IT202100018665A1 - APPARATUS AND RELATED PROCEDURE FOR COOLING A FLOW OF HOT MATERIAL, IN PARTICULAR SLAG - Google Patents
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo: Description of the invention entitled:
"APPARATO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI RAFFREDDAMENTO DI UN FLUSSO DI MATERIALE CALDO, IN PARTICOLARE SCORIA" "APPARATUS AND RELATED PROCEDURE FOR COOLING A FLOW OF HOT MATERIAL, IN PARTICULAR Slag"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato si riferisce ad un apparato di raffreddamento di materiali ed un relativo procedimento. The present invention relates to an apparatus for cooling materials and a related method.
In particolare, il presente trovato trova applicazione in tutte le attivit? in cui vengono trattati flussi di materiali, fluidi, semifluidi, viscosi o granulari, che presentano un?elevata energia termica ed elevata temperatura e in particolare, ma non esclusivamente, nel caso in cui il raffreddamento di detti materiali possa eventualmente provocare flussi di fluidi gassosi e polverosi inquinanti e/o pericolosi. In particular, the present invention finds application in all activities in which flows of materials, fluids, semi-fluids, viscous or granular, which have a high thermal energy and high temperature are treated and in particular, but not exclusively, in the case in which the cooling of said materials could possibly cause flows of gaseous fluids and dusty polluting and/or dangerous areas.
Esempi tipici, ancorch? qui assunti a titolo esemplificativo di tutti i casi che presentano caratteristiche simili, assimilabili od uguali, si trovano nell?industria chimica, farmaceutica e nell?industria siderurgica in generale. Typical examples, even? assumed here by way of example of all the cases which present similar, assimilable or equal characteristics, are found in the chemical, pharmaceutical and iron and steel industries in general.
Nel seguito, per semplificare la descrizione, e facilitare la comprensione del trovato, si far? riferimento all?industria siderurgica, in particolare ad una parte specifica dell?attivit? di produzione dell?acciaio con il forno elettrico. In the following, to simplify the description and facilitate understanding of the invention, reference to the iron and steel industry, in particular to a specific part of the activity? of steel production with the electric furnace.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE ART
? noto che nell? attivit? di produzione dell?acciaio con il forno elettrico vengono prodotte le cosiddette scorie grigie fuse, che costituiscono circa il 13?14% dell?acciaio prodotto. ? I notice that in activity? During the production of steel, the so-called molten gray slag is produced with the electric furnace, which constitutes about 13?14% of the steel produced.
Normalmente la scoria ? scaricata in fosse che sono dotate di barriere laterali al fine di limitare la dispersione delle polveri. Normally the slag ? discharged into pits that are equipped with side barriers in order to limit the dispersion of dust.
Le problematiche correlate alla scoria grigia si manifestano anche nel caso della scoria bianca da processo di affinazione anche se quest?ultima risulta presente in quantit? minore a parit? di ciclo produttivo. The problems related to the gray slag also occur in the case of the white slag from the refining process even if the latter is present in small quantities. less than equal of production cycle.
La scoria bianca raffreddata ha un aspetto simile alla calce, ? leggermente abrasiva, pu? essere trasportata per via pneumatica e normalmente ? riciclata all?interno del processo. The cooled white slag has a lime-like appearance, ? slightly abrasive, pu? be transported pneumatically and normally ? recycled within the process.
Anche in questo caso non si riesce a contrastare sufficientemente la dispersione aerea collegata alla scoria s? che l?aria e l?ambiente risultano inquinate. Also in this case it is not possible to counteract sufficiently the air dispersion connected to the slag s? that the air and the environment are polluted.
Sono noti diversi sistemi o impianti per il raffreddamento rapido delle scorie. Various systems or plants for rapid cooling of the slag are known.
Uno di questi prevede il raffreddamento rapido delle scorie fuse in un impianto di granulazione utilizzando grandi portate d?acqua. One of these involves rapid cooling of molten slag in a granulation plant using large water flows.
In alternativa, il raffreddamento ? ottenuto pi? lentamente in fosse apposite, con l?eventuale utilizzo di piccole quantit? d?acqua di raffreddamento o ancora mediante l?immersione dell?intera paiola che contiene le scorie direttamente in acqua. Alternatively, the cooling ? got more slowly in special pits, with the possible use of small quantities? of cooling water or again by immersing the entire cauldron containing the slag directly into the water.
? noto per? che quando la scoria va in contatto diretto con l?acqua, oltre a generare problemi di sicurezza per il rischio di espansione violenta dell?acqua vaporizzata, il contenuto entalpico in essa contenuto viene dissipato. ? known for? that when the slag comes into direct contact with water, in addition to generating safety problems due to the risk of violent expansion of the vaporized water, the enthalpy content contained therein is dissipated.
Un altro sistema noto di raffreddamento implementato a livello semiindustriale prevede un processo di atomizzazione con mezzi a disco rotante configurati per granulare le scorie ottenendo un materiale in fase vetrosa. In seguito, il calore delle scorie ? recuperato a bassa entalpia. Another known cooling system implemented at a semi-industrial level provides for an atomization process with rotating disk means configured to granulate the slag obtaining a material in the glassy phase. Afterwards, the heat of the slag ? recovered at low enthalpy.
