CN109641217B - 操作多体旋风分离机构来分离细粒和超细粒的方法以及多体旋风分离机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多体旋风分离机构，以及一种用于运行这种多体旋风分离机构以分离细粒和超细粒的方法。在本文中，根据本发明的多体旋风分离机构具有多个独立式旋风分离器，它们的结构基本上相同，并且容纳于一具有上腔体和下腔体的壳体内。通过到下腔体中的供应，可以通过有目的的方式引入旋风分离器控制空气，该旋风分离器控制空气可用于调节通过多体旋风分离机构所分立的材料的量、细度和/或纯度。

Description

操作多体旋风分离机构来分离细粒和超细粒的方法以及多体 旋风分离机构

技术领域

本发明涉及一种用于操作多体旋风分离机构来分离细粒和超细粒的方法，以及一种多体旋风分离机构。

现有技术

已知有针对多个设计得基本相同的独立式旋风分离器的通用方法，这些独立式旋风分离器均具有运载气体入口、运载气体出口和砂粒排放开口。独立式旋风分离器一起容纳于低渗气壳体中，在该壳体中设计有上腔体和下腔体。独立式旋风分离器的运载气体出口开向上腔体，且上腔体具有总的运载气体出口。这可用于将从独立式旋风分离器的相应的运载气体出口处离开并进入到上腔体中的运载气体通过总的运载气体出口而从多体旋风分离机构的壳体中排放出去。独立式旋风分离器的砂粒排放开口均设计为开向下腔体。另外，下腔体还具有用于引导通过砂粒出口的旋流砂粒的低渗气排放的器件。另外，在下腔体处还设置有共同的旋风分离器控制空气供应器。

独立式旋风分离器也称为离心式分离器。它们例如可用作为程序化设备中的所谓的质量力分离器，以用于将固态颗粒从气体中分离出来。它们例如可用于气体净化中。这里的目的在于使用旋风分离器来尽可能完全地(即，达到非常高的净化程度)将颗粒从运载气体(其将颗粒运输到旋风分离器中)中除去，并从旋风分离器中再次释放运载气体。理想情况下，根据颗粒尺寸和质量，这里可实现净化程度超过99％。

离心式分离器的主要部件为上部入口圆筒、该圆筒的锥形延伸部以及浸入管。旋风分离器的工作方式如下：将包含有要分离的颗粒的运载气体切向地鼓送到入口圆筒中，以使其限定出环形路径。处于运载气体中的颗粒借由它们的离心力而被引导到圆柱形区域的壁处，然后在随后的锥形区域中(特别是在锥形壁上)减速，以使它们从运载气流中脱离，并沿向下的方向离开旋风分离器。通过这种方式而净化的运载气体经由浸入管而离开旋风分离器，该浸入管在入口圆筒以及随后的圆锥中延伸。

从PCT/EP2015/066348中可以得知，旋风分离器还可用于对细粒进行分离或分类。该文献教导了旋风分离器的分离特性可部分地被进入到旋风分离器的携带气流的流入速度所影响。然而，由于因安装在工艺设备中的其它装置所造成的这些设备中的携带气流或工艺气流通常不能被随意影响，所以总是不能最佳地进行控制。

发明内容

因此，本发明基于以下目的，即：提出简单且有效的方法来运行多体旋风分离机构以用于分离细粒和超细粒，以及多体旋风分离机构。

根据本发明，该目的可通过本发明的用于运行多体旋风分离机构以分离细粒和超细粒的方法，以及本发明的多体旋风分离机构来实现。

在说明书以及附图和附图说明中提出了本发明的有利的实施方案。

在根据本发明的方法中，从壳体之外向各运载气体入口提供携带有要分离的细粒和超细粒的等体积的运载气流。在多体旋风分离机构中的独立式旋风分离器中，可进行细粒和超细粒的至少部分的分离，由此，细粒作为旋风分离砂粒而通过砂粒排放开口进入到下腔体中，并通过用于低渗气排放的器件从那里排放到壳体之外。超细粒作为旋风分离粉末而通过运载气流被引导通过上腔体以及运载气体出口而离开多体旋风分离机构。还可以通过控制每时间单位由旋风分离器控制空气供应器供给到下腔体中的旋风分离器控制空气的量来调节从多体旋风分离机构所供给的超细粒的量、细度和/或纯度。

由此，用于低渗气排放的器件在这里可理解为，例如，其可以从独立式旋风分离器中排放作为旋风分离砂粒的细粒，而不会使太大量的空气由此进入到旋风分离器中。这种进入的不期望的空气也被称为渗漏空气。目的在于防止空气进入，即，将器件设计为能免于渗漏空气。这因为实际原因而不可能，其意味着，顶多能确保排放器件在很大程度上能免于渗漏空气。例如，这可通过旋转阀来实现，从而没有空气或尽可能没有空气流入到旋风分离器之中，但是可排放细粒。其他可能性包括适当构造的锁。

