CN104080975B - 熔融物流槽处用于扰乱锅炉熔融流的冷却的熔融物限流器 - Google Patents

Abstract

通过限流器组件调节熔融流来更有效地减少来自纸浆厂回收锅炉的热熔融物撞击溶解池中冷的液体造成的爆炸的数量或程度。该限流器组件可定位于不限制地允许熔融物从回收锅炉流动到溶解池，或限流器组件可定位于全部或部分阻挡熔融物从回收锅炉流动到溶解池。在一些实施例中，冷却流体源可结合到限流器组件，当热熔融物与该组件接触时，以协助冷却限流器组件的零部件。

Description

熔融物流槽处用于扰乱锅炉熔融流的冷却的熔融物限流器

背景技术

本发明要求2011年11月9日提交的美国临时申请61/557,599的优先权和2012年11月8日提交的美国申请13/671,746的优先权，其全部内容以引用方式结合在此。

本发明涉及控制从回收锅炉熔融物流槽通过到达溶解池的熔融流。

诸如碱回收锅炉的回收锅炉用于化学回收来自纸浆制造工艺的硫酸盐和其他钠基物质。在回收锅炉中，废液，如来自制浆工艺的黑液被烧焦，将废液中的蒸煮化合物转化成一种适合回收过程的形式。

来自硫酸盐法制浆工艺的废液典型包括钠、硫、有机物质和其他化合物。钠和硫可以用回收锅炉来回收。如蒸煮的制浆过程期间，溶解在废液中的有机物质在回收锅炉中燃烧。回收锅炉产生的热可以用于产生蒸汽和熔融无机化合物，如钠和硫。已熔融的无机化合物流作为主要液体熔融物流到回收锅炉的底部。

来自回收锅炉底部的熔融物沿一个或多个冷却的熔融物流槽流到溶解池中。在溶解池中，熔融物被水或稀的白液溶解来生产碱液，如绿液。在硫酸盐法中的熔融物的主要成分和由其生产的绿液常常是硫化钠和碳酸钠。由接收其他过程废液的回收锅炉产生的熔融物具有不同于硫化钠和碳酸钠的无机化合物。溶解池中产生的绿液被运送到苛化装置，用于白液生产。

当来自物流槽的热熔融物落入溶解池中更冷的液体时，熔融物引起巨响和爆炸。巨响通常起因于熔融流和溶解池中液体之间巨大的温度差。熔融物的温度接近750℃到820℃，而在溶解池中的主要是水的绿液(或稀的白液)温度接近70℃到100℃。当熔融物撞击时，热熔融流和更冷的液体之间惊人的温度差是爆炸和巨响噪音的原因，熔融物撞击后立即被液体冷却。

在溶解池中的熔融物爆炸反应的强度可以通过扰乱熔融流来降低和控制。来自物流槽的溪流在撞击熔融池中液体之前，熔融流的扰乱可以将熔融溪流打碎成液滴或块。

通常是使用低压或中压蒸汽的喷嘴排出射流，如导管或蒸汽喷流。这些喷嘴被称作粉碎喷嘴，因为它们打碎熔融物流。粉碎喷嘴典型地在设计用于打碎回收锅炉正常运转期间所希望的熔融流的比容和速度处排放射流。回收锅炉正常运转期间，熔融物在相对统一的速度和体积流量下流动。

来自回收锅炉的熔融物速度和体积可以发生变化。回收锅炉正常运转期间，来自粉碎喷嘴的射流能扰乱熔融流且足以减少溶解池中的爆炸。然而，回收锅炉在“翻倒(upset)”条件下运行，导致不正常或大量熔融流。这些大量熔融流通过粉碎喷嘴的射流不足以被扰乱，这些熔融流可能引发爆炸，从而热熔融液滴从溶解池飞溅出来。熔融物这些过度的爆炸能导致设备损坏和人身安全的危险。

