CN102712426A - 用于将流体馈入固体输送管的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将流体、如气体或液体馈入固体输送管的装置，其中流体首先被引入环绕固体输送管的环形空间（12），然后再从该环形空间被引入固体输送管，这种装置要能够在高温下以高效能及很高的工作可靠性将例如粉尘状的煤炭或飞灰输送到气化设备中。所述述目的这样来实现，环形空间内的固体输送管的长度小于环形空间的长度，以形成环形间隙（S2），在环形空间（12）内设有用于使被引入的流体产生涡流的内置件（16）。

Description

用于将流体馈入固体输送管的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将流体、例如气体或液体、馈入固体输送管的装置，其中首先将所述流体引入环绕固体输送管的环形空间，然后再从该环形空间引入固体输送管。

背景技术

本发明例如基于EP 1 824 766 B1，其中固体输送管在一个形成一环形空间的壳体内形成，所述壳体由透过性材料制成，并且固体输送管在该壳体内部经由两侧的密封环能纵向移动地设置。为了输送颗粒状的固体，已知气动的输送装置。根据流动方案及输送密度可大致区分为低密度流输送和髙密度流输送。这里现有技术包括US 3 152 839、US 1 152 302或DD 0 154 599。

高密度流输送的特征是，输送气体用量较少，而且其操作方式对固体及输送管的都有保护作用，因此其应用范围很广，例如用于输送煤粉、飞灰、水泥，但也用于食品及医药工业，其中用于以低密度或也以高密度流进行气动输送所需的技术参数长期以来就是已知的，但是随着对于技术系统的要求，如设备可用性、使用寿命、投资成本、易维修性等越来越高，需要满足这些提高的要求新型的解决方案。

除了所述的EP 1 824 766 B1以外，还有其他将气体馈入固体输送装置的解决方案，例如在开始时或在输送期间将固体流化，以便对输送密度造成影响或是冲刷管段。

这种现有技术例如包括WO 2004/87331A1，该文献记载了一种将粉末状材料、尤其是漆粉输送到喷涂设备的装置。在这种喷涂设备内使用双层壁的管件，这种管件也设有用烧结金属制成的透过性内壁，以便将空气引入粉末。WO 2004/87331A1描述的双层壁的管件不具有吸收膨胀功能，而是根据说明书和附图在采用压缩空气软管的情况下完全旋紧的。因此不能用于或转用于设计的应用范围（高温及高压）。

DE 1 269 571也是提出了一种双层壁的管件。内管壁是由多孔材料制成，其特殊之处在于，所述材料是可膨胀且柔性的。所作用的压力冲击会使内壁移动，由于内壁的多孔性，一部分空气会在内壁移动的同时透过内壁进入固体流中。所述在柔性的同时具有的多孔性只能同时通过材料、例如塑料）实现。因此DE 1 269 57 1建议的应用在当前情况下不能用于最高可达400°C的固体温度下。

US 5 827370以及US62277688记载了用于输送气体或输送处于压力下的流体的其他解决方案。

发明内容

本发明的目的是，提出一种装置，该装置能够在高温下以高效能及很高的工作可靠性将粉尘状的煤或飞灰输送到气化设备中。

在根据本发明的在开头所述类型的装置中这样来实现所述目的，即环形空间内的固体输送管，以下称为内导向管，的长度小于环形空间的长度，以形成环形间隙，其中在环形空间内设有用于使引入的流体产生涡流的内置件。

由于在这些情况下通常引入的气体的温度通常较低，并且而在固体引导侧和气体引入侧之间有时存在很大的温差，因此引起各部件不同的膨胀，利用本发明可以提供对膨胀差的补偿，因此能够长期防止这些元件受损。