在本发明中，低漏气或低渗气可理解为几乎没有或理论上没有空气或气体从多体旋风分离机构之外进入多体旋风分离机构。然而，在实际环境下，不能够、或者仅能通过过分地多的努力来实现完全防止渗漏空气的进入。渗漏空气进入多体旋风分离机构的主要原因在于用于将通过砂粒排放开口而释放的旋风分离砂粒低渗气排放的器件。这种器件例如可实施为旋转阀。这里所描述的满足本发明的需求的旋转阀具有例如约0.3mm的间隙宽度。大致上，可以认为，在本发明中，渗漏空气的引入理论上尽可能接近于零，但在实际情况下应当在最大为1％的范围内。

在本发明中使用了用语“运载气流”。在本发明中，其可以是气体流或空气流，可通过其来输送要分离的颗粒(也称为细粒或超细粒)。原则上，可为此而使用任何气体或气体混合物。例如，其可以是环境空气、无氧工艺气体等。

本发明的基本思想为，向设置在多体旋风分离机构中的各个独立式旋风分离器供应等体积的运载气流。因此，独立式旋风分离器基本上具有相同的细粒与超细粒之间的分离特性，这大幅简化了对整个多体旋风分离机构的分离限制的控制。

此外，根据本发明，可以得知，为了实现多体旋风分离机构的简单设计和简单控制，优选地使用旋风分离器控制空气来作为用于分离限制(即，尤其是超细粒的量、细度和/或纯度)的控制变量。简单控制还可通过以下方式来实现，即：不分别将旋风分离器控制空气供给到各个独立式旋风分离器中，而是设置针对多体旋风分离机构的下腔体的旋风分离器控制空气的共同的简单供应。当然，根据设计，也可在下腔体中设置多个供应器。然而，必要的是，旋风分离器控制空气的供应和控制在下腔体中进行，而不是直接在各个独立式旋风分离器自身中进行。

作为本发明的中心特征，可以认为，旋风分离器控制空气的供应会干扰在旋风分离器中形成的旋流或涡流，从而就不能再实现运载气流中的固态颗粒的99％或更好的分离了。较粗的颗粒(即，具有较高密度的颗粒)意欲进一步分离，而具有较低密度的较小的或较细的颗粒就可以不再从运载气流中分离了，并与运载气流一起且通过运载气流而离开旋风分离器。

有利的是，供给到独立式旋风分离器的等体积的运载气流的每时间单位的体积可根据所使用的独立式旋风分离器的几何形状来调节，以便在旋风分离器控制空气供应器关闭时将包含在运载气流中的约99％的细粒和超细粒作为旋风分离砂粒而分离出去。可以得知，通过这种方式而设置的基本状态可通过旋风分离器控制空气的供应器来进行特别高效和有效的调节或控制。这是因为多体旋风分离机构的独立式旋风分离器在该基本状态下运行，以使得它们能尽可能完全地分离细粒和超细粒。随后，该分离可通过旋风分离器控制空气的供应而变差，从而实现通过运载气流总出口而将包含在运载气流中的作为超细粒的部分颗粒从多体旋风分离机构中移除，并将其供给到随后的分离中。

作为调节供给到独立式旋风分离器的等体积的运载气流的每时间单位的体积的替代或附加，也可根据独立式旋风分离器的几何形状来调节独立式旋风分离器的等体积的携带有细粒和超细粒的运载气流的载荷，以便在旋风分离器控制空气供应器关闭时将包含在运载气流中的约99％的细粒和超细粒作为旋风分离砂粒而分离出去。与等体积的运载气流的每时间单位的体积相类似，等体积的携带有颗粒(可分为细粒和超细粒)的运载气流的载荷也可以是用于调节稳定的基本状态的相关变量。该载荷可表示为每立方米的运载气体中的粉尘颗粒的克数，或者每千克的运载气体中的粉尘颗粒的千克数。

设定满足上述环境的载荷是优选的，这是因为如果载荷过高，那么就不能够将99％的细粒和超细粒作为旋风分离砂粒而分离出去了，由此，通过旋风分离器控制空气进行的控制会更加困难。根据需要，载荷应当尽可能地优化，这是因为载荷对多体旋风分离机构的有效性具有非常大的影响。这意味着，载荷越接近最优(即，在不供应旋风分离器控制空气时能实现99％的分离)，可通过这种多体旋风分离机构实现的生产量就越高。

优选地，可在运行期间调节上腔体与下腔体之间的压力差，并且上腔体中的压力小于下腔体中的压力。例如，这可通过多体旋风分离机构之后的吸风机来实现，从而可在整个多体旋风分离机构中产生压力降。由此，上腔体中的静压力低于下腔体中的静压。这使得易于确保引入到下腔体中的旋风分离器控制空气流动通过独立式旋风分离器，进入到上腔体中，并由此而对于独立式旋风分离器的分离特性具有所预期的效果。

