sulfur yield and encrustation downstream steam boiler, etc. m.

Die geschilderten nachteiligen Folgen der nicht ver-@1e4dbaren hntmischungserscheinungen in einem anf nglich gleichmäßigen Korngrößenspektrum und des wechselnden Wassergehalts des aufzugebenden Materigls lassen sich erfindungsgemäß vermeiden, wenn rpän die Röstung von röstbaren Schwefel enthaltenden Materialien in zwei Wirbelschichten unter getrennter Zuführung des Sauerstoffs oder sauerstoffhaltigen Gases zu den einzelnen Schichten durchführt, wobei man die Menge des in die der Vorröstung dienende Wirbelschicht (Vorröststufe) einzuführenden Sauerstoffs oder sauerstoffhaltigen Gases in Abhängigkeit von der Temperatur in der der Nachröstung dienenden Wirbelschicht (N ächröststufe) mittels eines in der N achröststufe befindlichen Reglers so steuert, daß eine Temperaturerhöhung in der Nachröststufe die Zufuhr von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas zur Vorröststufe drosselt und eine Temperaturerniedrigung in der Nachröststufe die Zufuhr von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas zur Vorröststufe erhöht, und wobei man mittels eines in der -Vorröststufe befindlichen Reglers die Temperatur in der Vorröststufe in Abhängigkeit von der Menge des in der Zeiteinheit in diese Stufe eingeführten Materials steuert, indem bei Temperaturerhöhung über den jeweils gewiirischten Wert mehr Material und bei Temperaturerniedrigung weniger Material zugeführt wird.The described disadvantageous consequences of the irreversible mixing phenomena in an initially uniform grain size spectrum and the changing water content of the material to be dispensed can be avoided according to the invention if the Roasting of roastable sulfur-containing materials in two fluidized beds with separate supply of oxygen or oxygen-containing gas to the individual layers, whereby the amount of the pre-roasting is used Fluidized bed (pre-roasting stage) to be introduced oxygen or oxygen-containing Gas as a function of the temperature in the fluidized bed used for post-roasting (Second roasting level) controls by means of a controller located in the second roasting level so that that a temperature increase in the post-roasting the supply of oxygen or Oxygen-containing gas to the pre-roasting stage throttles and a temperature decrease in the post-roasting stage, the supply of oxygen or oxygen-containing gas to the pre-roasting stage increased, and by means of a controller located in the pre-roasting stage Temperature in the pre-roasting stage depending on the amount of in the time unit Material introduced into this stage controls by over-temperature when the temperature rises the respective estimated value more material and less when the temperature is lowered Material is fed.

Vorteilhaft erfolgt die Zuführung des Sauerstoffs oder sauerstoffhaltigen Gases in die Nachröststufe über einen Regler, der die Zuführung unabhängig von der, jeweiligen Wirbelschichthöhe und dem sich daraus ergebenden Widerstand automatisch konstant hält.The oxygen or the oxygen-containing one is advantageously supplied Gas into the post-roasting stage via a controller that controls the supply independently of the respective fluidized bed height and the resulting resistance automatically keeps constant.

Zweckmäßig steuert man auch die Zuführung von Sauerstoff oder sailerstoffhaltgem Gas in die Vorrögstufe, und zwar unabhängig von der jeweiligen Wirbelschichthöhe automatisch durch einen Regler, dessen Sollwert durch den in der Nachröststufe befindlichen Temperaturregler nur in festen Grenzen um einen von Hand eingestellten Mittelwert verschoben wird.It is also useful to control the supply of oxygen or sailstoffhaltgem Gas in the Vorrögstufe, regardless of the respective fluidized bed height automatically by a controller whose setpoint is determined by the one in the post-roasting stage Temperature controller only within fixed limits around a manually set mean value is moved.

Die Höhen der einzelnen Wirbelschichten lassen sich unabhängig von der jeweiligen Materialzufuhr mit Hilfe von Druck- oder Differentialdruckreglern, die die Organe für den Feststoffaustrag aus den einzelnen Wirbelschichten steuern, einstellbar regeln. Dabei können die Steuerorgane für den Feststoffaustrag aus den einzelnen Wirbelschichten kontinuierlich oder intermittierend arbeiten. Bei intermittierender Arbeitsweise geben die Steuerorgane kurzzeitig den ganzen Querschnitt der Austragsleitung frei. Speziell für die Nachröststufe wird damit die größtmögliche Kühlung des auszutragenden Abbrandes und hierdurch bedingt ein Minimum an Gasbelästigung erreicht. Außerdem erlaubt diese Arbeitsweise den reibungslosen Austrag auch gröberer Abbrandteile.The heights of the individual fluidized beds can be independent of the respective material supply with the help of pressure or differential pressure regulators, the control the organs for the solids discharge from the individual fluidized beds, adjustable rules. The controls for the solids discharge from the individual Fluidized beds work continuously or intermittently. With intermittent Functioning the control organs briefly give the entire cross section of the discharge line free. Especially for the post-roasting stage, this ensures the greatest possible cooling of the Burn-off and, as a result, a minimum of gas pollution is achieved. aside from that this way of working allows the smooth discharge of even coarser burned-off parts.

