[发明专利]分开固体料流的方法和装置

说明书

本发明涉及分开从旋风分离器、流化床槽等中移出的固体料流的 方法和装置。

在于流化床槽中处理粒状固体如硫化锌矿石、铁矿石、海绵铁或 氢氧化铝过程中，固体通过供应流化气体被流态化并对应于所要应用 被处理，例如烘焙、煅烧、加热、还原、燃烧、气化或冷却。在循环 流化床的情况下，在流化床反应器下游有规律地提供有再循环旋风分 离器，烟道气从其中通到顶部，而处理过的向下再循环到该流化床槽 中。固体的分料流作为产物或残余物分叉并可能供应到所要的其它处 理阶段。

DE 31 07 711 A1描述了生产水泥熟料的方法，其中将已在悬浮型 换热器中预热了的生水泥粉末供应到循环系统以便煅烧。该循环系统 包括流化床反应器、再循环旋风分离器和回流管路。在该流化床反应 器中，水泥生料粉借助于流化气体流态化并通过穿过喷管引入的燃料 的燃烧煅烧。在固体于再循环旋风分离器中分离后，连续的物料流经 由孔口阻挡器控制的移出设备移出并供应到第二循环系统，该第二循 环系统也包括流化床反应器、再循环旋风分离器和回流管路。在该第 二循环系统中，通过用比较少量的燃料加热实现烧结。

移出设备中所用的所谓的孔口阻挡器是具有圆锥顶点的喷管形式 的机械实心阀，其符合槽壁的对应的圆锥形开口。通过移出喷管或向 该开口中插入喷管，增加或减小横截面，以使得可以控制流出量。然 而，在固体出口的两侧存在相同的压力，因为孔口阻挡器仅在完全封 闭的条件下能实现压力密封。通常，这将是流化床在固体出口料位处 的压力。如果由于工艺和/或各自操作条件的转换而得到跨越固体出口 的压力差，则必须预计到控制质量的恶化。

在EP 0 488 433 B1中，详细描述了用于打开和关闭气体通道的控 制孔口阻挡器。

所述控制孔口阻挡器在实践中起作用，但它们具有其弱点和缺点。 一方面，所述控制孔口阻挡器具有与热固体接触的机械式活动部件。 因此，必须通过水冷却将其冷却。此时，必须监测冷却水的流量和在 前进流与返回流之间的温差。偶尔，喷管发生损坏。因此，水从喷管 中溢出且在最坏情况下流进位于该喷管下方的具有耐火衬层的槽中， 由此所述耐火衬层会被损坏。另外，该喷管必须横向移动，驱动器在 外部具有环境压力且内部通常具有过压。出于密封目的，使用填料箱。 如果填料箱变泄漏，则热固体可能会被排出，这代表了一个安全风险， 或者环境空气将进入，这会妨碍该工艺。为了调节经由孔口阻挡器排 出的固体料流，需要在喷管的顶端与起到阀座作用的喷嘴底座(nozzle stone)之间进行精密调节。在此应该考虑到，在延长的操作时间之后， 高温会引起耐火衬层位移，以使得可能失去此精密调节。还会发生的 是在长时间关闭孔口阻挡器之后，固体在孔口阻挡器的顶端之前去流 态化且不继续前进打开孔口阻挡器。在很多情况下，穿过另一填料箱 移动的手动操作的空气喷管因此能用于捅开固体并同时使固体流态 化。该捅开的成功或失败通常可通过检查玻璃观察到。当固体热到足 以发光时，可以看到一些东西。但是如果它们是冷的，则看不到东西 且可以说是在盲目操作。然而，在热固体的情况下，能经受住高温的 检查玻璃非常昂贵。此外，采用控制孔口阻挡器，压力密封不能借助 于控制设备实现。这会引起气体/空气流动穿过(在最坏情况下还相反 于固体流动的方向)喷嘴石，由此会限制或甚至完全抑制该固体流动。

此类孔口阻挡器的另一缺点在于它们仅仅在向下方向上起作用， 因为需要重力来移动固体水平地穿过喷嘴石的开口。

美国专利6,666,629描述了输送粒状固体的方法，其中借助于气态 介质，将固体从压力为4-16巴的第一区经过下降管路输送且随后经由 上升管路到达压力比第一区低3-15巴的第二区。气态介质的流入通过 向上导向的喷嘴实现，在此点处下降管路通向上升管路。

从WO 01/28900 A1中还得知一种装置，其中固体穿过下料器到达 上升管路，它们借助于输送气体输送穿过该上升管路且随后在底部转 向后移出。固体在下降管路和在提升管中沿它们的整个长度流态化并 由此靠重力在连通管中如流体般输送。

US 2005/0058516 A1描述了在受控的流量下运输细粒固体的装置， 其中该固体最初由于重力向下流动穿过下料器，且随后通过注入二级 气体经由倾斜的转移管路运输到提升管，其中将提升管空气从下面引 入，以便输送颗粒到顶部。因此该下料器与该提升管彼此不直接连接。

最后提到的方法和装置的共同之处在于固体料流没有被分开。