在这方面，有利的是，上腔体中的压力和下腔体中的压力设定为低于环境压力。这能确保旋风分离器控制空气不必须被鼓入到多体旋风分离机构中，而是可以被吸到其中。这种过程有利于多体旋风分离机构的构造和运行，这是因为在该过程中，必须要主动地将运载气流鼓入到多体旋风分离机构中，或者优选地借由风机而将它们抽吸通过多体旋风分离机构。

原则上，可将要分离的细粒和超细粒直接供给到运载气流中。然而，有利的是，在通过运载气流供给多体旋风分离机构之前，将要分离的细粒和超细粒供给到分散单元中去，然后通过运载气流从那里输送到多体旋风分离机构处。在细粒和超细粒不直接通过运载气流从上游工序供给而是从存储点(例如，料斗)处供给的情况下，这种过程是非常有利的。通过使用分散单元，细粒和超细粒尽可能均匀地分布在运载气流中，并且几乎没有颗粒彼此附着。这对于多体旋风分离机构中的分离结果有着积极的影响。

原则上，超细粒(通过运载气流而从多体旋风分离机构中排出)可通过任意方式从运载气流中分离出来。有利的是，这可通过过滤器来实现。可使用的过滤器的例子为袋式过滤器或筒式过滤器。

本申请所提出的方法可有利地应用于具有多个设计得基本上相同的独立式旋风分离器的多体旋风分离机构。这些独立式旋风分离器中的每一个均具有运载气体入口、运载气体出口，以及砂粒排放开口。独立式旋风分离器一起容纳于低渗气壳体中，该壳体中设计有上腔体和下腔体。独立式旋风分离器的运载气体出口设计为开向上腔体。该上腔体具有运载气体总出口，以用于通过该运载气体总出口而将从独立式旋风分离器的相应的运载气体出口进入到上腔体中的运载气体从多体旋风分离机构的壳体中排出。独立式旋风分离器的砂粒排放开口均开向下腔体，其中，下腔体具有用于将被引导通过砂粒排放开口的旋风分离砂粒低渗气地排出的器件。

运载气体入口设计为使得它们均可以被供给来自于多体旋风分离机构的壳体之外的等体积的运载气流，并且不流动式连接到上腔体或下腔体。在下腔体处设置有共同的旋风分离器控制空气供应器，可通过其选择性地向下腔体中引入旋风分离器控制空气。另外，还可设置控制和调节器件，以通过每时间单位的旋风分离器控制空气的量来调节来自于多体旋风分离机构的超细粒的量、细度和/或纯度。

通过根据本发明的这种设计，可借由调节每时间单位的旋风分离器控制空气的量来相对简单地调节通过多体旋风分离机构所分离的超细粒的量、细度和/或纯度。

多体旋风分离机构的总体结构为，设置有针对所有的独立式旋风分离器的共同的旋风分离器控制空气供应器。这意味着仅需要调节和/或控制一个供应器(其集中地引入到下腔体中)来影响上述超细粒的特性。

为了实现这种简化，独立式旋风分离通过它们的砂粒排放开口而与下腔体流动式相连。借由下腔体来供应旋风分离器控制空气以及通向独立式旋风分离器的砂粒排放开口会影响形成于各个独立式旋风分离器中的涡流，且这对于旋风分离器中的分离有效性或其他分离特性具有显著影响。该涡流受到的影响越多，分离限制越从超细粒范围移向细粒范围。

这种设计的优点在于，不必须要改变或影响供给到独立式旋风分离器的运载气流。这意味着，在运行期间，在将多体旋风分离机构设定到理想地最优的运行点之后，仅需通过每时间单位供应的旋风分离器控制空气的量来改变和调节分离特性。

由此，根据本发明的多体旋风分离机构的设计具有以下优点，即：多体旋风分离机构可基本上针对所流入的运载气体的量及其载荷而设定到最优运行点，并可由此有效地运行。

原则上，在多体旋风分离机构中，独立式旋风分离器可以任意顺序设置。对于多体旋风分离机构的简单控制来说，优选的是，将独立式旋风分离器设置为在壳体中以流动方式并行。这意味着，它们都具有一个运载气体入口，该运载气体入口被供应来自于多体旋风分离机构之外的负载有颗粒的运载气体。

并行布置能确保独立式旋风分离器(在设计上基本上相同)均以相同的方式来运行，并由此展现出相似的分离行为。另一优点在于，通过设置额外的并行的独立式旋风分离器，多体旋风分离机构可方便地缩放，这是因为它们仅需要设置在共同的壳体里即可。在这里，共同的旋风分离器控制空气供应器的优点是显而易见的，因为不需要为了额外的独立式旋风分离器而设置额外的新的旋风分离器控制空气供应器。

优选地，上腔体和下腔体设计为相对于彼此气密，其中，上腔体与下腔体之间的空气交换基本上仅通过独立式旋风分离器来进行。在本文中的“气密”意味着两个腔体之间的空气交换仅能通过独立式旋风分离器来进行，从而在这两个腔体之间不存在直接的空气交换。上腔体和下腔体的气密分离的结果在于，旋风分离器控制空气仅能通过独立式旋风分离器的砂粒出口而流入独立式旋风分离器，并仅能通过运载气体出口而进入上腔体。这种设计能确保引入到下腔体中的旋风分离器控制空气完全流动通过独立式旋风分离器，并由此充分用于控制细粒和超细粒之间的分离。