Diese speziellen Maßnahmen wirken sich günstig unter anderem auf die Gleichmäßigkeit des Wärmeüberganges von der Wirbelschicht zu den Kühlregistern aus. Die Gleichmäßigkeit des Betriebszustandes in bezug auf den Durchsatz, die Röstgaskonzentration und die Dampfgewinnung kann zusätzlich erhöht werden, wenn geringe Abweichungen von der Solltemperatur in der Nachröststufe zur Steuerung der Zufuhr des Sauerstoffs oder sauerstoffhaltigen Gases in der Nachröststufe benutzt werden und erst größere Temperaturabweichungen zur Steuerung der Zuführung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas in die Vorröststufe benutzt werden.These special measures have a beneficial effect, among other things, on the Uniformity of the heat transfer from the fluidized bed to the cooling registers. The uniformity of the operating state in terms of throughput, the roasting gas concentration and the steam recovery can be increased if there are small deviations from the setpoint temperature in the post-roasting stage to control the supply of oxygen or oxygen-containing gas can be used in the post-roasting stage and only larger ones Temperature deviations to control the supply of oxygen or oxygen-containing Gas can be used in the pre-roasting stage.

In der erfindungsgemäßen Weise läßt sich eine Mehrstufenröstung nach dem Wirbelschichtverfahren völlig automatisch und gleichmäßig betreiben.In the manner according to the invention, multi-stage roasting can be followed operate the fluidized bed process completely automatically and evenly.

Bei der Nachverbrennung des mit dem Röstgas aus der Vorröststufe durch einen nachfolgenden Staubabscheider austretenden Staubes kann die Sauerstoffzufuhr so geregelt werden, daß in der Nachverbrennungskammer ein Temperaturmaximum herrscht.During the afterburning of the roasting gas from the pre-roasting stage A downstream dust collector can reduce the oxygen supply be regulated so that there is a maximum temperature in the post-combustion chamber.

In der Abbildung ist die erfindungsgemäße Arbeitsweise schematisch veranschaulicht.The method of operation according to the invention is shown schematically in the figure illustrated.

Aus dem Bunker 1 fließt das sulfidische Festmaterial einer Telleraufgabe 2 zu. Der Temperaturregler 11, dessen Fühler sich in der Wirbelschicht des Vorröstofens 4 befindet, gibt seine Steuerimpulse an den Servomotor 21, welcher das Regelgetriebe 3 der Telleraufgabe 2 in der Weise verstellt, daß die Temperatur in der Wirbelschicht des Vorröstofens 4 durch Veränderung der Festmaterialaufgabe konstant gehalten wird.The sulphidic solid material flows from the bunker 1 to a plate feeder 2 . The temperature controller 11, the sensor of which is located in the fluidized bed of the pre-roasting oven 4, sends its control pulses to the servomotor 21, which adjusts the control gear 3 of the plate feed 2 in such a way that the temperature in the fluidized bed of the pre-roasting oven 4 is kept constant by changing the solid material feed will.

Der Regler 13 regelt über das Stellglied 23 die Zufuhr der Menge an Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas zum Windkasten 5 des Vorröstofens 4. Der Sollwert des Reglers 13 wird mit Hilfe des Sollwerteinstellers 24 von dem Temperaturregler 14, dessen Fühler sich in der Wirbelschicht des Nachröstofens 7 befindet, vorgegeben. Der Temperaturregler 14 hält die Temperatur in der Wirbelschicht des Nachröstofens 7 konstant und variiert die Zufuhr von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas zum Vorröstofen 4.The controller 13 regulates the supply of the quantity via the actuator 23 Oxygen or oxygen-containing gas to the wind box 5 of the pre-roasting oven 4. The The setpoint value of the controller 13 is set with the aid of the setpoint adjuster 24 from the temperature controller 14, the sensor of which is located in the fluidized bed of the post-roasting furnace 7, is specified. The temperature controller 14 maintains the temperature in the fluidized bed of the post-roasting furnace 7 constant and varies the supply of oxygen or oxygen-containing gas to the Pre-roasting oven 4.

