CN102374549A - 用于热材料在输送机上二次燃烧的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于输送从至少一个燃烧炉(3)出来的热材料(2)的设备(1)，具有至少一个输送机(4)以及围绕至少一个输送机(4)的至少一个外壳(13)，该输送机(4)用于沿输送区段(7)将热材料(2)从至少一个输送机(4)的材料接收区域(5)输送到至少一个输送机(4)的材料递送空间(6)，至少一个氧化剂供给装置(23)沿输送区段(7)与材料递送空间(6)相隔一段距离布置在至少一个外壳(13)中或其上。

Description

用于热材料在输送机上二次燃烧的设备及方法

技术领域

本发明涉及用于输送在运输燃烧残渣的输送机上的带有可燃材料的二次燃烧的热材料的设备及方法。本发明特别用在具有至少一个燃烧炉的工厂，例如用于化石燃料的燃烧的工厂和/或废物焚烧工厂中。

背景技术

当灰渣、炉渣或燃烧残渣，下文中也被指定为“材料”，在被运走时，特别重要的是，一方面，对于热的有时仍熔化的材料通过冷却实现期望的固化或固结，使得特别是在已从燃烧炉中排出这些材料之后，它们的输送或进一步处理变得可行。此外，理想的是，使输送机上的热材料进行二次燃烧，目的是减少热材料中的未燃烧成分。

之前设想，为了输送热材料，首先必须在水池中进行淬灭(已知为湿排放)。然而，为此目的需要大量的水，其特别是在干旱地区不容易获得。而且，使用过的水不得不以复杂的方式被净化。因此，自90年代以来，已经采用了已知的干排出系统。在此情形下，热材料被装载在输送带上并且在输送带上被进一步运输，执行热材料在输送带上的直接冷却。这些输送带通常设计成相对于外部环境被封装，也就是说，装上外壳，其防止在材料的处理期间产生的燃烧气体也可容易地逸出到环境中。此外，燃烧炉主要略微真空地运行，使得由材料产生的燃烧气体借助于相应的吸入通风朝向燃烧炉排出。

关于最后提到的用于热材料的输送的设备，发现在输送机上的二次燃烧通常是不充分的，因此材料在运输路径的端部处仍具有高比例的未燃烧成分。其结果是：灰渣质量，特别是在热材料燃烧度方面，不足以用于热材料的进一步处理。其特别指的是在建筑行业中热材料的进一步处理。

发明内容

因此，本发明的目的是至少部分地解决关于现有技术所概述的技术问题，而且特别是，具体说明用于输送从至少一个燃烧炉出来的热材料的设备，该设备以增强的，特别是按需的、目标定向的和智能的热材料的二次燃烧为特点。此外，还将具体说明用于输送从至少一个燃烧炉出来的热材料的方法，该方法以增强的，特别是按需的、目标定向的和智能的热材料的二次燃烧为特点。

借助根据权利要求1的特征的设备并且借助根据权利要求5的特征的方法实现这些目的。在阐述的从属权利要求中具体说明了本发明进一步有利的实施方式。应当指出，在阐述的从属权利要求中单独列出的特征可以以在技术上有利的任意方式彼此结合并限定本发明的进一步的实施方式。而且，在说明书中更详细地讨论并阐释了权利要求中说明的特征，示意出本发明的进一步优选的实施方式。

根据本发明用于输送从至少一个燃烧炉出来的热材料的设备具有至少一个输送机以及围绕至少一个输送机的至少一个外壳，至少一个输送机用于沿输送路径将热材料从至少一个输送机的材料接收区域输送到至少一个输送机的材料递送空间，至少一个氧化剂供给装置沿输送路径与材料递送空间相隔一段距离布置在至少一个外壳中或至少一个外壳上。

至少一个输送机优选地以钢板输送机的方式设计，在其中多个钢板以铰接方式布置成排，使得彼此交叠并通过(链条)驱动器或转向辊移动。被考虑用于输送带的材料特别是，耐冲击、抗腐蚀和耐高温的钢。