根据本发明的多体旋风分离机构可优选地用于或安装在超细粒分离装置中，以用于从初级产品或中间产品中分离出细粒和超细粒。除了根据本发明的多体旋风分离机构之外，这种超细粒分离装置还包括连接在多体旋风分离机构之后或下游的过滤器。通过运载气流而将初级产品或中间产品供给到至少一个多体旋风分离机构中。在多体旋风分离机构中，细粒可作为旋风分离砂粒而被分离出来。此后，超细粒(仍旧处于运载气流中)可被进一步引导至过滤器，在那里可将它们分离出来。这种超细粒分离装置能方便地使得从多体旋风分离机构离开的运载气流(在该气流中存在有未在旋风分离机构中分离出来的超细粒)进一步受到处理，从而还可将超细粒从运载气流中收回来，并且可将运载气流本身供给回到工艺中，或引入到环境中。

此外，还可以在过滤器之前一个接一个地设置在流动方式上串联的多个多体旋风分离机构。多个多体旋风分离机构中的各个独立式旋风分离器在运载气流的流动方向上具有越来越小的直径。也就是说，在过滤器之前，可将多个多体旋风分离机构设置为级联布置的，其中，随着多体旋风分离机构在流动方向上距离过滤器越近，独立式旋风分离器的直径越小。

独立式旋风分离器的直径会显著影响调节分离限制的可能性。直径越小，细粒和超细粒之间的分离限制可向超细粒或直径更小的方向移动得越多，从而超细粒越细。通过这种多个多体旋风分离机构的级联布置，可以通过超细粒分离装置来产生不同比重的细粒或超细粒。

原则上，可将初级产品或中间产品从工艺设备(例如，研磨工艺)直接供给到超细粒分离装置。然而，由于在这种情况下运载气流的体积通常会基于上游工艺而受到限定，因此不容易使多体旋风分离机构在有效运行点处运行。

因此，有利的是，可在超细粒分离装置的一个或多个多体旋风分离机构的上游处设置用于初级产品和中间产品的存储料斗以及分散单元。要分离的初级产品或中间产品凭借着运载气流通过分散单元从存储料斗供给到超细粒分离装置。通过这种设计，超细粒分离装置可与上游工艺脱离，并由此相对于上游工艺的运行状态独立地运行。在存储料斗之后的分散单元的使用是有利的，这是因为分散单元能确保进一步通过运载气流来输送的细粒和超细粒能够在运载气流中均匀且基本上不附着，从而可在多体旋风分离机构中进行较好的分离。

超细粒分离装置还可用于研磨设备中，以用于从原料生产细粒和超细粒。这种研磨设备包括研磨筛粉组件，其具有筛粉机和研磨机。研磨筛粉组件设计为在初始筛粉时，将作为拒绝粗料的至少研磨一次的原料从研磨筛粉组件中的筛粉机供给回到研磨机中，以进行进一步研磨。

还设置有研磨设备过滤器。通过研磨设备运载气流，未被研磨筛粉组件中的筛粉机拒绝的研磨材料被输送至研磨设备过滤器处，在那里，研磨材料从研磨设备运载气流中分离出来。然后，在研磨设备过滤器处分离的研磨材料可直接或间接地(例如，通过料斗)供给至超细粒分离装置处，在那里，其可被分离成细粒和超细粒。

基本上，可以使用能够将研磨材料研磨至所预期的细度的任意研磨机结构。有利的是使用立式研磨器，其包含研磨台和用于其的研磨辊，这是因为这种立式研磨机能够实现较好的研磨结果，并能在研磨过程中产生较宽的颗粒分布，这意味着细粒和超细粒的部分均可存在于运载气流中。另一优点在于，在本方法中，与球磨机相比，立式研磨机能够相对节能地高效运行。

附图说明

下面将通过示意性附图并借助实施例来对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的多体旋风分离机构的简图；

图2显示了根据本发明的具有分散单元和存储料斗的超细粒分离装置的示意性流程图；

图3显示了根据本发明的具有超细粒分离装置的研磨设备的示意性流程图；且

图4显示了旋风分离器控制空气的量和运载气体的粉尘载荷相对于细度的关系的组合示意图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的多体旋风分离机构1的示意图。在多体旋风分离机构1中，在壳体3内设置有相同设计的多个独立式旋风分离器10，在这里所示的设计实施例中，为六乘六(即，36)个。在图1中，仅能看到6个独立式旋风分离器10。其他独立式旋风分离器沿该示意图的深度方向设置。独立式旋风分离器10优选地用于方阵布置中。