Der Regler 12 steuert über das Stellglied 22 den Vorröstgutaustrag aus dem Vorröstofen 4 und hält damit über den Druck im Windkasten 5 die Wirbelschichthöhe im Ofen 4 konstant. Das durch das Stellglied 22 austretende Vorröstgut fließt gemeinsam mit dem aus dem Zyklon 6 abfließenden Staub dem Nachröstofen 7 zu. Um einen nahezu gleichbleibenden Fluß des Vorröstgutes zum Nachröstofen 7 zu gewährleisten, wird als Regler 12 zweckmäßig ein Proportionalregler verwendet.The controller 12 controls the pre-roasting material discharge from the pre-roasting oven 4 via the actuator 22 and thus keeps the fluidized bed height in the oven 4 constant via the pressure in the wind box 5. The pre-roasting material exiting through the actuator 22 flows to the post-roasting furnace 7 together with the dust flowing out of the cyclone 6. In order to ensure an almost constant flow of the pre-roasted material to the post-roasting oven 7, a proportional regulator is expediently used as regulator 12.

Der Regler 15 steuert über das Stellglied 25 den Abbrandaustrag aus dem Nachröstofen 7 und hält damit über den Druck in der Windkammer 8 die Wirbelschichthöhe im Nachröstofen 7 konstant. Der Abbrandaustrag wird vorteilhaft intermittierend gesteuert, damit der Abbrand Gelegenheit hat, sich im Austragsrohr abzukühlen, wodurch eine Gasbelästigung vermieden wird. Der Regler 16 hält mit Hilfe des Stellgliedes 26 die Zufuhr der Luftmenge zum Windkasten 8 konstant.The controller 15 controls the combustion discharge via the actuator 25 the post-roasting furnace 7 and thus maintains the fluidized bed height via the pressure in the wind chamber 8 constant in the post-roasting oven 7. The burn-up discharge is advantageously intermittent controlled so that the burn has the opportunity to cool down in the discharge pipe, whereby gas nuisance is avoided. The controller 16 stops with the aid of the actuator 26 the supply of the amount of air to the wind box 8 is constant.

Der Temperaturregler 17 steuert die Zufuhr des Sauerstoffs oder sauerstoffhaltigen Gases für die im Raum 9 stattfindende Nachverbrennung des in dem aus dem Zyklon 6 austretenden Röstgas enthaltenden Staubes in der Weise, daß die Temperatur im Nachverbrennungsraum bei dem jeweils gegebenen Staubgehalt des Röstgases ein Maximum erreicht.The temperature controller 17 controls the supply of oxygen or oxygen-containing Gas for the post-combustion taking place in space 9 in the from the cyclone 6 escaping roasting gas containing dust in such a way that the temperature in Afterburning room with the given dust content of the roasting gas a maximum achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for the automatic control of the step-by-step roasting of roastable sulfur-containing materials in two fluidized beds with separate supply of oxygen or oxygen-containing gas to the individual layers, characterized in that the amount of fluid to be introduced into the pre-roasting fluidized bed (pre-roasting stage) is used Oxygen or oxygen-containing gas, depending on the temperature in the fluidized bed used for post-roasting (1 pre-roasting stage), is controlled by means of a controller in the post-roasting stage so that a temperature increase in the post-roasting stage throttles the supply of oxygen or oxygen-containing gas to the pre-roasting stage and a temperature decrease in the post-roasting stage increases the supply of oxygen or oxygen-containing gas to the pre-roasting stage, and by means of a controller located in the pre-roasting stage, the temperature in the pre-roasting stage as a function of the amount of the in the time egg The unity of the material introduced into this stage is controlled by adding more material when the temperature rises above the desired value and less material when the temperature is lowered.

2. The method according to claim 1, characterized in that the oxygen or the oxygen-containing gas of the post-roasting stage via a regulator feeds, which keeps the feed constant regardless of the fluidized bed height.

3. Process according to Claim 1 and 2, characterized in that the supply of Oxygen or oxygen-containing gas in the pre-roasting stage through a: controller automatically controls, the setpoint of this controller being controlled by the one in the post-roasting stage Temperature controller shifted within fixed limits by a manually set mean value will.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the heights the individual fluidized beds independently of the respective material supply with the help of pressure or differential pressure regulators, which are the organs for the solids discharge control from the individual fluidized beds, adjustable controls.

5. Procedure according to Claim 4, characterized in that the solids discharge from the individual Controls fluidized beds intermittently.