至少一个输送机被至少一个外壳围绕。该至少一个外壳可以在至少一个输送机的材料接收区域的范围内连接到，特别是气密封连接到燃烧炉，至少一个输送机的材料接收区域则定位在燃烧炉的材料输出口下方。在材料接收区域内，热材料被转移到至少一个输送机上。

材料接收区域在热材料的输送方向上的后面接着的是二次燃烧区域。作为添加氧化剂的结果，热材料的二次燃烧发生在该二次燃烧区域中。该氧化剂特别是(周围)空气、具有改进的氧含量的(周围)空气和/或纯氧气和/或烟道排气。为此目的，至少一个氧化剂供给装置与材料递送空间相隔一段距离或在二次燃烧区域的范围内布置在外壳中或外壳上，通过氧化剂供给装置，氧化剂可以被引入二次燃烧区域内并且氧化剂可在二次燃烧区域内与热材料进入接触。

至少一个氧化剂供给装置可固定地和/或可移动地，特别是可枢转地安装在至少一个外壳中和/或其上。此外，至少一个氧化剂供给装置可以具有导向元件，如，例如，导向板、流动转向装置和/或风扇之类。二次燃烧区域通常从在燃烧炉的材料输出口下面的材料接收区域延伸直到氧化剂基本上不再引起热材料的任何二次燃烧的区域。取决于氧化剂在至少一个外壳内的流动情况，二次燃烧区域特别地在输送方向上的(最后的)至少一个氧化剂供给装置的下游立即终止。

二次燃烧区域优选地形成在冷却区域附近，在该冷却区域中，在至少一个输送机上的热材料被冷却气流冷却。换言之，其意味着冷却效应在冷却区域内占优势甚至基本上不再发生明显的二次燃烧。该冷却气流基本上不带有由氧化剂供给装置所供给的氧化剂，而是，相反另外的冷却气流，其被供给到特别是至少一个输送机的材料递送空间中或其附近，并且其优选地可独立于氧化剂的供给被控制。而且，氧化剂可以比到达二次燃烧区域的冷却气流具有更高的氧浓度。冷却气流通过至少一个外壳的材料递送空间和/或通过至少一个外壳中的在至少一个输送机的材料递送空间中的至少一个单独的冷却气流入口进入设备。

材料递送空间特别是在至少一个外壳内部的空间，

-该空间在输送方向上从至少一个输送带的(直接的)下游开始，也就是说，在输送路径的末端处，且该空间由所述至少一个外壳限定，和/或

-该空间在输送方向上从至少一个外壳上的口开始，热材料离开其卸载，并且该空间由至少一个外壳限定。

因此，特别优选的是，最接近材料递送空间布置的氧化剂供给装置也布置在输送机或输送带的侧向区域内。其特别确保了氧化剂被添加到置于输送机上的材料。

氧化剂和冷却气流二者都可基本上沿至少一个输送机的输送路径，并且优选地与热材料的输送方向相反地流动，以在燃烧炉的方向上精确。为了防止氧化剂和/或冷却气流完全地或部分地进入燃烧炉的燃烧空间，氧化剂可以在进入燃烧炉的燃烧空间内之前通过氧化剂出口从外壳至少部分地和/或完全地移除，和/或可以经由冷气出口至少部分地或完全地移除冷却气流。氧化剂出口在此情形下优选地布置在二次燃烧区域中并且冷气出口在冷却区域中。然而此处应当说明的是，冷气出口和氧化剂出口还可以由一个公共出口形成。而且，在此时应当注意，经由氧化剂和/或冷却气流进入燃烧炉的燃烧空间的氧气量在质量上不应超过用于在燃烧空间中化学计量燃烧所需要的氧气的1.5％(质量百分比)。

根据本发明的设备的特点在于，由于能够按需地、目标定向的和智能地致动氧化剂供给装置，所以可独立于冷却气流执行二次燃烧。

而且，应当记住，至少一个氧化剂供给装置以及因此二次燃烧区域都沿输送路径与至少一个输送机的材料递送空间间隔至少1米，优选地至少2米以及特别优选地至少3米，由此确保最小长度的冷却区域。此外，如果二次燃烧区域沿输送路径的第一长度与冷却区域沿输送路径的第二长度的比为0.1到0.9，优选地为0.3到0.7并且特别优选地基本上为0.5，则也是有利的。