发明内容

构想一熔融物限流器来扰乱通过熔融物流槽的熔融流，来阻止或减少熔融流。限流器结合到带有为限流器提供冷却的蒸汽(或其他扰乱流体)源的物流槽罩。另外，限流器的阻塞率可以通过控制限流板位置来远程控制，如通过阻止仅大量熔融物流动期间或不正常或“翻倒”运转期间的蒸汽。通过控制限流器位置，可以调节来自物流槽排放的熔融物排放量来适应熔融流的不同速率。如，限流器的位置在大量熔融物从锅炉流出过程处于限流(关闭)位置，和在正常熔融物流期间开启，等等。

构想的方法、系统和装置利用至少一个限流器组件来调节回收锅炉(如在纤维素纸浆厂)的熔融物流槽处的熔融流，限流器组件包括一限流板。熔融物流槽和限流器组件可以被冷却(如通过水或类似物)来降低减少或阻止熔融流期间物流槽和限流器组件的温度。限流器组件和水冷熔融物流槽有利于控制从回收锅炉排出的熔融物通过物流槽进入物流槽下方的溶解池的流速和温度。

这样，有望提高从回收锅炉的熔融物流槽排到溶解池的熔融物流，并减少溶解池中发生的爆炸反应的数量，因此，本领域技术人员可以理解，需要改进的方法和设备来控制从回收锅炉通过熔融物流槽进入溶解池的熔融流的流速和温度。这有利于减少或控制流入溶解池的热熔融物和已经在溶解池中的材料之间的任何反应。本发明的某些实施例力图通过将限流器装置/板设置进熔融物流槽或靠近熔融物流槽为熔融流提供从回收锅炉到溶解池的路径，减少流入溶解池的热熔融物和已经在溶解池中的较低温度材料之间的爆炸和其他剧烈反应。

为了获得有利的探索，这里公开的本发明的某些实施例使用包括靠近熔融物流槽的一限流板的限流器组件，其中，限流板需要时全部或部分阻止熔融流。

调节从回收锅炉到溶解池的熔融流的设备，该设备包括：在回收锅炉和溶解池之间靠近熔融物流槽设置的限流器组件，其中，限流器组件包括至少一个限流板和控制限流板位置的一致动器，其中，限流板适于在第一位置和第二位置之间旋转，在第一位置限流板不能部分或基本全部阻止从回收锅炉通过熔融物流槽到溶解池的熔融物流，在第二位置限流板部分或基本全部阻止所述熔融物流。

在另一个实施例中，调节从回收锅炉流到溶解池的熔融流的设备包括：位于回收锅炉和溶解池之间靠近熔融物流槽设置的限流器组件，其中限流器组件包括至少一个限流板和通过限流板绕固定点旋转来控制限流板位置的致动器；该致动器构造成控制限流板位置，使致动器引起限流板旋转到不阻挡熔融流沿熔融物流槽从回收锅炉流动到溶解池的第一位置，以及限流板至少部分阻挡所述熔融流的第二位置。

限制熔融物从回收锅炉经熔融物流槽流到溶解池的方法，包括：提供一个位于回收锅炉和溶解池之间靠近熔融物流槽设置的限流器组件，其中限流器组件包括至少一个限流板和一控制限流板位置的致动器；和通过致动器控制限流板位置，使限流板在至少部分与熔融物接触的位置，以降低从回收锅炉到溶解池的熔融物的流速。

附图说明

图1是从侧面局部剖视显示熔融物罩、熔融物流槽、控制限流器来阻止物流槽的熔融流的致动器的示意图。

图2是从前面显示熔融物罩、熔融物流槽、控制限流器来阻止物流槽的熔融流的致动器的示意图，其中图2是沿图1中线2的视图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，所有图中相同的参考标号指示相同的部件。

图1和2显示了纸浆厂中回收锅炉10的一个实施例的下部。熔融物从锅炉10流过开口12进入熔融物流槽14。熔融物流槽14延长出锅炉壁外的部分被传统的封闭保护罩16包围，保护罩16包括上罩部分18和下罩部分20。上罩部分18包括盖22。保护罩16在液体和熔融物通过物流槽14时容纳它们的飞溅，并容纳废气，从而使废气不直接排放到环境中。下罩部分20连接到布置在保护罩16下方的传统的溶解池24。在该池中，熔融物溶解到液体中产生如绿液。