独立式旋风分离器10具有基本上相同的设计，且均具有运载气体入口11、运载气体出口12，以及砂粒排放开口13。通过分隔件15而将壳体3分为上腔体5和下腔体6。

各个独立式旋风分离器10设置在上腔体5和下腔体6之间。独立式旋风分离器10的运载气体入口11设计为使得它们可凭借来自于壳体3之外的运载气流来运行。运载气体直接从壳体3之外而被供给至独立式旋风分离器10的运载气体入口11中，从而运载气体不会先进入到上腔体5或下腔体6中。

各个独立式旋风分离器10通过其运载气体出口12而与上腔体5流动式相连。通过相同的方式，各个独立式旋风分离器10通过其砂粒排放开口13而与下腔体6流动式相连。上腔体5具有运载气体总出口7，从独立式旋风分离器10的运载气体出口12进入上腔体5内的运载气体可通过其离开。

下腔体6设置有用于使旋风分离的砂粒低漏气或低渗气地排出的器件。该器件例如可设计为旋转阀8，从而可在不会有较大量空气进入下腔体6的情况下将旋风分离的砂粒从下腔体6中排出。

另外，在下腔体6内还设置有旋风分离器控制空气供应器9。可通过该旋风分离器控制空气供应器9而将空气或气体选择性地导入到下腔体6内。为此，可在旋风分离器控制空气供应器9之前安装体积流量测量仪62和控制阀61，可通过其来改变和调节进入到下腔体6中的旋风分离器控制空气的体积或量。

在下文中，将会对根据本发明的多体旋风分离机构1的运行和功能进行更加详细的说明。

根据本发明，多体旋风分离机构1不似通常地那样用来将颗粒从空气流或气流中移除出去，而是用作为用于运载气流中所存在的颗粒的靶向分离单元。为此，将带有相应的颗粒载荷的运载气流供给到独立式旋风分离器10中，各个独立式旋风分离器在流动方向上并行设置，即，并排着成行设置。

在本文中涉及细粒和超细粒，其中可进行细粒和超细粒之间的分离。负载有颗粒的运载气体以每时间单位相等的体积和相等的颗粒负载而被分到独立式旋风分离器10中，从而独立式旋风分离器10具有尽可能相同的分离特性。由于独立式旋风分离器10的入口圆筒和圆锥的几何形状，可以通过常见的方式而将颗粒从运载气流中分离出来。所分离的颗粒作为旋风分离砂粒而通过砂粒排放开口13被输送到下腔体6中，或落入到其中。然后，运载气体(尤其是清除了颗粒的运载气体)可通过运载气体出口12而从独立式旋风分离器10进入到上腔体5中，又通过运载气体总出口7而从那里离开。

在独立式旋风分离器10中，尤其可通过以下方式而分离颗粒，即：处于环形路径上的携带有颗粒的运载气体通过旋风分离器的几何形状而进一步加速，从而颗粒会在离心力和重力的作用下离开加速了的运载气流，并通过砂粒排放开口13而向下脱离出去。然后，通过这种方式而净化的运载气体可通过所设置的浸入管(上文所述)并通过运载气体出口12而从独立式旋风分离器10中离开。

独立式旋风分离器10内的流动环境也可称为涡流。如果涡流受到干扰，例如被通过砂粒排放开口13而进入到独立式旋风分离器10中的旋风分离器控制气流所干扰，那么独立式旋风分离器10中的运载气体的流速会发生改变，从而较轻的颗粒(在这里称为超细粒)可通过浸入管而离开独立式旋风分离器10，而不会作为旋风分离砂粒而通过砂粒排放开口13被分离出去。

本发明通过借由旋风分离器控制空气供应器9来特意向多体旋风分离机构1的下腔体6中供给旋风分离器控制空气而利用上述知识。必要的是，确保所供给的旋风分离器控制空气流动通过独立式旋风分离器10，并影响涡流。例如，这可通过在运载气体总出口7的下游处设置吸风机来实现，该吸风机可抽吸运载气体通过多体旋风分离机构1。通过这种方式，上腔体5中的静压低于下腔体6中的静压，下腔体6中的压力又低于环境压力。通过这种方式，可通过打开和关闭控制阀62而将旋风分离器控制空气供应到下腔体6中。

为了有效地操作根据本发明的多体旋风分离机构1，有利的是，可通过这种方式来调节运载气体的量以及其携带颗粒的载荷，以在旋风分离器控制空气供应器9关闭时实现在独立式旋风分离器10中能99％地或更好地分离颗粒。如果现在有目的地供应旋风分离器控制空气，那么可改变分离率，以使得一部分颗粒可以作为超细粒而凭借着运载气体总出口从多体式旋风分离器1中排出，并可随后从其中分离出来。

也就是说，通过旋风分离器控制空气可调节超细粒(从多体旋风分离机构中排出)与细粒(作为旋风分离砂粒而在多体旋风分离机构中分离)之间的流量分布。这意味着，通过将旋风分离器控制空气供应器9完全地打开，运载气流中几乎100％的颗粒可借由运载气体总出口7而从多体旋风分离机构1中移除。相反，在旋风分离器控制空气供应器9完全关闭时，运载气流中几乎100％(更确切地，约99％)的颗粒可作为旋风分离砂粒而在多体旋风分离机构1中分离。