本发明还可以解决另一个问题，所述问题由此产生，即，由于气化设备内存在的最高达100bar的压力，通常输送固体的构件受到循环加载。相反在处理中释放的固体、如飞灰必须被抛出，也就是从高压系统中被抛出到大气条件下。这种情况也出现循环工作的闸门系统中，也就是说，除了由于不同的介质温度造成的温差外，还会出现由于循环的运行方式导致的时间上的温度梯度。本发明的装置的特殊构造方式对这些问题也给予了考虑。

由各从属权利要求得出本发明的实施方式。这里可以设定，环形空间内的内导向管的区域至少部分地构造成穿孔的。如通过环形间隙在环形空间内的内导向管的端部上进行的那样，利用这种结构也确保了能够向固体输送管的区域中输送气体。

在循环的运行方式下，为了便于在必要时将回流的固体吹出，环形空间在通往固体输送管的环形间隙的范围内装备有漏斗状的壁区域。

所有本身已知的元件适宜地经由法兰连接结构彼此固定。

如果装置的位置偏离于沿重力方向的定向，则根据本发明还可以设定，当固体输送管没有沿重力方向定位时，可以将用于流体的通往环形空间的输送管定位在环形空间的沿重力方向的上部区域中。

附图说明

本发明其他的特征细节和优点的实施例根据下面的说明和附图得出，在附图中

图1示出按照本发明的装置的剖视图，

图2a-2d环形空间中的固体输送管的具有不同的影响流动的元件的多个实施形式，

图3用根据图1的图示示出本发明的改变的实施例，以及

图4示出一个框图，其中示出在固体容器下方的根据本发明的装置。

具体实施方式

图1中的流化管1'是由壳体6、入口法兰2、出口法兰8以及流化剂入口4构成的，其中流化剂入口经由法兰5与流化剂供应系统连接。流化管是经由连接法兰2和8安装到固体输送管内。引入和引出的固体输送管的法兰2和8以及法兰1和9之间的密封通过密封环10和11实现。内导向管3牢固地与流化管的入口法兰2连接。待输送的固体经由入口法兰2进入内导向管3。理想的情况下，引入的固体输送管的直径D1等于入口法兰的直径D2。

内导向管的入口直径D3优选选择为等于或略大于入口法兰的直径D2，以避免对固体流的干扰及在过渡部出现磨损边缘。流化剂经由流化剂入口4输送给在内导向管3和壳体6之间形成的环形空间12。

在流化剂的流动方向上，通过锥形部7和内导向管3使流化剂分配腔的收缩。这样形成的最窄流动横截面S1选择成，使得在该位置流化剂速度相当于固体的最低流化速度w_umf的1至20倍。圆锥角α优选在45°至80°之间。流化剂在间隙S2中碰到从内导向管流出的固体。同时，内输送管沿轴向的长度膨胀被间隙S2补偿。流化作用在由内导向管3和出口法兰8在间隙S2内形成的自由空间内发生。内导向管的出口直径D4理想地小于或等于连接在后面的输送管的直径D4，以避免在闭锁法兰8处产生固体流的干扰边缘。如果D3及D4选择为不同的，则内导向管构造成沿流动方向逐渐缩小的锥形。流化的固体经由固体出口15离开流化管。

图2a、2b、2c及2d分别示出内导向管3不同的实施方式。内导向管3牢固地与闭锁法兰2连接，因此可以快速且简单地完全更换该元件。

图2a和2b举例示出通过套装的扰流体16在流化剂分配腔12内形成涡流的两个可能性，涡流的形成使得流化剂可以更好地与固体混合。流化剂在扰流体16之间的流动间隙L的内部流动通过流化剂分配腔。所产生的涡流例如可以防止在间隙S2内形成固体桥。

图2c示出穿孔的内导向管3，利用该内导向管使固体在流过内导向管时就可以用流化剂加载。

图2d示出扰流体16，它构造成带有扰流槽的环形体。这种扰流体具有带流动间隙宽度L的确定的流动通道。流化剂在流过这些流动通道时会产生压力损失Δp（扰流体），这个压力损失明显大于沉积的固体量的压力损失Δp（固体）。由此这样就可以在流化剂分配腔12内实现均匀的流化剂分配，并经由流化剂除去沉积的固体。