热的流体熔融物13从靠近锅炉底部的开口12流到固定在锅炉上的熔融物流槽14。熔融物沿物流槽14向下倾斜的底部26流动，穿过物流槽的自由端28进入溶解池24。从自由端到溶解池的熔融物流动路径由箭头30指示。

限流器组件(由36指示)定位熔融物流槽14上方或靠近物流槽。该限流器组件有利于扰乱一定环境下的熔融流13。例如，限流器组件可以通过减少或基本阻止从回收锅炉10经过熔融物流槽14到达溶解池24的熔融流13，来扰乱熔融流13。

限流器组件包括限流板34，其固定到安装支架37，安装支架固定到上盖部分18。

安装支架37是个固定点，且当限流板34从位置A′移动到位置B′或两者之间的一个位置时，允许限流板34绕支架37旋转。如图1所示的第二个位置(如位置B′)基本全部阻止了熔融流，实际上，位置二可以是在如图1所示的位置A′和位置B′之间沿轴旋转的任何位置。例如，第二位置或位置B′可以是沿位置A′和基本全部关闭位置之间化的曲线的任何一个位置。

从第一位置(如图1中的位置A′)到第二位置(如图1中的位置B′，或沿位置A′和板基本全部阻止熔融流的位置之间绕轴旋转的一位置)旋转度数可以大约90度。然而，如果限流板旋转到来自回收锅炉的熔融流仅部分阻止的第二位置，旋转的角度小于90度。

限流器组件进一步包括致动器38。致动器38可以连接到限流器组件36，通过延长的连杆来控制限流板34，从而可以降低限流板34改变角度，来调节从开口12到熔融物流槽14下部分(例如朝向熔融物流槽的自由端28)的熔融流13。当限流板部分或全部阻止向下流到熔融物流槽14的热的熔融流13，扰乱流体源32(如蒸汽或其他扰乱流体)固定到限流器组件36，以冷却限流板。

当熔融物进入物流槽的自由端28时，限流板34可以阻止全部或部分在物流槽14向下倾斜的底部26处的熔融流13。当限流板34在“熔融物限流位置B′”，限流板可以阻止去溶解池24的基本全部的熔融流13。同样地，在“静止点A′”，基本所有熔融流13连续从回收锅炉到溶解池。当限流板34定位在静止位置A′和限流位置B′之间的某处，熔融流减少或被控制来改变范围。当回收锅炉“翻倒”或被中断且来自回收锅炉10的熔融流13量大或不正常，设置限流板34来减少到达溶解池液面的熔融物13的流速或流量(或如果需要完全阻止熔融物)，从而减少溶解池24中由于熔融流13和溶解池24中部分或全部溶解材料25之间的温度差引起的大声的、猛烈的或危险的反应。

返回限流器组件36，致动器38包括控制限流板34的延长连杆并可以调节到达熔融物流槽14底部的熔融流。例如，当限流板34在如图1所示的位置A′，致动器38在位置A。当限流板34在位置B′，致动器38在位置B。致动器可以远程控制，如在一些例子中离保护罩16二十英尺远，而在其他例子中，致动器控制可以靠近保护罩，且如通过安装在阀上的螺线管来控制。限流板34在回收锅炉的正常运转期间可以处于开启位置(如静止位置A′)，来提供自由熔融流13。

限流器组件36的长度足够定位限流板34完全阻止从物流槽14进入溶解池24中液体25的熔融流(如果需要)。在“熔融限流位置B”，限流板的自由端(如底端)靠近或直接接触熔融物流槽14的底部(如26)。当限流器组件在位置B时，熔融流13基本被阻止。然而，在一些实施例中，当限流板定位在位置A′和B′之间某处，熔融流13只部分被阻止。在这些情况下，限流板的自由端可以靠近熔融物流槽的底部，但是可能不与熔融物流槽底部直接接触。

