CN102893114B - 闪速炉速度控制设备 - Google Patents

Abstract

一种输送设备，其适于将颗粒状物料从料源输送到设置在闪速炉处的燃烧器，该设备包括：适于以相对高的速度输送颗粒状物料的气动输送装置；设置在燃烧器进口处或燃烧器进口附近的流动调整装置，其中，流动调整装置适于接收和捕获所输送的颗粒状物料流，使得颗粒状物料以减小的速度流动到燃烧器进口。

Description

闪速炉速度控制设备

本发明涉及用于在通过气动输送设备将物料输送到对物料进行使用、加工处理和贮存的位置处的运送过程中改变颗粒状散装物料的速度的方法和设备。

气动输送提供了将颗粒状散装物料从一个位置给送到可以对物料进行加工处理的另一个位置的有效和方便的手段。物料输送的方式对加工处理的效率具有重要意义。在这方面，气动输送提供了许多超过机械输送的优点。例如，由于脉动的或不均匀的流动会导致问题并致使加工处理效率低，因此希望物料在顺畅、连续的流动中进行传送。用机械输送手段难以实现这样的顺畅流动。

在某些行业、例如发电行业，普遍采用相对高的输送速度、例如大约20m/s至30m/s。在这些行业中，由于输送物料、例如煤粉通常为非磨料，故而能够采用相对高的输送速度。此外，所使用的燃烧器适于处理以这种速度输送的物料。

然而，在闪速炉应用中，待输送的颗粒状散装物料通常是磨料，并且当以高速运送物料时，由于颗粒状物料引起的摩擦而发生装备磨损。这种类型的过程的示例为将金属精矿给送到闪速炉中，比如金属例如铜的冶炼。该过程使用燃烧器，其中，物料在被均匀分散到炉内以前在重力的作用下落进燃烧器管。因此，这种类型的燃烧器要求所输送的物料在燃烧器管内处于非常低的速度。然而，低的输送速度会导致物料不再悬浮而形成阻塞，因而物料从输送管的端部脉动。如果这是连接到燃烧器的，则燃烧器也会脉动，这是不能接受的。

此外，输送的物料通常贮存在地平面，而燃烧器位于通常大于或等于地平面以上20m的高度处。机械输送能够将颗粒状物料提升到所要求的高度，但不能够提供必需的顺畅连续流动。气动输送的优点在于给燃烧器提供顺畅连续流动的颗粒状物料，但是提升颗粒状物料到燃烧器的高度则需要高输送速度，这会导致上述发现的问题。

需要提供用于将物料输送到闪速炉的装置，该装置提供顺畅连续流动。需要提供用于将物料输送到闪速炉的装置，该装置包括在燃烧器处的相对低的输送速度。

根据本发明，提供了一种适于将颗粒状物料从料源输送到设置在闪速炉处的燃烧器的输送设备，该设备包括：

气动输送装置，该气动输送装置适于以相对高的速度输送颗粒状物料；以及

流动调整装置，该流动调整装置设置在燃烧器进口处或燃烧器进口附近，其中，流动调整装置适于接收和捕获所输送的颗粒状物料流，使得颗粒状物料以减小的速度流动到燃烧器进口。

流动调整装置可以具有进口和出口，颗粒状物料沿第一方向输送到流动调整装置的进口，颗粒状物料沿不同的第二方向从出口流动到燃烧器进口。第二方向可以基本上垂直于第一方向。

颗粒状物料可通过管道从料源输送到燃烧器，并且进口具有大于管道的截面面积的截面面积。出口可以具有大于进口的截面面积的截面面积。

流动调整装置可以包括与进口处颗粒状物料的流动方向相对的第一凹部，使得颗粒状物料聚集在第一凹部内以阻碍后续的颗粒状物料流。

出口可以是倾斜的，使得颗粒状物料在重力作用的辅助下从出口流动到燃烧器进口。

该设备可以包括设置在第一凹部下游和燃烧器进口上游的第二凹部。第二凹部可以与来自于第一凹部的颗粒状物料的流动方向相对。

料源可以位于第一高度，燃烧器进口位于更高的第二高度。

该设备可以包括用于排放输送气体的至少一个排放口。排放口可以设置在流动调整装置处。排放口可以设置在流动调整装置的出口处。排放口可以设置在燃烧器进口处或燃烧器进口附近。

