CN104541119B - 用于通过气动运输分配粉状物质且包括用于使储存所述物质的加压贮存器减压的设备的装置 - Google Patents

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Abstract

一种通过气动运输分配颗粒或粉末材料的装置，包括用于临时储存颗粒或粉末材料的至少一个分配料斗(3)和用于使该分配料斗减压的设备，所述分配料斗(3)设计为交替地加压以清空该分配料斗，并适于交替地减压以对其进行填充。所述减压设备包括连接至分配料斗的减压管路(12)、连接至该减压管路并具有最大运行流量的袋式过滤器(11)、以及在减压管路中控制通过该袋式过滤器的流量的流量控制机构(15)。袋式过滤器(11)设计为在压力下工作，流量控制机构(15)位于减压管路(12)上并位于袋式过滤器(11)下游，并设计为确保至多等于袋式过滤器的最大流量的流量。本发明特别适用于将煤喷射到高炉的装置。

Description

用于通过气动运输分配粉状物质且包括用于使储存所述物质的加压贮存器减压的设备的装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过气动运输分配颗粒或粉末材料的装置(例如将煤喷射到高炉中的装置)，该装置包括用于临时储存所述颗粒或粉末材料的至少一个分配料斗。使所述分配料斗加压以将其清空，并且，需要使其减压以允许对其填充。
本发明更具体地涉及能够在填充分配料斗之前使该分配料斗减压的机构。
背景技术
将颗粒或粉末材料(特别是粉煤)喷射到高炉中已经广为人知，例如已经在EP0079444或EP0212296中公开。这些材料通常为通过气动运输。典型地，在高炉中，粉煤在每个风口的水平上喷射，或者至少喷射到多个风口中。图1中示出这种运输和喷射装置，为了简化绘图，其中显示了通向风口的单个分配线路，可以理解的是，在单个主储存料斗1的下游可以连接有多个这样的线路。煤从保持在大气压下的主储存料斗1供给，并且通过气动分配线路2向每个喷射点分配，在高炉附近，所述气动分配线路2分成多个喷射线路，每个喷射线路与一个喷射点连接。煤也可以通过分配线路向位于高炉附近的保持在恒压下的另一个容器运输，该容器称为“喷射料斗”。喷射线路连接至所述喷射料斗。传输和喷射装置通常包括加压临时储存容器或分配料斗，该加压临时储存容器或分配料斗适于容纳所述材料，并通过运输气体(例如氮气)而加压。该气体能够使粉末材料流化，并将该流化的粉末材料运输至其使用点，该使用点通常位于风口中。
已知的是，送往高炉的煤的总流量可以通过测量流量以及控制阀来控制，但是，即使采取了各种措施来确保所有风口之间的均匀分配，也未能控制送往各个风口的个别流(individualstreams)。还存在装置，在该装置中，全部流量和个别流量一起受控。
运输和喷射装置一方面用于实现能够对喷射材料的流量进行控制，另一方面用于实现粉末材料的连续供给。为此，如图1所示，针对每个运输路线，通常使用至少两个分配料斗3，所述分配料斗3平行地位于分配线路中并设置有隔断阀4、5，以能够控制每个料斗的填充和清空。所述分配料斗3交替使用，在一个分配料斗被清空以向高炉风口供煤时，另一个分配料斗从主储存料斗进行填充。此外，每个分配料斗设置有称重机构6，该称重机构6能够确定每次填充所填入的粉煤的量，从而能够控制所喷射的煤的量。
当从主料斗对分配料斗进行填充时，为了避免过度的压力阻止煤良好流动，分配料斗中的气体通过装备有隔离阀16的压力平衡导管朝向主料斗的上部排放，所述隔离阀16在所述填充期间是打开的。由于所述导管在分配料斗填充完成之后即由阀16关闭，因此，它依然保持填充有包含粉煤的潮湿气体。为了避免煤凝结或阻塞乃至于堵塞管路的风险，需要对这些导管进行绝缘和加热。
为了通过粉煤的气动运输来清空每个分配料斗，可以通过装备有阀7的导管向这些料斗供应加压气体，以能够在整个清空期间维持运输所需的压力。因此，每次从主储存料斗进行再填充之前，必须定期地使在使用过程中保持压力的这些分配料斗减压。在减压期间，从料斗逃逸的气体不可避免地夹带了仍然存在于所述料斗中的一些粉末产品。通常使用袋式过滤器来避免在减压期间将大量粉煤随加压气体一起排放到大气中。典型地，每个分配料斗通过装备有阀8的减压导管连接至位于主储存料斗1上的袋式过滤器9，以能够将袋式过滤器保留的粉煤直接回收到所述主料斗中，气体则根据箭头F被排放到大气中或被回收到其他地方。由于主料斗处于大气压下，因此，过滤器也处于大气压下，分配料斗3和袋式过滤器9之间的负载损失引起压力下降，并且通过位于连接料斗和过滤器的导管上的减压阀(depressurizingvalve)8对该压力下降进行控制。
在减压过程中，分配料斗中的压力逐渐下降。此外，袋式过滤器允许最大体积流量，该最大体积流量由过滤器的过滤表面的面积决定。为了对减压进行优化，理想的情况是，在整个减压期间维持通过过滤器的最大恒定体积流量，以能够使所需要的过滤表面以及过滤器的整体尺寸和成本最小化。由位于分配料斗3和袋式过滤器9之间的导管上的阀8提供的流量控制能够确保所需的流量的恒定。
这些系统的一个缺点在于，所述控制阀8必然对载有粉末材料的气体流产生作用。另一个缺点在于，在典型的高炉装置中，多个各自包括两个甚至三个计量料斗的喷射线路都连接至单个低压袋式过滤器，从而，在减压过程中，连接分配料斗和过滤器的导管中压力的变化可能对其他分配料斗的称重装备(特别是正在进行喷射的分配料斗)具有破坏性影响。
另一个缺点在于，在减压过程中，一定量的粉煤随减压气体流一起返回至袋式过滤器，继而返回至主储存料斗。这个量不可能精确地确定。因此，不仅实际喷射到风口中的煤的量少于由分配料斗称重操作所检测到的量，而且无法精确地知道所述量。
