CN1051254C - 流化床喷射粉碎方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种流化床喷射粉碎的方法及装置，在由喷嘴射出的射束动量大小在喷嘴断面的周围至少两倍地在最小和最大值之间变化，而在喷嘴在中心区域等于或小于该周围区域的最小值。从喷嘴刚刚喷出射束之后，在低射束动量区域，从射束的周围到中心区域形成了一个压力降，因此，出现了横向纡射束方向的流动通道，由此粉碎物粒子被吸入到束流中心，并在进一步的行程中，它们被加速到粉碎所要求的碰撞速度。

Description

流化床喷射粉碎方法和装置
本发明是关于所谓的流化床粉碎方法，其中从一个喷嘴喷出的气体或蒸汽束高速进入一个由颗粒状材料构成的流化床。在射束周围的粒子因此被加速到如此高的速度，以致于它们与静止粒子碰撞或它们互相碰撞从而破裂。一个如此的、特别是适合精细粉碎的方法例如已在DE-PS598421中被公开。
但是上述公知的方法有这样的缺点，即通过射束所消耗的动能只有一部分用于粉碎。如图1所示的，射束经过发射断面1以均匀的速度分布2进入物床3。由于射束相对于物床产生负压，使压自物床的粒子4立即被吸入一射束中并被加速。这可通过两个粒子间增大的间距来表示。正如能被判定的那样，这样一种动量交换只发生在射束的外边缘范围，大约在线5和6之间，这两条线被认为是外边缘的母线。这里射束的速度随着射束的前进而降低，这可从射束断面1a、1b和1c中的速度分布曲线2a、2b和2c所得知的。射束的中心区域7实际上保持无粉碎物状态，因此在该区域的动量射能没有进一步地利用，结果不能达到满意的粉碎效果。
本发明的目的在于提高在流化床中的用于粉碎物料的气体或蒸汽射束的负载能力，以便更好地利用射束所具有的动能。更具体地说，要提供这样一种可能性，即粉碎物能带入射束的中心区域，以使这里所具有的动能被最好地利用。
虽然在DE-OS2040519中已经建议用机械传送装置将粉碎物从侧面压入射束中。但是该措施要求很大的设备及能量的消耗，而且还得考虑传送装置处的严格封闭。同样的缺点还存在于公知的喷射气流磨，例如US-PS1935344中，其中粉碎物在射束形成之前在一个加速喷嘴中与气体或蒸汽混合。
实现本发明目的的解决方案如下：在用于喷射粉碎而进入流态化粉碎物床的高速气体或蒸汽中，在保持公知喷嘴的发射断面大小不变的前提下，射束动量的大小在位置上被改变，因此出现高和低射束动量的区域，并且它们被如此地安排，即使得在发射断面周围的射束动量大小甚至两倍地在一个最小值和一个最大值之间变化，并且在断面的中心区域等于最小值或小于最小值。已经指明了这样一个惊人的方式，即在低射束动量的区域，从喷嘴刚喷出射束之后，在一定程度上产生横着(垂直于)射束的流向的流动通道，这样从射束的周围到中心区域就有一个压力降，因此，粉碎物的粒子4就被吸入射束中心。如果按下面所说的话，粒子4将被加速到粉碎所要求的碰撞速度，即在射束的进一步进程中，通过各个射束区域交叉引起的混合过程，经过射束断面产生均等的射束动量并且其速度分配与单个射束情况(对应图1)所给出的射束情况(流动比率)相同。通过将粉碎物吸入到射束中心区域，该区所包含的物料量将比单个射束所吸取的物料量大大提高，并且该物料的粒子被加速到较高的速度。
图1为显示现有技术的单喷嘴射束的流速模式的示意图；
图2为本发明的喷嘴结构的最佳实施例的透视图，显示了粒子流大射束流中的通道；
图3为与图1类似的示意图，显示了图2的喷嘴结构的流速模式的一部分。
下面介绍本发明的一个实施例，该实施例依然只表示喷嘴内部，也就是物料被部分吸入后从喷嘴喷射之前的过程。
本发明的一些优秀的方面如下：关于射束动量和射束区域的大小状况，本发明特征在于位于最小值位置的射束动量大小为零值。并且具有最大和最小射束动量的喷嘴断面的所有各部分区域彼此间具有基本相等的大小。以及从最小的射束动量值到最大的射束动量的变化是不连续的。关于在各个射束区域中的射束方向，本发明采用以下几种方式：在喷嘴断面的每个部分区域中心发射的射束与中心喷嘴轴9平行。在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束是离开中心喷嘴轴9的。在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束是指向中心喷嘴轴9。在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束都指向在中心喷嘴轴9上的一个共同点。这些措施用于改变射束的开口角度即孔径角，更确切地说是用于改变在射束方向上具有常规速度分布的射束断面11C，以使得如此的射束形式的改变适合于粉碎室大小或粉碎物的性质。
前面描述的技术上最简单的解决方案表明了在发射断面上均匀分布的发射开口的利用。作为实行的和试验的喷嘴，例如可在一个支架上使用一个喷嘴单元，它带有四个圆形断面的发射开口8，它们的中心被安置在一个圆上，该圆的直径相应为一个发射开口的直径的2.5倍。从每个开口射出的射束都指向中心喷嘴轴9上的一个共同点。图2以透视的方式图示了发射断面10和射束断面11C中的射束情况，其中已经达到一个如图1中射束断面1C中那样的常规的速度分布。中心区域的吸收作用因此达到最好。
如平面13所确定的，位于中心喷嘴轴9和两个发射开口8中间的流束情况在图3中表示了。正如所了解到的，在邻近发射断面10处，每两个发射开口8之间都形成径向的流动通道，它们在流动方向一直到达具有速度分布12的射束断面11，其中各个射束区域开始交叉。在图3中还表示了在射束断面11a、11b和11c中的进一步的射束进程的速度分布12a、12b和12c。在图2中的箭头14指明由于前述的流动通道而形成的横向流束，它将粒子4传送到中心喷嘴轴9。
在一个流化床-喷射粉碎机上进行均匀的粉碎，首先装配常规的然后装配按本发明构成的喷嘴单元，其结果是：用相同的工作参数以及大约相等的特定能量需求量(单位kwh/t)，对于相同的粉碎精度，用按本发明所装配的粉碎机的处理能力比按常规装配的粉碎机大两倍多，也就是说粉碎效率可提高大约2.5倍