如果至少一个氧化剂供给装置连接到至少一个热气发生器，则特别有利。

氧化剂的温度借助于热气发生器而升高。氧化剂在温度方面的该升高导致在至少一个输送机上的二次燃烧区域中的热材料的特别强烈的二次燃烧。至少一个氧化剂供给装置特别地经由耐高温管路和/或软管线路连接到热气发生器。这些管路和/或软管线路可具有至少一个氧化剂泵。基本上，氧化剂被输送离开燃烧炉的传送废气的一个或更多个区域和/或离开周围环境和/或离开辅助气流，所述辅助气流被提供用于在燃料锅炉中的燃料的燃烧，其穿过热气发生器和氧化剂供给装置进入外壳内。通过热气发生器氧化剂的温度被增加优选地到至少100℃，特别是增加到至少200℃以及最特别优选地增加到至少300℃。而且，优选地，增加氧化剂的温度使得在进入二次燃烧区域时氧化剂的温度高于冷却气流的温度。

如果设备具有用于测定用于热材料的燃烧度的特征值的至少一个传感器，则特别有利。

用于热材料的燃烧度的该特征值特别可以是下述组中至少一个：热材料的密度、热材料的颜色、热材料的温度、热材料的粒度、热材料的稠度、热材料的色温、热材料的辐射功率和热材料的紫外辐射(UV辐射)。在每一情形下，用于热材料的燃烧度的适当特征值关键取决于在燃烧炉中所使用的燃料，而且本领域技术人员可以通过常规调查以简单方式确定。而且，现有技术中已知的并适于测定各个特征值的传感器必须根据特征值来选择。此外，应当说明，燃烧度是热材料已经燃烧的(百分比)质量部分或已经燃烧的(百分比)体积部分。换言之，燃烧度表示的是热材料的质量减去热材料的未燃烧成分的质量，以百分比表示，或者热材料的体积减去热材料的未燃烧成分的体积，以百分比表示。

在本发明的改进中，提出设备具有控制器，该控制器以数据传导方式连接到至少一个传感器和至少一个氧化剂供给装置，并被设置用来根据特征值按需地控制至少一个氧化剂供给装置，该特征值由至少一个传感器测定，用于热材料的燃烧度。

对至少一个氧化剂供给装置的按需控制特别是指以下述方式控制氧化剂供给装置，该方式是(唯一地且/或准确地)将多到足以达到热材料理想燃烧度的氧化剂引入设备的二次燃烧区域内。理想燃烧度特别是热材料的特定再处理所需要的燃烧度。特别地，应当实现至少90％、优选地至少95％或甚至最特别优选地至少99％的燃烧度。为此目的，控制器致动特别是至少一个氧化剂供给装置的阀和/或氧化剂泵。

根据本发明的另一方面，还提出了用于输送从至少一个燃烧炉出来的热材料的方法，该方法至少包括下述步骤：

a)将来自至少一个燃烧炉的热材料提供到至少一个输送机的材料接收区域，

b)将热材料沿输送路径从至少一个输送机的材料接收区域输送到至少一个输送机的材料递送空间，

c)通过将氧化剂按需地供给到至少一个输送机的至少一个外壳内，在至少一个输送机上二次燃烧热材料，氧化剂的供给发生在至少一个外壳的与至少一个输送机的材料递送空间相隔一段距离定位的区域内，以及