流动调整装置可以包括旋风分离器。该设备可以包括位于旋风分离器下游的整理叶片。

现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的实施方式，在附图中：

图1a示出了用于将金属精矿输送到闪速炉燃烧器的输送设备，该设备包括根据第一实施方式的流动调整装置；

图1b为沿着图1a的线A-A的截面；

图1c为沿着图1a的线B-B的截面；

图2示出了设置在燃烧器进口处的流动调整装置的第二实施方式；

图3示出了设置在燃烧器进口处的流动调整装置的第三实施方式；

图4示出了设置在燃烧器进口处的流动调整装置的第四实施方式；

图5a示出了设置在燃烧器进口处的流动调整装置的第五实施方式；

图5b为沿着图5a的线A-A的截面；以及

图5c为沿着图5a的线B-B的截面。

图1a示出了输送设备100，输送设备100用于将颗粒状散装物料8、特别地金属精矿、更特别地铜精矿气动地输送到闪速炉200的燃烧器进口300。设备100包括：用于颗粒状物料8的呈贮料箱16形式的料源；气动输送线路12；压缩机14，其将气动输送气体供给到输送线路12；阀10，其用于将来自贮料箱16的物料8给送到输送线路12中；以及设置在燃烧器进口300处的流动调整装置20。

流动调整装置20具有与输送线路12连通的进口18和与燃烧器进口300连通的出口30。燃烧器进口300安装在闪速炉200的顶部部分2上。因此，燃烧器进口300和流动调整装置20位于贮料箱16上方很高的高度处。

颗粒状物料8经由气动输送线路12从贮料箱16运送到燃烧器进口300。物料8悬浮在通过输送气体鼓风机或压缩机14提供的输送气体中，并且通过使用旋转给送装置10被供给至输送线路12。这种（和其它）类型的给送系统趋向于在输送物料中引起脉动，并且这种脉动的程度在很大程度上取决于所输送的物料的速度。如果在输送线路12的任何部分中输送速度太低，则颗粒状物料8将不再悬浮，从而导致形成物料堵塞。然而，如果速度太高，虽然这将减少或消除脉动，但将对输送管道造成过度磨损。

本发明提供了一种流动调整装置，其设置在燃烧器进口300处，该流动调整装置适于接收和捕获输送的颗粒状物料8的流。这允许以相对高的速度沿着输送线路12输送颗粒状物料8。颗粒状物料8以减小的并且因而适合燃烧器的操作和闪速炉加工处理的速度从流动调整装置20的出口30流动到燃烧器进口300。

在到达燃烧器进口300之前，在输送气体中的物料8经由进口18进入流动调整装置20。进口18具有大于输送线路12的横截面面积的横截面面积，所以当颗粒状物料8进入流动调整装置20时，速度有所减小。

在如图1a所示的实施方式中，流动调整装置20包括“盲三通管（blind tee）”，其中，三通管件的一个分支被堵塞。被堵塞的分支设置成与流动到流动调整装置20的进口18的颗粒状物料流的第一方向相反的分支。第一方向在图1a中用箭头“a”表示。颗粒状物料8离开流动调整装置20的出口，在用箭头“b”表示的不同的第二方向上行进。

“盲三通管”包括与进口18连通的头部部分21a和与出口30连通的腿部部分21b。部分21a和21b彼此连通，使得颗粒状物料能够从头部部分21a通过而进入到本体部分21b中。头部部分21a由上壁部分20a和下壁部分20d限定。其中，通常，头部部分21a呈大致圆筒形状，壁部部分20a和20d是相同的圆筒壁的部分。本体部分21b由壁部部分20b和壁部部分20c限定，壁部部分20b和20c也是相同的圆筒壁的部分，其中，通常本体部分21b呈大致圆筒状。

在图1a中示出的示例中，头部部分21a和本体部分21b设置成基本上彼此垂直。因此，第一方向和第二方向也基本上垂直。然而，这不是必需的情况并且其它实施方式可以包括不同的角度。

“盲三通管”包括凹部24，凹部24形成在头部部分21a中，由被堵塞的分支提供。凹部24位于相对于流动方向a与进口18相对处。凹部24由头部部分21a的端壁23和侧壁23b、23c限定。侧壁23b便利地为壁部部分20a的一部分，而侧壁23c便利地为壁部部分20d的一部分。