例如，可以在要分离的输入颗粒具有5000Blaine(即，大约D50＝8μm)时，使用直径为150mm的独立式旋风分离器而通过相应地调节的旋风分离器控制空气的量来分离细度为D50<6μm的超细粒。原则上，可以认为，最优的分离范围还基本上由旋风分离器的几何形状(尤其是直径)所限定。这也可被称为独立式旋风分离器的选择性。与旋风分离器控制空气相关联，可通过这种方式而在某一段范围内限定和调整细粒的细度。

D50值描述了颗粒分布中的颗粒尺寸分布，其中50wt.％大于限定颗粒的特定直径，而50wt.％小于限定颗粒的特定直径。尤其是通过这里所显示的细度可以发现，根据Blaine，该尺寸比通常使用的比表面更加适当。

图2显示了处于超细粒分离装置40的环境中的根据本发明的多体旋风分离机构1。作为基本要素，超细粒分离装置40具有用于要分离的初级产品或中间产品的存储料斗42。

此外，还设置有能够将要分离的初级产品或中间产品尽可能均匀地分布到运载气流中的分散单元20。分散单元20后可接着根据本发明的多体旋风分离机构1，该多体旋风分离机构1的下游接着是过滤器30，该过滤器30优选地设计为袋式过滤器。

在下文中会对超细粒分离装置40的设计进行更加详细的说明，其中包含其功能和运行模式的说明。

存储在料斗42中的初级产品或中间产品通过旋转阀43而被供给到速度控制螺旋输送机44中，该螺旋输送机44将初级产品或中间产品供给到分散单元20中。原则上，从料斗中的释放和到分散单元20中的供给也可通过其他方式来实现。

如上文所述，分散单元20可用于将要分离的产品尽可能均匀地分布在运载气流中。图2中示意性显示的分离单元20是作为例子而被描述的，也可使用不同设计的分离单元。

为了产生初级产品和中间产品被引入其中的运载气流，可在过滤器30的下游处设置能进行相应控制的风机45。该风机45能抽吸运载气体通过过滤器30、多体旋风分离机构1和分散单元20。

为此，可在分离单元20中设置进气口23。分离单元20本身具有分布板22、叶片环24、扰流件25，和位移体26。通过螺旋输送机44而供给到分散单元20中的初级产品或中间产品可落到分布板22上。分布板22旋转，从而所供给的初级产品或中间产品会在分布板22的边缘处滑出，或被甩到分散单元20的壁上。由此，其能被机械式分散开，并分散在较大的流动截面上。由于上文所述的运载气体(其流动通过进气口23，并通过叶片环24而额外地打旋，该叶片环24设置在分布板22的边缘处)，要分离的初级产品或中间产品会被该运载气流扫掠走。迅速进入的运载气体导致初级产品或中间产品再次分散开，在该情况下为依靠空气作用分散开。

为了实现更好的分散，在运载气体的流动方向中设置了扰流件25，该扰流件25能实现额外的扰流，并由此实现要分离的初级产品和中间产品的更好的分散。扰流件25例如可设计为使用静态混合元件或阻流体。然而，作为这些实施方案的附加或替代，还可以使用动态转子，该动态转子可进一步改进初级产品或中间产品的混合和分散。这可额外地通过位移体26而改进，该位移体26可设计为其高度可调。

在分散单元20之后，要分离的初级产品或中间产品通过运载气流而被引入到根据本发明的多体旋风分离机构1中。如参照图1所述的那样，可通过对处于基本状态的多体旋风分离机构进行操作来调节运载气流的载荷(其可通过料斗42的供应来调节)以及运载气流的每单位时间的体积(其可通过风机45来调节)，以使得在初始状态下，可以在多体旋风分离机构1中几乎完全地分离细粒和超细粒。通过凭借旋风分离器控制空气供应器9来供应旋风分离器控制空气，可实现较弱的分离，这意味着运载气流中的细粒不会作为旋风分离砂粒而分离，而是会通过运载气流而被进一步引向过滤器30。

在该过滤器30中也可以分离超细粒，且可通过旋转阀31而将超细粒从过滤器30中排放出去。由此，净化了的运载气流可部分地供给回到该过程中，或者被排放到环境中。

这里所描述的超细粒分离装置40的优点在于，不管产生初级产品或中间产品的上游工艺为何，其通常可在最优运行点的范围内运行，这是因为运载气体的载荷和每单位时间的体积仅由超细粒分离装置40的各个组件的特性所限定，且不必须考虑其他上游或下游工艺。

这还将在下文中参照图3进行进一步说明。图3显示了具有研磨筛粉组件51的研磨设备50。该研磨筛粉组件具有研磨机52和筛粉机53。在研磨筛粉组件51中粉碎的研磨材料通过研磨设备运载气流而输送到研磨设备过滤器55中，该研磨设备运载气流可通过排粉机56来调节。研磨设备运载气流的一部分可通过热气发生器57而再次返回，该热气发生器例如可实现研磨筛粉组件中的研磨干燥。