d)通过至少在至少一个输送机的材料递送空间中的另外的冷却气流冷却热材料。

根据步骤a)，输送机的热材料被转移进入至少一个输送机内，特别地，通过燃烧炉的材料输出口进入材料接收区域，材料接收区域布置在材料输出口下方。接着，在步骤b)中，热材料沿输送路径从至少一个输送机的材料接收区域输送到至少一个输送机的材料递送空间，并且在材料递送空间从外壳卸载。根据步骤c)的氧化剂供给发生在与至少一个输送机的材料递送区域相隔一段距离定位的区域内，特别地，在二次燃烧区域内，从而在此区域中帮助至少一个输送机的热材料的二次燃烧。此外，根据步骤d)，通过另外的冷却气流的热材料的冷却至少发生在至少一个输送机的材料递送空间中，热材料的冷却还另外地发生在可以沿着输送路径从二次燃烧区域延伸直到至少一个输送机的材料递送区域的冷却区域中。应当说明，热材料在至少一个输送机上的输送期间，各个步骤被设计成在时间方面并行进行和/或至少部分地一个接一个进行。此外，对设备的特征的所有说明和限定可以转移到方法的相对应特征，反之亦然。

如果在步骤c)中，根据用于热材料的燃烧度的特征值按需地控制氧化剂的供给，则特别有利。

用于热材料的燃烧度的该特征值特别可以是下述组中的至少一个：热材料的密度、热材料的颜色、热材料的温度、热材料的粒度、热材料的稠度、热材料的色温、热材料的辐射功率和热材料的紫外辐射(UV辐射)。在每一情形下，热材料的燃烧度的适当特征值关键取决于在燃烧炉中所使用的燃料而且本领域技术人员可以通过常规调查以简单方式确定。而且，现有技术中已知的并适于测定各个特征值的传感器必须根据特征值来选择。以下述方式进行氧化剂的供给的控制，即，当燃烧度太低时为了增加二次燃烧强度，增加氧化剂的供给量直到热材料的燃烧度至少达到期望的燃烧度。

此外，如果借助至少一个传感器测定热材料的燃烧度的特征值，则是有利的。其意味着特别是借助于适于各个特征值的传感器对用于热材料的燃烧度的特征值进行连续测定，特别是，实时地连续测定，从而可以进行对氧化剂的供给的连续控制，其适于热材料的实际燃烧度。

如果氧化剂的供给的控制包括至少影响氧化剂的下述特性之一，则同样有利，这些特性包括：

-氧化剂的温度，

-氧化剂的流动速度，

-氧化剂的流动方向

-氧化剂的质量流量，

-氧化剂的氧浓度，

-氧化剂供给到外壳内的位置。

氧化剂的这些特性特别适合影响在至少一个输送机上的二次燃烧的强度。特别是，优选的，上述特性中至少两个或者甚至至少三个受到所述控制的影响。

氧化剂的温度特别是氧化剂在离开至少一个氧化剂供给装置时或在进入至少一个外壳内时所具有的温度。氧化剂的温度优选地等于至少100℃，特别地至少200℃以及最特别优选地至少300℃。特别地，温度可以以受控方式增加使得其适合外壳内的环境条件和/或适合材料的特性。

氧化剂在离开至少一个氧化剂供给装置时或在进入至少一个外壳内时的流动速度优选地等于至少1m/s(米每秒)，特别优选地至少5m/s以及最特别优选地至少10m/s。流动速度特别可以被控制使得其适合外壳内的环境条件和/或适合材料的特性。

氧化剂的流动方向特别是氧化剂在至少一个外壳内沿输送路径的流动方向，也就是说，在热材料的输送方向上和/或(部分地)与热材料的输送方向相反，和/或氧化剂在离开至少一个氧化剂供给装置时或在进入至少一个外壳内时的流动方向。流动方向特别也可以被设定到外壳内的环境条件和/或材料的特性。

氧化剂的质量流量是流动通过至少一个氧化剂供给装置进入至少一个外壳内的氧化剂的质量流量(每分钟多少千克的氧化剂(kg/min))。氧化剂的质量流量优选地等于至少50kg/min，特别地至少100kg/min以及最特别优选地至少150kg/min。特别地，质量流量可以受控方式增加使得其适合外壳内的环境条件和/或适合材料的特性。