最初，颗粒状物料8与盲三通管22的端壁23碰撞，然后颗粒状物料8聚集在凹部24中。凹部24中的累积的颗粒状物料8提供缓冲物，对于在由凹部24限定的区域中的颗粒撞击，该缓冲物具有缓冲作用。所造成的颗粒状物料8的速度的减小使颗粒状物料8与输送气体分离。颗粒状物料8经由出口30通常在第二方向b上被排出。

出口30具有大于进口18的横截面的横截面。由于这点，颗粒状物料8在第二方向上流动时的任何加速均被减至最小或消除。另外，流动调整装置20位于燃烧器进口处，使得流动调整装置20的腿部部分21b的长度相对短。因此，颗粒状物料8不具有再加速达到初始输送速度所需的距离。

管道12、进口18和出口30的相对横截面面积、颗粒状物料8与端壁23的碰撞和随后在流动方向上的变化、流动调整装置20的位置、以及相对短的腿部部分21b都有助于减小从出口30流动到燃烧器进口300的颗粒状物料8的速度。通常，颗粒状物料8的速度减小到初始输送速度的约50%。速度的任何减小均对减少系统中的磨损有很大影响。通常，磨损与速度的2.5次方成比例。

流动调整装置20的本体部分21b是倾斜的，使得在颗粒状物料8从输送气体分离之后，颗粒状物料8在重力作用下沿着壁部分20c的内表面26以顺畅连续的流动下落。这种顺畅连续流动的颗粒状物料8形成了流动体28，在图1b中，流动体28占据出口30的下半部。因而，在燃烧器进口300处的颗粒状物料8的流动基本上是由于重力的作用，这适合闪速炉加工处理并且适合在这些过程中所使用的燃烧器的类型。

将颗粒状物料8输送到燃烧器进口300的气动输送设备100在图1a中示出为单个的系统，但通常将使用多于一个的设备100。图1c（示出了截面B-B的纵向平面图）示出了四个气动输送设备是如何绕燃烧器进口300的中心线在周向方向上均匀间隔开的，以及每个气动输送设备如何经由相应的出口30、30a、30b和30c与燃烧器进口300连通。当物料沿着相应的内表面26离开每个流动调整装置30、30a、30b和30c时，所述物料排出至燃烧器进口300，并沿着燃烧器进口管301向下前进，并进入闪速炉200。来自每个相应的流动调整装置30、30a、30b和30c的顺畅连续流均允许物料环形套筒34沿着燃烧器出口管301下落。

图1a中的装置体还设置有中心地穿过燃烧器进口300延伸的供气管32和位于燃烧器进口管301的自由下端下方的扩散元件40。扩散元件40设置有空气喷嘴，该空气喷嘴设置成将散装物料均匀地扩散到经由进气口38供应的燃烧气体36中。形成以顺畅连续方式流动的物料套筒34确保当物料在燃烧器进口管301的端部进入闪速炉时颗粒状物料能达到顺畅、均匀和连续的分布。如果速度还没有充分减小，则没有顺畅连续的流动且不会形成物料套筒34，相反地影响了物料进入闪速炉的分布。

图2、图3、图4和图5中示出了流动调整装置的不同实施方式。

参照图2，流动调整装置20包括本体部分121b和具有凹部50的头部部分121a。头部部分121a由上壁部分41a和下壁部分41d限定。凹部50由端壁42以及侧壁43b和43c限定。本体部分121b包括壁部部分41b和41c。在该替代性实施方式中，本体部分121b包括由侧壁41e和侧壁41f限定的大体竖直的部段和由侧壁41h和侧壁41g限定的倾斜的部段。侧壁41f和41h便利地形成壁部部分41c的部分，而侧壁41e和41h便利地形成壁部部分41b的部分。

在该特别的实施方式中，颗粒状物料8与端壁42碰撞并聚集在凹部50中。随后的颗粒状物料8首先排出到本体部分121b的大体竖直的部段。然后，物料在重力作用下以顺畅连续的流动而下落，并沿着侧壁41h的内表面26通过倾斜的部段经由出口30a排出。

图3中示出了另外的替代性实施方式。流动调整装置20包括头部部分121a（如图2所示）和具有附加的凹部52的本体部分121c。凹部52由端壁44以及侧壁45c和45b限定，端壁44以及侧壁45c和45b便利地是壁部部分41c的部分。在此实施方式中，在物料累积到第二凹部52中之前，物料排出到由侧壁41e和41f限定的本体部分121c的大体竖直的部段。随后，物料在重力作用下以顺畅连续的流动而下落并沿着侧壁41h的内表面26通过倾斜的部段经由出口30b流出。