另外，还有一个缺点是，减压阀和袋式过滤器之间的导管相对较长且直径较大，因此提高了设备成本。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题，并消除或者至少限制与现有技术的装置相关的缺点。
本发明的一般性说明
鉴于这些目的，本发明提供了一种通过气动运输分配颗粒或粉末材料的装置，该装置包括用于临时储存所述颗粒或粉末材料的至少一个分配料斗和用于使所述分配料斗减压的设备，所述分配料斗适于交替地进行用于清空该分配料斗的加压和用于填充该分配料斗的减压，所述设备包括：
-减压导管，该减压导管连接至所述分配料斗；
-袋式过滤器，该袋式过滤器具有最大运行流量并连接至所述减压导管，亦即串联地位于所述导管上，或者直接连接至所述分配料斗并位于所述导管的上游；以及
-流量控制机构，该流量控制机构用于在所述减压导管中控制通过所述袋式过滤器的流量。
根据本发明，该装置的特征在于，所述袋式过滤器是一种适于在压力下运行的过滤器，流量控制机构位于减压导管上并位于袋式过滤器下游，并设置为确保至多等于袋式过滤器的最大流量的流量。
本发明的一个优点是，位于过滤器下游的流量控制机构使得经过除尘的气体流通过其中，因此不存在磨损、堵塞和减小横截面以及由此产生的减小流量的风险。
根据一种特定实施方式，所述装置包括主储存料斗和多个分配料斗，所述多个分配料斗连接至所述主储存料斗，以能够通过气动运输从所述主储存料斗定期地填充颗粒或粉末材料，每个所述分配料斗包括自己的减压设备，其中，每个所述分配料斗上直接安装有加压袋式过滤器。
与使用了安装在主储存料斗上并在大气压下运行的袋式过滤器的现有设备相比，根据本发明的实施方式具有如下多个优点：
分配料斗和袋式过滤器之间不再需要大直径的减压导管，该减压导管通常为DN400，也不再需要压力平衡导管，该压力平衡导管的直径通常为DN200，对于典型高炉装置而言，这可以使每个分配料斗减轻大约4吨的重量。
此外，由此而不再存在压力平衡导管被堵塞的风险，并且不再需要为这些导管提供热绝缘或者对这些导管的温度进行监控。
由于袋式过滤器为每个分配料斗保留的粉煤被直接返回给所述料斗，且不返回给主储存料斗，因而不再使喷射的煤的真实质量的测量失真。
对一个分配料斗进行减压不再影响其他分配料斗的称重系统。这是因为，在使用位于主储存料斗的顶部的并且被多个分配料斗公用的袋式过滤器的现有技术系统中，所有的分配料斗通过它们各自的通向所述过滤器的减压导管连接。因此，由于袋式过滤器的背压对其他分配料斗的减压阀具有影响，从而一个分配料斗的减压会影响其他分配料斗的称重系统。该问题通过使每个分配料斗使用一个袋式过滤器而消除。
根据第一种实施方式，流量控制机构包括具有孔口的板，所述孔口具有预定横截面，以适于允许通过最大体积流量，该最大体积流量小于或等于袋式过滤器的最大可容许流量。
根据另一种优选实施方式，流量控制机构包括具有预定横截面和形状的拉伐尔喷嘴，以适于允许通过最大体积流量，该最大体积流量小于或等于袋式过滤器的最大可容许流量。
倘若孔口或拉伐尔喷嘴中气体和粉末产品混合物的膨胀仍然严重，则减压是在基本恒定的温度中进行的情况下，后者会通过位于上游的袋式过滤器而产生恒定有效的体积流量。
当拉伐尔喷嘴入口或孔口上游的压力随着料斗的减压而逐渐下降时，气体和粉末产品混合物的质量流量也成比例地下降。另一方面，假定上游气体温度保持恒定，则体积流量保持恒定，而与拉伐尔喷嘴或板的孔口上游的压力无关。
因此，由于使用了不具有移动元件的静态控制机构(例如具有孔口的板或拉伐尔喷嘴)，因此不再像现有技术一样需要受控制的减压阀，这可以为每个料斗带来相当多的节省。
附图说明
通过以下参照附图对以图例提供的实施方式进行的描述，可以理解本发明的其他细节和特征，在这些附图中：
图1是现有技术中用于将煤喷射到高炉中的装置的简化示意图，该装置已经在本说明书的开始部分进行了描述和评论；
图2a和图2b是根据本发明的相应装置的分配料斗的两种变形的简化示意图。
具体实施方式
在图2a和图2b所示的根据本发明的设备中，分配料斗3装备有用于在压力下运行的袋式过滤器11。为此，可以对袋式过滤器的壳体进行增强，能够以承受由于过滤器位于流量控制机构的上游而导致的更高的压力，并且，所述过滤器因此处于可能高达25bar的相对高压下。此外，袋式过滤器的壳体还可以形成为能够承受周期运行所产生的疲劳应力，在多年使用寿命期间，壳体以大约12分钟至15分钟(亦即通常为每小时4到5次)的周期进行加压和减压。此外，袋式过滤器的过滤器表面确定为允许大约2m3/分钟至60m3/分钟的体积流量通过袋子。
袋式过滤器11直接连接至料斗3的顶部，由此，过滤器所保留的灰尘或粉末材料可以直接返回至料斗。减压导管12连接至过滤器的纯气体出口13。隔离阀14安装在所述导管上并位于过滤器的下游，以允许在使料斗减压的过程中关闭该料斗，从而能够在向高炉上的风口或喷射点气动运输粉煤的过程中实现其常规用途。减压导管12上设置有拉伐尔喷嘴15，在图2a中，拉伐尔喷嘴15位于隔离阀14的下游；或者在图2b中，拉伐尔喷嘴15位于隔离阀14的上游。基于袋式过滤器的公称流量(即通过袋式过滤器的最大可容许流量)而确定拉伐尔喷嘴15的尺寸特征，从而确保恒定的体积流量通过风口，该恒定的体积流量基本上等于或者稍微小于过滤器的所述公称流量。
拉伐尔喷嘴的出口可以(如有必要，通过消音器)直接通向大气，或者可以连接至用于回收过滤气体的装置。
此外，需要注意的是，当对分配料斗进行填充时，阀14将会打开，以排放存在于分配料斗中的气体。这顺带成为了不再需要压力平衡导管的原因。
由于本发明，在过滤器表面的负荷稍微增加的情况下，可以用等效表面积仅为10m2的过滤器替代有效表面积为75m2的大气过滤器。
本发明不限于上述实施方式以及与将煤喷射到高炉中相关的特定应用。本发明还可以应用于其他包括含有粉末材料的加压料斗的装置，该装置需要通过袋式过滤器定期对该料斗进行减压。

