201603. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés apró szemcsés szilárd anyag nedvességtartalmának csökkentésére
1 HU 201603 B 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés apró szemcsés szilárd anyag nedvességtartalmának csökkentésére. A különféle iparágakban gyakori feladatot jelent a szilárd szemcsékből álló laza anyaghalmazok nedvességtartalmának csökkentése. Ilyen gyakorlati eset pl. a szénporok brikettezés előtti kezelése. A finommosóból kikerülő szénpor összes nedvességtartalma általában meghaladja a 20%-ot. Az egyéb szénporok felületi nedvességtartalma az időjárástól és a tárolási körülményektől függően gyakran igen nagy. A magas nedvességtartalom azonban gyártási és felhasználási szempontból káros következményekkel jár. A jó minőségű brikett gyártásához megengedhető nedvességtartalom 10-12%, ennél nagyobb nedvességtartalom esetén a vagonban összesül a lágy brikett, ugyanis a brikettben a víz kenőanyagként viselkedik, és a még meleg termék nem marad alaktartó, szilárd. A brikett később a külső környezetnek leadja a többlet nedvességtartalmat (egyensúlyi nedvességre áll be), aminek következtében megrepedezik, szétporlad, azaz nem lesz időálló, jól tárolható. A nedvességtartalom nőve-' kedése esetén a megfelelő kötésszilárdság eléréséhez növélni kell a bitumentartalmat, ami a jelentős költségnövekedésen túlmenően a termék felhasználásakor - a kötőanyag magas kéntartalma miatt - növeli a környezetkárosító hatást. A szénszemcsék és a kötőanyag által közrezárt térben a termékben maradó megkötött nedvességtartalom csökkenti a fajlagos fűtőértéket. Az égetés sorén ugyanis a nedvességtartalom elpárologtatásának megfelelő hőtartalom elvonódik a tűztérből. A brikettgyártásban a hagyományos technológia szerint a nyersanyag felmelegítését úgy végzik, hogy a környezeti hőmérsékletű szemcsés anyaghoz hozzákeverik a megfelelő hőmérsékletű kötőanyagot. Ezt a keveréket melegitik aztán fel közvetlen gőzbevezetéssel azért, hogy az anyagok összekeveredése minél tökéletesebb legyen. Ez a módszer azonban a közvetlen gőzbevezetéssel járó kondenzáció miatt a szemcsés anyag felületi nedvességét növeli, 'ami á már említett hátrányokkal jár. A technikailag tökéletesebb megoldást a felmelegítendő anyag szárítása biztosítaná, mivel ennél a nedvességtartalom csökkenése együtt jár a technológiailag szükséges magasabb hőmérséklet elérésével. Ez az eljárás azonban bonyolult, a szárítóberendezés megépítése igen költséges, és üzemeltetése rendkívül energiaigényes. Ismeretes egy olyan eljárás is apró szemcsés szilárd anyag, különösen szén, változatlan nedvességtartalom melletti melegítésére és adagolására (HU 178 968 lsz. szabadalom), amelynél az anyag szemcséit környezettől elzártan, gravitációs térben, turbulens mozgással áramoltatják, a szemcséket mozgás közben hőhordozó közeg segítségével közvetett úton felmelegitik, majd a felmelegitett anyagot adagolás mellett elvezetik. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésnek álló, adott esetben felül nyitott, célszerűen állandó keresztmetszetű tartálya, a tartályban vízszintesen elhelyezett fütőcsövekből kialakított hőcserélője, a tartály alján vízszintes síkban alternativ mozgást végző adagolója, és az adagoló után gyűjtő-terelő tölcsére van. A berendezés tehát három működési zónát tartalmaz: a tartályban elhelyezett hőcserélőben áramló túlhevitett gőzzel fűtött előmelegítő zónát, alatta az adagoló zónát, az alatt pedig a gyűjtőgaratot, alul szállitócsigás kihordással. Ennek a megoldásnak számos hátránya van. Az előmelegítő zónában lefelé haladva 105-115 °C-ra melegszik fel a szénpor, az adagolás (elvétel) mennyiségétől függően. A közölt hőmennyiség hatására a szénszemcsék kapillárisaiból is a szemcsék felszínére gyűlik a nedvesség és a gázok, azonban ez az előmelegítő zóna alsó harmadából (a jelenség kialakulásának teréből) már a létrejövő túlnyomás ellenére sem tud eltávozni a felette levő nagy anyagmennyiségen keresztül.- A túlnyomás következtében a nedvességtartalom 100 °C hőmérsékleten túl is folyadékfázisban marad. A technológiai hátrányon kívül szerkezeti szempontból is igen káros ez a jelenség. A melegítés hatására a szénből kiváló és eltávozni nem tudó fenol és egyéb agresszív vegyületek erős savas marásra jellemző korróziós krátereket hoznak létre a fűtőcsövek teljes hosszában. Ezek fokozatosan kimélyülnek, a csövek kilyukadnak, és kiszökik rajtuk a góz, ill. átfolyik a fűtés során bennük keletkezett kondenzátum. A kezdetben kis lyuk környezetében feltapad a megnedvesedett szénpor, majd a csőfal nagyobb felületen elvékonyodik (korrodálódik), végül a belső túlnyomás megrepeszti a csövet. A résen kiömlő kondenzátum teljesen lerontja a berendezés működése által elért eredményt. A hiba megkereséséhez és javításához le kell állítani a működést és ki kell üríteni a berendezést. A leírtak miatti termeléskiesés és a termék minőségének romlása komoly veszteséget okoz, amit csak fokoz a gőztúlfogyasztás és a kondenzátumveszteség. Az előmelegítő zónát alul az adagoló határolja, amely zárja-nyitja az anyagáram útját. A felfűtött szemcsék a felszínükre tapadt forráspont fölé hevített folyadékkal az adagolóból szabadeséssel hullanak lefelé a gyűjtőgarat oldalfalára és a gyűjtőcsigába. A szemcsék felületén levő, forráspont fölé melegített viz egy része a légtér telítődéséig gőz halmazállapotba megy át. Mivel a párolgás endoterm jellegű folyamat, a szénszemcsék felülete visszahűl, amelyre a vízgőzben telített levegőből kicsapódik a pára. A páratartalom másik része a gyűjtőgarat fém oldalfalain csapódik ki, ezért ott nagytömegű 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