Claims (11)

1.一种喷射粉碎方法，至少将从一个喷嘴射出的高速气体或蒸汽束引入一个流态化的粉碎物床，其特征在于：从喷嘴喷出时的射束动量大小在喷嘴断面的周围区域至少是在一个最小值和一个最大值之间变化变化值的两倍，而在喷嘴断面的中心区域等于或小于该周围区域的最小值。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于：位于最小值位置的射束动量大小为零值。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于：具有最大和最小射束动量的喷嘴断面的所有各部分区域彼此间具有基本相等的大小。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于：从最小的射束动量值到最大的射束动量的变化是不连续的。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于：在喷嘴断面的每个部分区域中心发射的射束与中心喷嘴轴(9)平行。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于：在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束是离开中心喷嘴轴(9)。
7.按照权利要求1的方法，其特征在于：在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束是指向中心喷嘴轴(9)。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于：在喷嘴断面的每个部分区域中的发射的射束都指向在中心喷嘴轴(9)上的一个共同点。
9.一种执行按照权利要求1的方法的装置，其特征在于：在一个支架上设置能产生射束的喷嘴单元，在该喷嘴单元的断面上至少提供有两个均匀分布的、不同形状和大小的发射开口(8)。
10.按照权利要求9的装置，其特征在于：这些发射开口(8)被安排在一个区域之内，其边界为一个无反曲点的、包围开口(8)的包络曲线。
11.按照权利要求9的装置，其特征在于：发射开口(8)形成圆形的断面。
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