氧化剂的氧浓度特别是氧化剂在离开至少一个氧化剂供给装置时或在进入至少一个外壳内时所具有的以质量百分比表示的氧浓度。该氧浓度通常将大约对应于空气中的氧浓度，但不需要必须保持这样的氧浓度，而是适合外壳内的环境条件和/或适合材料的特性的(增加的或降低的)氧浓度可以受控方式添加。

氧化剂供给到外壳内的位置是二次燃烧区域内的位置，在该位置离开至少一个氧化剂供给装置的氧化剂进入外壳内。因此可以设置多个供给位置。然而，也可以存在可变的供给位置(例如，相对于外壳可移动)。因此氧化剂的递送也可进行成在相对于外壳的位置方面以及根据外壳内的环境条件和/或材料的特性相适应。

此外，如果氧化剂的添加和通过冷却气流的冷却彼此协调进行，则是有利的。从而可以特别实现，通过氧化剂和/或冷却气流进入燃烧炉的燃烧空间内的氧气量在质量方面(质量百分比)不超过在燃烧空间中化学计量燃烧所需要的氧气的1.5％。

附图说明

以下借助附图对本发明和技术背景进行更详细地说明。应当指出，附图示出了本发明的特别优选的设计变型，然而本发明不限于该设计变型。

图1：示意性地示出了根据本发明的设备的示例性实施方式，该设备用于输送从至少一个燃烧炉出来的热材料。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于输送从至少一个燃烧炉3出来的热材料2的设备1。设备1具有输送机4，用于将热材料2从热材料接收区域5沿输送路径7输送到材料递送空间6。输送机4被外壳13围绕。该外壳13通过材料输出口14基本气密连接到燃烧炉3。热材料2通过材料输出口14转移离开燃烧炉3的燃烧空间15在材料接收区域5中到达输送机4上。

输送机4由驱动器22驱动，使得热材料2沿输送路径7被输送离开材料接收区域5到达材料递送空间6并且从外壳13中被递送出来。

在材料递送空间6中布置以阀、泵或风扇形式的冷却气流供给装置29，该冷却气流供给装置通过外壳13上的在材料递送空间6中的冷却气流入口28将冷却气流25引入到外壳13内。冷却气流25沿着与热材料2通过外壳13的输送方向相反的输送路径7流动，并且在冷却区域27冷却热材料2。冷却气流25在冷却区域27的端部处的温度高到足以使热材料2的冷却在冷却区域27的端部处基本上不再发生。被加热的冷却气流25通过冷气出口30和/或氧化剂出口12和/或通过材料输出口14从外壳13排出。在该示例性实施方式中，冷气出口30定位在冷却区域27的端部处。

沿输送路径7与热材料2的输送方向相反方向上，在冷却区域27后接着是二次燃烧区域26。在该二次燃烧区域26中，氧化剂24经由氧化剂供给装置23引入二次燃烧区域26内。通过氧化剂24促进在输送机4上的热材料2在二次燃烧区域26中的二次燃烧。所以，可以在二次燃烧区域26中按需提供氧化剂24，用于测定用于热材料2的燃烧度的特征值的(例如)传感器10布置在设备1的内侧。该传感器10以数据传导方式连接到控制器11，控制器11又以数据传导方式连接到以氧化剂泵的形式的氧化剂输送机8。当传感器10测定用于热材料2的燃烧度的特征值处于热材料2的理想燃烧度范围以下时，控制器11致动氧化剂泵8。为此目的，氧化剂泵8经由线路16连接到热气发生器9。该热气发生器9用于增加氧化剂24的温度。在该示例性实施方式中，氧化剂24从燃烧空间15和/或从传送废气的区域17和/或从周围环境中被供给到热气发生器9。为此目的，第一阀18、第二阀19、第三阀20、第四阀21和第五阀31布置在线路16中，以致按需提供氧化剂。