在研磨设备过滤器55中，处于研磨设备的运载气流中的颗粒可以分离。然后，这些颗粒可以被供给到具有根据本发明的多体旋风分离机构1的超细粒分离装置40中。

该附图显示了，通过根据本发明的超细粒分离装置40的设计，可使得其基本上脱离于研磨设备线路而运行。因此，研磨设备50本身和超细粒分离装置40均可以最佳运行点来运行，这还取决于带有要研磨或分离的材料的运载气流的载荷，以及运载气体的每时间单位的体积。

例如，传统的研磨设备50(如图3中作为例子所示)在其最佳运行点处通常具有在30g/m³到50g/m³的范围内的运载气体载荷，其中细度高达6000cm²/g。另一方面，根据本发明的多体旋风分离机构1和超细粒分离装置40可以在200g/m³至300g/m³之间的范围内的载荷下运行。通过脱离，可以使超细粒分离装置40的尺寸更小，或者将仅一台超细粒分离装置40用于多个研磨设备50。这能降低所需的设备尺寸，并由此使得投资成本最小化。

图4显示了旋风分离器控制空气的量和运载气体的粉尘载荷相对于超细粒的细度的关系的组合示意图。

在这里，在纵坐标上显示了超细粒的细度，单位为cm²/g。在横坐标的左侧上显示了旋风分离器控制空气的量，单位为m³/h，且在横坐标的右侧上显示了运载气体的载荷，单位为g/m³。

如图所示，随着旋风分离器控制空气的量增加，超细粒的细度减小。相反，对于细度来说，可在多体旋风分离机构之前形成运载气体的最佳粉尘载荷或颗粒载荷。

由此，可以总结，如上文所述，相对于运载气流的载荷，可存在用于根据本发明的多体旋风分离机构的运行的最佳运行点。由此，可根据控制系统而使用旋风分离器控制空气来影响超细粒的细度。

根据本发明的多体旋风分离机构和其用于分离细粒和超细粒的运行方法允许细粒和超细粒简单并有效地分离，并允许相对于上游工艺设备脱离运行。

Claims (15)

1.用于运行多体旋风分离机构（1）以分离细粒和超细粒的方法，其中所述多体旋风分离机构（1）包括：

多个设计成基本上相同的独立式旋风分离器（10），各个独立式旋风分离器包括运载气体入口（11）、运载气体出口（12），以及砂粒排放开口（13），

其中，所述独立式旋风分离器一起容纳于低渗气壳体（3）中，在所述低渗气壳体内设计有上腔体（5）和下腔体（6），

其中，所述独立式旋风分离器（10）的所述运载气体出口（12）开向所述上腔体（5），

其中，所述上腔体（5）具有运载气体总出口（7），用于将从所述独立式旋风分离器（10）的相应的运载气体出口（12）进入到所述上腔体（5）内的运载气体通过所述运载气体总出口（7）排放到所述多体旋风分离机构（1）的壳体（3）之外，

其中，所述砂粒排放开口（13）均设计为开向下腔体（6），

其中，所述下腔体（6）具有用于将引导通过所述砂粒排放开口（13）的旋风分离砂粒低渗气排放的器件（8），从而能实现很大程度上没有渗漏空气的排放，

其中，针对所述下腔体（6）设置有共同的旋风分离器控制空气供应器（9），

其特征在于，

由所述壳体（3）之外向各个运载气体入口（11）供给携带有要分离的细粒和超细粒的等体积的运载气流，

在所述独立式旋风分离器（10）中，进行细粒和超细粒的至少部分的分离，

所述细粒作为旋风分离砂粒而通过砂粒排放开口（13）进入下腔体（6），并通过旋风分离砂粒低渗气排出的器件（8）而从所述下腔体处排放到壳体（3）之外，

其中，所述超细粒作为旋风分离粉末而凭借着运载气体通过所述上腔体（5）和运载气体总出口（7）离开所述多体旋风分离机构（1），

通过由所述旋风分离器控制空气供应器（9）来控制每时间单位供给到所述下腔体（6）内的旋风分离器供应空气的量而调节来自于所述多体旋风分离机构（1）的超细粒的量、细度和/或纯度。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

根据所述独立式旋风分离器（10）的几何形状来调节每时间单位供给到所述独立式旋风分离器（10）的等体积的运载气流的体积，使得在所述旋风分离器控制空气供应器（9）关闭时，所述运载气流中的99%的细粒和超细粒作为旋风分离砂粒而分离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

根据所述独立式旋风分离器（10）的几何形状来调节供给到所述独立式旋风分离器（10）的携带有细粒和超细粒的等体积的运载气流的载荷，使得在所述旋风分离器控制空气供应器（9）关闭时，所述运载气流中的99%的细粒和超细粒作为旋风分离砂粒而分离。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在运行期间，设定所述上腔体（5）和所述下腔体（6）之间的压力差，