限流器组件优选安装在上罩部分18或靠近上罩部分18，从而限流板34可以相对于熔融流13旋转或正确定位(如，位置A′，位置B′或它们之间的某处)。

回收锅炉10运行期间，可用的蒸汽或其他冷却/扰乱流体来源于流体源32，如低压或中压蒸汽或压缩空气。压缩流体源32给限流器组件36提供冷却流体。例如，通过分配系统33靠近旋流器组件提供流体。但是，该流体源32在正常运转期间可以被关闭或节流，因为在静止位置A′(如限流板与热熔融流不接触时)，限流板不需要冷却。限流位置B期间，限流板34直接与热熔融流13接触，冷却流体可以作为限流板34的冷却介质。可选择来自源32的可选压缩流体的压力足以冷却限流板。

来自源32的流体通过如一具有一个或多个孔的管道的分配系统33来分配，通过孔，流体排出，有助于冷却在回收锅炉正常运转期间(如限流板34部分减低或在熔融物阻止位置B)与熔融流13接触的限流板34。回收锅炉的“不正常运转”表明存在过多从锅炉10到溶解池24的熔融流13。熔融物限流板34在部分降低或全部降低到熔融物限流位置B时，将限制或阻止熔融流13，如上面解释的一样。回收锅炉正常或不正常运转期间，可以使用流体或限流板34。

当熔融流13减少或阻止时(如更高温度熔融流靠近或直接接触限流板34)，从压缩流体源32到组件36的冷却流体的容积或流速可完全或部分冷却限流板34。尽管冷却流体想要冷却限流板34，由于限流板的冷却，接触或靠近限流板34的熔融流13也经历了温度降低。减少的熔融流和可选的限流板34的冷却的组合有利于减少在溶解池由于从回收锅炉进入溶解池的熔融物的温度差或流速引起中的反应。换句话说，限流器组件36和限流板34的冷却有利于锅炉正常运转期间冷却熔融流，并随后减少熔融物流入溶解池期间发生的反应的数量或强度。冷却系统可以是限流器组件的一个可选特征，示例而非限制，如限流板或组件可牺牲或可替换时。

在这里公开的设备和方法使回收锅炉和溶解池能更安全且更有效运行，特别是如大量的熔融物从回收锅炉流出时。例如，限流器组件可以减少溶解池中爆炸的数量和程度，其有利于减少操作或靠近回收锅炉或溶解池的危险。此外，熔融物进入溶解池的噪音可以减少，特别是大量熔融物流动期间。

结合目前最实用和优选实施例描述了本发明，应该理解，本发明不限于已公开的实施例，正相反，倾向于覆盖包含在所附权利要求精神和范围中的各种修改和等同安排。

Claims (20)

1.调节从回收锅炉(10)到溶解池(24)的熔融物(13)流的设备，该设备包括：

限流器组件(36)，设置在回收锅炉(10)和溶解池(24)之间靠近熔融物流槽(14)，其中，限流器组件(36)包括至少一个限流板(34)和一控制限流板位置的致动器(38)，其中，限制熔融物(13)流的限流板(34)的一部分是一个连续件，该连续件具有由与第二侧相对的第一侧和连续件的高度限定的面积，和

其中，限流板(34)适于在第一位置(A’)和第二位置(B’)之间旋转，在第一位置(A’)限流板不能部分或全部阻止从回收锅炉通过熔融物流槽到溶解池的熔融物流，在第二位置(B’)，限制熔融物(13)流的限流板(34)的部分插入由与熔融物流槽的第二壁相对的熔融物流槽的第一壁限定的熔融物流槽，部分或全部限制所述熔融物流。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，进一步包括结合到限位器组件(36)上的冷却流体源(32)和冷却流体的流道内的阀，该阀调节从所述冷却流体源(32)到限流器组件(36)的冷却流体流。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，当流到溶解池的熔融物流超过正常熔融流时，限流板(34)处于第二位置(B’)。