附图中的图4描述了设备的另一替代性实施方式。流动调整装置20包括本体部分121c和具有凹部60的头部部分221a。在此特别的实施方式中，头部部分221a大体上呈球形并由壁部部分58a和58b限定。物料体聚积在限定凹部60并与物料经由进口18b流动的方向相对的壁部部分58a的大致弯曲表面上。

附图中的图5a示出了设备的替代性实施方式。流动调整装置20包括上部部分331a和下部部分331b。上部部分331a包括旋风分离器400，而下部部分包括凹部124。颗粒状物料8以如下方式从通常为切向的进口118给送到旋风分离器400：该方式使得物料以足以确保旋转的大量物料被迫靠到该装置的壁119上并与输送气体分离的速度旋转。然后，物料沿着壁119下降，通过收缩部129和整理叶片125到流动调整装置的下部部分331b。整理叶片停止了物料的旋转，物料累积到凹部124中。凹部124与旋风分离器100相对，使得凹部充满从旋风分离器落下的物料。端壁123以及侧壁145b和145c限定凹部124。侧壁145b和145c便利地是用于流动调整装置的下部部分331b的壁部部分141c的部分。在凹部124中累积的颗粒为由凹部124限定的区域中的颗粒撞击提供了具有缓冲作用的缓冲物。下部部分331b还包括由侧壁141e和141h限定的倾斜的部段。颗粒状物料在凹部124中累积之后，物料沿着侧壁41h的内表面26通过倾斜的部段经由出口130排出。

该设备包括用于排放输送气体70的装置。图2、图3和图4中的实施方式包括了在流动调整装置20和/或在燃烧器进口300处的这种排放装置。

尽管已经说明和描述了本发明的实施方式，但并不意味着这些实施方式说明和描述了本发明的所有可能的形式。相反，该说明书中所使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可做出各种改变。

Claims (15)

1.一种适于将颗粒状物料从料源输送到设置在闪速炉处的燃烧器的输送设备，所述设备包括：

气动输送装置，所述气动输送装置适于以相对高的速度输送所述颗粒状物料；以及

流动调整装置，所述流动调整装置设置在燃烧器进口处或所述燃烧器进口附近，其中，所述流动调整装置适于接收和捕获所输送的颗粒状物料流，使得颗粒状物料以减小的速度流动到所述燃烧器进口，并且其中，所述流动调整装置包括位于相对于所述流动调整装置的进口处的颗粒状物料流的方向与所述流动调整装置的进口相对处的第一凹部，使得颗粒状物料聚集在所述第一凹部内以阻碍后续的颗粒状物料流。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流动调整装置具有出口，颗粒状物料沿第一方向被输送到所述流动调整装置的所述进口，以及颗粒状物料沿不同的第二方向从所述流动调整装置的所述出口流动到所述燃烧器进口。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，颗粒状物料通过管道从所述料源被输送到所述燃烧器，所述流动调整装置的所述进口具有大于所述管道的截面面积的截面面积。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述流动调整装置的所述出口具有大于所述流动调整装置的所述进口的截面面积的截面面积。

5.根据权利要求2或4所述的设备，其中，所述第二方向基本上垂直于所述第一方向。

6.根据权利要求2或4所述的设备，其中，所述流动调整装置的所述出口是倾斜的，使得颗粒状物料在重力作用的辅助下从所述流动调整装置的所述出口流动到所述燃烧器进口。

7.根据权利要求1或2所述的设备，包括设置在所述第一凹部下游和所述燃烧器进口上游的第二凹部。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第二凹部与来自于所述第一凹部的颗粒状物料的流动方向相对。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述料源位于第一高度处，所述燃烧器进口位于更高的第二高度处。

10.根据权利要求2所述的设备，包括用于排放输送气体的至少一个排放口。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述排放口设置在所述流动调整装置处。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述排放口设置在所述流动调整装置的所述出口处。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，其中，所述排放口设置在所述燃烧器进口处或所述燃烧器进口附近。

14.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述流动调整装置包括旋风分离器。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，在所述旋风分离器的下游设置有整理叶片。