在该示例性实施方式中，氧化剂24的温度可受到热气发生器9的影响，氧化剂24的流动方向可受到氧化剂供给装置23的影响，该氧化剂供给装置23被构造成沿输送路径7且相对于输送路径7横向地可移动和/或可枢转，氧化剂24的质量流量可受到冷却气流供给装置29的影响，可以通过氧化剂24的提取位置(燃烧空间15和/或传送废气的区域17和/或周围环境)影响氧化剂24的氧浓度，并且氧化剂24的供给位置可受到氧化剂供给装置23在二次燃烧区域26中的可移动构造的影响。

本发明特别是以改进的，特别是按需的、目标定向的以及智能的热材料的二次燃烧为特点。

附图标记列表

1设备

2热材料

3燃烧炉

4输送机

5材料接收区域

6材料递送空间

7输送路径

8氧化剂输送机

9热气发生器

10传感器

11控制器

12氧化剂出口

13外壳

14材料输出口

15燃烧空间

16线路

17传送废气的区域

18第一阀

19第二阀

20第三阀

21第四阀

22驱动器

23氧化剂供给装置

24氧化剂

25冷却气流

26二次燃烧区域

27冷却区域

28冷却气流入口

29冷却气流供给装置

30冷气出口

31第五阀

Claims (9)

1.一种用于输送从至少一个燃烧炉(3)中出来的热材料(2)的设备(1)，所述设备(1)具有至少一个输送机(4)以及围绕所述至少一个输送机(4)的至少一个外壳(13)，所述至少一个输送机(4)用于沿输送路径(7)将所述热材料(2)从所述至少一个输送机(4)的材料接收区域(5)输送到所述至少一个输送机(4)的材料递送空间(6)，其中，至少一个氧化剂供给装置(23)沿所述输送路径(7)在距所述材料递送空间(6)一定距离处布置在所述至少一个外壳(13)中或所述至少一个外壳(13)上。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述至少一个氧化剂供给装置(23)连接到至少一个热气发生器(9)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的设备(1)，具有至少一个用于测定所述热材料(2)的燃烧度的特征值的传感器(10)。

4.根据权利要求3所述的设备(1)，具有控制器(11)，所述控制器(11)以数据传导方式连接到所述至少一个传感器(10)和所述至少一个氧化剂供给装置(23)，并且所述控制器(11)被构造成根据由所述至少一个传感器(10)测定的所述热材料(2)的燃烧度的特征值按需地控制所述至少一个氧化剂供给装置(23)。

5.一种用于输送从至少一个燃烧炉(3)中出来的热材料(2)的方法，所述方法包括至少下述步骤：

a)将来自所述至少一个燃烧炉(3)的热材料(2)提供到至少一个输送机(4)的材料接收区域(5)中，

b)沿输送路径(7)将所述热材料(2)从所述至少一个输送机(4)的所述材料接收区域(5)输送到所述至少一个输送机(4)的材料递送空间(6)，

c)通过将氧化剂(24)按需地供给到所述至少一个输送机(4)的至少一个外壳(13)内，在所述至少一个输送机(4)上二次燃烧所述热材料(2)，其中，所述氧化剂(24)的供给发生在所述至少一个外壳(13)的设置在距所述至少一个输送机(4)的所述材料递送空间(6)一定距离处的区域内，以及

d)通过至少在所述至少一个输送机(4)的所述材料递送空间(6)中的另外的冷却气流冷却所述热材料(2)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤c)中，根据所述热材料(2)的燃烧度的特征值按需地控制所述氧化剂(24)的供给。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，借助至少一个传感器(10)测定所述热材料(2)的燃烧度的所述特征值。

8.根据权利要求6和7中的任一项所述方法，其中，控制所述氧化剂(24)的供给包括至少影响所述氧化剂(24)的下述特性之一：

-所述氧化剂(24)的温度，

-所述氧化剂(24)的流动速度，

-所述氧化剂(24)的流动方向，

-所述氧化剂(24)的体积流量，

-所述氧化剂(24)的质量流量，

-所述氧化剂(24)的氧浓度，

-所述氧化剂(24)供应到所述外壳(13)内的位置。

9.根据权利要求5到8中的任一项所述的方法，所述氧化剂(24)的添加和通过所述冷却气流(25)的冷却彼此协调地进行。

Images