4.根据任何权利要求1所述的设备，其中，当流到溶解池的熔融流基本正常时，限流板(34)处于第一位置(A’)。

5.根据任何权利要求1所述的设备，其中，限流器组件(36)进一步包括一固定点(37)，限流板(34)构造成在第一位置(A’)和第二位置(B’)之间转换时绕该固定点旋转。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，限流板(34)从第一位置(A’)到第二位置(B’)绕固定点(37)旋转至少90度。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，限流板(34)从第一位置(A’)到第二位置(B’)绕固定点(37)旋转小于90度。

8.根据任何权利要求1所述的设备，其中，限流器组件(36)进一步包括扰乱从回收锅炉流出的熔融物的粉碎喷嘴。

9.根据任何权利要求1所述的设备，其中，致动器(38)能远程操作限流板(34)在第一位置(A’)和第二位置(B’)之间转换。

10.调节从回收锅炉(10)到溶解池(24)的熔融物(13)流的设备，该设备包括：

限流器组件(36)，设置在回收锅炉(10)和溶解池(24)之间靠近熔融物流槽(14)，其中，限流器组件(36)包括至少一个限流板(34)和通过限流板(34)绕一固定点(37)旋转来控制限流板位置的致动器(38)，其中，限制熔融物(13)流的限流板(34)的一部分是一个连续件，该连续件具有由与第二侧相对的第一侧和连续件的高度限定的面积；

其中，该致动器(38)构造成控制限流板(34)位置，使致动器(38)引起限流板(34)旋转到第一位置(A’)以及第二位置(B’)，在第一位置(A’)不阻挡熔融流沿熔融物流槽从回收锅炉流动到溶解池，在第二位置(B’)，限流板限制熔融物(13)流的限流板(34)的部分插入由与熔融物流槽的第二壁相对的熔融物流槽的第一壁限定的熔融物流槽，限流板至少部分限制所述熔融物(13)流的。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，限流板(34)绕固定点(37)旋转时，限流板(34)的第一位置(A’)离开限流板(34)第二位置(B’)至少90度。

12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，进一步包括结合到限流器组件的冷却流体源(32)，当限流板(34)处于第二位置(B’)时，冷却流体由一阀释放。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，当限流板(34)处于第一位置(A’)时，冷却流体不释放。

14.限制熔融物(13)从回收锅炉(10)经熔融物流槽(14)流到溶解池(24)的方法，该方法包括：

提供一个位于回收锅炉(10)和溶解池(24)之间靠近熔融物流槽(14)设置的限流器组件(36)，该限流器组件(36)包括至少一个限流板(34)和一控制限流板(34)位置的致动器(38)，其中，限制熔融物(13)流的限流板(34)的一部分是一个连续件，该连续件具有由与第二侧相对的第一侧和连续件的高度限定的面积；和

通过致动器(38)控制限流板(34)位置，使限流板(34)的连续件的面积插入由与熔融物流槽的第二壁相对的熔融物流槽的第一壁限定的熔融物流槽，至少部分与熔融物(13)接触，以降低从回收锅炉(10)到溶解池(24)的熔融物(13)的流速。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，溶解池中液体(25)的温度低于熔融物(13)温度，熔融物流速的降低至少部分减少了溶解池(24)中熔融物(13，30)和更低温度液体(25)在溶解池(24)中引起的爆炸的数量和程度。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，冷却流体源(32)结合到限流器组件(36)，位于冷却流体的流道内的阀调节从所述源到限流器组件(36)的冷却流体流。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，限流板(34)在至少部分接触熔融物(13)时，冷却流体的流道内的阀部分或全部开启。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，限流板(34)不接触熔融物(13)时，冷却流体的流道内的阀关闭。

19.根据任何权利要求14所述的方法，其中，限流器组件(36)进一步包括用于扰乱从回收锅炉(10)流出的熔融物(13)的粉碎喷嘴。

20.根据任何权利要求14所述的方法，其中，致动器(38)可远程控制，使限流板(34)在第一(A’)和第二位置(B’)转换时绕固定点(37)旋转。