图3示出本发明的流化管1'，其中锥形部7及出口法兰8由一个构件，例如车削件构成。此外，图3还举例示出如图2d的扰流体。

图4示出本发明的流化管1'的一种典型应用情况的流程图。流化管1'经由管道法兰1固定在位于容器17上用于排出固体的管出口19上。容器17例如可用于暂时储存固体或用作提高固体流的压力的闸门。当阀20打开时，固体会通过流化管1'及阀20从容器17流出，进入固体输送管21。在这个简化的流程图中，流化管可以有多次使用。

一种应用方式是，在阀20即将打开以进行固体输送之前，先引入适量的气体14，以便在阀20的上方形成局部流化。以这种方式可以简化开关过程，同时可以通过流化使固体松动，以消除可能形成的固体桥。

另外一种应用方式或运行状态是，在输送固体的过程中，将输入的气体14调整到这样的量，即，实现例如可靠的高密度流输送所需的密度所需的量。当输送固体结束时，也就是容器清空时，可以引入更多的气体14冲刷管道。由于例如为了第一次流化以及最后的冲刷都短时间地需要大量的气体，因此这里使用烧结金属会有问题。因此根据本发明的具有气体输送间隙S1的装置与相对于带有烧结金属的解决方案提高的预期使用寿命相结合提供了方法技术上的优点。

附图标记列表

1'   流化管

1    管道法兰

2    流化管的入口法兰

3    内导向管

4    流化剂入口

5    法兰

6    壳体

7    锥形部

8    流化管的出口法兰

9    管道法兰

10/11密封环

12   环形空间

13   固体入口

14   流化剂供应部

15   固体出口

16   扰流体

17   容器

18   固体散料

19   管出口

20   阀

21   固体输送管

D1   管道的直径

D2   固体出口的直径

D3   内导向管入口的直径

D4   内导向管出口的直径

D5   流化管出口的直径

D6   管道的直径

S1     流化环的最窄的横截面

S2     膨胀间隙

α     圆锥角

L      流动间隙

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于将流体、如气体或液体馈入固体输送管的装置，其中流体首先被引入环绕固体输送管的环形空间，然后再从该环形空间被引入固体输送管，其特征为：环形空间（12）内的固体输送管（内导向管（3））的长度小于环形空间的长度，以形成环形间隙，在环形空间（12）内设有用于使被引入的流体产生涡流的内置件，环形空间（12）内的内输送管（3）的区域构造成至少部分是穿孔的。

2.如权利要求1所述的装置，其特征为，在环形空间（12）内设有导流的内置件（16）。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征为，环形空间（12）在通往内输送管（3）的环形间隙的区域内设有漏斗状的壁区域。

4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，各装置元件通过法兰连接结构（2、8）相互固定。

5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，当固体输送管不是沿重力方向定位时，用于流体的、通往环形空间的输送管定位在环形空间的沿重力方向上部的区域内。

Claims (6)

1.一种用于将流体、如气体或液体馈入固体输送管的装置，其中流体首先被引入环绕固体输送管的环形空间，然后再从该环形空间被引入固体输送管，其特征为：环形空间（12）内的固体输送管（内导向管（3））的长度小于环形空间的长度，以形成环形间隙，在环形空间（12）内设有用于使被引入的流体产生涡流的内置件。

2.如权利要求1所述的装置，其特征为，环形空间（12）内的内输送管（3）的区域构造成至少部分是穿孔的。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征为，在环形空间（12）内设有导流的内置件（16）。

4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，环形空间（12）在通往内输送管（3）的环形间隙的区域内设有漏斗状的壁区域。

5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，各装置元件通过法兰连接结构（2、8）相互固定。

6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，当固体输送管不是沿重力方向定位时，用于流体的、通往环形空间的输送管定位在环形空间的沿重力方向的上部的区域内。

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