Claims (5)

1.一种通过气动运输分配颗粒或粉末材料的装置，该装置包括用于临时储存所述颗粒或粉末材料的至少一个分配料斗(3)和用于使所述分配料斗减压的设备，所述分配料斗(3)适于交替地进行用于清空该分配料斗的加压和用于填充该分配料斗的减压，所述设备包括：
减压导管(12)，该减压导管(12)连接至所述分配料斗；
袋式过滤器(11)，该袋式过滤器(11)具有最大运行流量并连接至所述减压导管；以及
流量控制机构(15)，该流量控制机构(15)在所述减压导管中控制通过所述袋式过滤器的流量；
其特征在于，所述袋式过滤器(11)是适于在压力下运行的过滤器，并且，所述流量控制机构(15)是不具有移动元件的静态控制机构，且位于所述减压导管(12)上并位于所述袋式过滤器(11)下游，并且包括具有孔口的板或具有预定截面和形状的拉伐尔喷嘴(15)，所述孔口具有预定截面，该孔口或拉伐尔喷嘴(15)设置为允许通过最大体积流量，该最大体积流量小于或等于所述袋式过滤器的可容许的所述最大运行流量。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流量控制机构(15)设置在所述减压导管上，并位于隔离阀(14)的下游。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流量控制机构(15)设置在所述减压导管上，并位于隔离阀(14)的上游。
4.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置用于将粉煤喷射到高炉中。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括主储存料斗和多个分配料斗(3)，所述多个分配料斗(3)连接至所述主储存料斗，以能够通过气动运输从所述主储存料斗定期地填充颗粒或粉末材料，每个所述分配料斗包括自己的减压设备，其中，每个所述分配料斗上直接安装有加压袋式过滤器。
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