所述上腔体（5）内的压力低于所述下腔体（6）内的压力。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述上腔体（5）内的压力和所述下腔体（6）内的压力设置为低于环境压力。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

要分离的细粒和超细粒在被供给到所述多体旋风分离机构（1）之前供给到分散单元（20）处，并通过运载气流而从所述分散单元（20）处输送至所述多体旋风分离机构（1）处。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

来自于所述运载气体总出口（7）的携带有超细粒的所述运载气流被供给至过滤器（30）处，用于将超细粒从运载气体中分离出来。

8.多体旋风分离机构（1），具有

多个设计成基本上相同的独立式旋风分离器（10），各个独立式旋风分离器均具有运载气体入口（11）、运载气体出口（12），以及砂粒排放开口（13），

其中，所述独立式旋风分离器（10）一起容纳于低渗气壳体（3）内，在所述低渗气壳体（3）内设计有上腔体（5）和下腔体（6），

其中，所述独立式旋风分离器（10）的所述运载气体出口（12）开向所述上腔体（5），

其中，所述上腔体（5）具有运载气体总出口（7），用于将从所述独立式旋风分离器（10）的相应的运载气体出口（12）进入到所述上腔体内的运载气体通过所述运载气体总出口（7）而排放到所述多体旋风分离机构（1）的壳体（3）之外，

其中，所述砂粒排放开口（13）均设计为开向下腔体（6），

其中，所述下腔体（6）具有用于将引导通过所述砂粒排放开口（13）的旋风分离砂粒低渗气排出的器件（8），从而能实现很大程度上没有渗漏空气的排放，

其中，所述运载气体入口（11）均设计为能由所述壳体（3）之外供给包含有要分离的细粒和超细粒的等体积的运载气流，

其中，针对所述下腔体（6）设置有共同的旋风分离器控制空气供应器（9），通过所述旋风分离器控制空气供应器（9）能将控制空气引入到所述下腔体（6）内，

其中，还具有控制和调节器件，用于通过每时间单位的旋风分离器控制空气的量来调节来自于所述多体旋风分离机构（1）的超细粒的量、细度和/或纯度，并且

其中，细粒能作为旋风分离砂粒而分离。

9.根据权利要求8所述的多体旋风分离机构，

其特征在于，

所述独立式旋风分离器（10）设置为在流动方式上并行地位于所述壳体（3）内。

10.根据权利要求8或9所述的多体旋风分离机构，

其特征在于，

所述上腔体（5）和所述下腔体（6）设计为相对于彼此气密，

其中，所述上腔体（5）和所述下腔体（6）之间的空气交换仅通过所述独立式旋风分离器（10）来进行。

11.用于将细粒和超细粒从初级产品或中间产品中分离出来的超细粒分离装置（40），具有

至少一个根据权利要求8至10中任一项所述的多体旋风分离机构（1），以及过滤器（30），

其中，所述初级产品或中间产品能通过运载气流而被供应至至少一个多体旋风分离机构（1）处，

其中，所述细粒能在所述多体旋风分离机构（1）处分离，以及

其中，通过运载气流能将超细粒进一步引导至所述过滤器（30）处，并在所述过滤器（30）处分离超细粒。

12.根据权利要求11所述的超细粒分离装置（40），

其特征在于，

在所述过滤器（30）的上游处，多个多体旋风分离机构（1）设置为一个接一个地在流动方式上串联，以及

所述多体旋风分离机构（1）的独立式旋风分离器（10）均包括沿着运载气流的流动方向越来越小的直径。

13.根据权利要求11或12所述的超细粒分离装置（40），

其特征在于，

包括用于初级产品和中间产品的存储料斗（42），以及分散单元（20），

其中，要分离的初级产品或中间产品凭借着运载气流而从所述存储料斗（42）处经所述分散单元（20）供给至所述超细粒分离装置（40）处。

14.用于从原料中产生细粒和超细粒的研磨设备（50），具有研磨筛粉组件（51），所述研磨筛粉组件（51）包括筛粉机（53）和研磨机（52），

其中，所述研磨筛粉组件（51）设计为在初始筛粉时将作为拒绝粗料的至少研磨一次的原料从所述研磨筛粉组件（51）的筛粉机（53）处再次供给回到所述研磨机（52）处，进行进一步研磨，

还包括研磨设备过滤器（55），

其中，通过研磨设备运载气流，未被所述研磨筛粉组件（51）的筛粉机（53）拒绝的研磨材料能被输送到所述研磨设备过滤器（55）处，在所述研磨设备过滤器（55）处，所述研磨材料能从所述研磨设备运载气流中分离，

其特征在于，

包括根据权利要求11至13中任一项所述的超细粒分离装置（40），

其中，在所述研磨设备过滤器（55）处分离的至少部分研磨产品能作为初级产品或中间产品而被供给至所述超细粒分离装置（40）处，用于进行细粒和超细粒的分离。

15.根据权利要求14所述的研磨设备，

其特征在于，

所述研磨筛粉组件（51）的研磨机（52）为具有研磨台和研磨辊的立式研磨机。

Images