? stato anche progettato un impianto di recupero che prevede di realizzare la granulazione a secco della scoria, eliminando il contatto della stessa con l?acqua di raffreddamento, attuando allo stesso tempo un raffreddamento controllato e ripetibile in funzione del tipo di scoria da trattare. ? A recovery plant was also designed which provides for the dry granulation of the slag, eliminating the contact of the same with the cooling water, implementing at the same time a controlled and repeatable cooling according to the type of slag to be treated.
In questo caso viene utilizzato un processo a frantumazione meccanica per mezzo di tamburi controrotanti. I tamburi sono internamente raffreddati ad acqua e ci? permette il raffreddamento veloce della scoria per contatto, con un conseguente effetto vetrificante. Tuttavia, all?uscita dei tamburi, la scoria ? normalmente ancora semi-liquida. In this case a mechanical crushing process is used by means of counter-rotating drums. The drums are internally water-cooled and there? allows the rapid cooling of the slag by contact, with a consequent vitrifying effect. However, at the exit of the drums, the slag is normally still semi-liquid.
Mentre cade, la scoria viene raffreddata da un numero variabile di ugelli ad aria. Infine, un sottostante sistema di raccolta convoglia tutto il materiale, ormai riciclabile, in un compartimento di stoccaggio. As it falls, the slag is cooled by a varying number of air nozzles. Finally, an underlying collection system conveys all the material, now recyclable, into a storage compartment.
Questo sistema presenta diversi limiti: ? un sistema impiantisticamente delicato e complesso; si possono generare fenomeni di sporcamente dei tamburi; non effettua il recupero energetico; i tempi di raffreddamento sono brevi dell?ordine di 15-30 secondi; ecc. This system has several limitations: ? a delicate and complex plant system; phenomena of fouling of the drums can be generated; does not perform energy recovery; the cooling times are short in the order of 15-30 seconds; etc.
Un analogo impianto pilota noto nella tecnica presenta rulli rotanti indirettamente raffreddati con un refrigerante che scorre all'interno dei tamburi, normalmente realizzati in rame. La scoria fusa viene fatta cooperare con la parte esterna dei tamburi. Questo processo tende a realizzare una granulazione a secco raffreddando la scoria indirettamente ad acqua con un recupero termico intermittente e inferiore o attorno al 30%. A similar pilot plant known in the art has rotating rollers indirectly cooled with a coolant flowing inside the drums, normally made of copper. The molten slag is made to cooperate with the outside of the drums. This process tends to achieve dry granulation by indirectly water cooling the slag with intermittent heat recovery of less than or around 30%.
La differenza principale tra la scorifica in fossa e in paiola ? la modalit? di raffreddamento. The main difference between pit and cauldron slagging? the mode? of cooling.
Nel caso della paiola, cio? il contenitore della scoria, si ha un raffreddamento lento, garantito dai refrattari. Sono infatti necessarie circa 24 ore per dare tempo alla scoria di solidificarsi, prima di poter movimentare in sicurezza la paiola stessa. In the case of the kettle, what? the slag container, there is slow cooling, guaranteed by the refractories. In fact, approximately 24 hours are needed to allow time for the slag to solidify, before being able to move the cauldron itself in safety.
Nel caso di utilizzo di una fossa, al contrario, si ha un raffreddamento veloce della scoria, in aria o con spruzzi di acqua, che limita il disgregarsi della stessa. Studi hanno dimostrato come la reattivit? della scoria a contatto con l?acqua aumenti, anche naturalmente, quando viene applicato un rapido raffreddamento. In the case of using a pit, on the contrary, there is a rapid cooling of the slag, in the air or with water sprays, which limits its disintegration. Studies have shown how the reactivity of slag in contact with water increases, also naturally, when rapid cooling is applied.
Tutti gli apparati che costituiscono l attuale stato dell?arte a livello semi-industriale, prototipale o sperimentale, risultano inadeguati ad un uso industriale continuo. Tale inadeguatezza deriva dall?eccessiva complessit?, dalla scarsa affidabilit?, dall?assenza di un recupero rilevante e continuo del contenuto entalpico, dal notevole impatto in termini di dispersione di polveri, per l insufficiente grado di vetrificazione delle scorie grigie e per la scarsa efficienza di raffreddamento. All the devices that constitute the current state of the art at a semi-industrial, prototype or experimental level, are unsuitable for continuous industrial use. This inadequacy derives from the excessive complexity, from the poor reliability, from the absence of a significant and continuous recovery of the enthalpy content, from the considerable impact in terms of dust dispersion, from the insufficient degree of vitrification of the gray slag and from the scarce cooling efficiency.
L?impatto ambientale, generato dalla suddetta pratica, implica spesso l?imposizione, da parte degli Enti di controllo, di effettuare lo scarico delle scorie in capannoni chiusi e dedicati. Tale soluzione comporta alti investimenti senza che impedisca la diffusione di gas e polveri che costituiscono potenziali pericoli sanitari per gli addetti che operano allinteno dei capannoni. The environmental impact, generated by the aforementioned practice, often implies the imposition, by the control bodies, to carry out the unloading of the waste in closed and dedicated sheds. This solution involves high investments without preventing the diffusion of gases and dusts which constitute potential health hazards for the workers who work inside the sheds.
Inoltre, il recupero energetico ? scarso e comunque discontinuo e di poco interesse. Furthermore, the energy recovery ? scarce and in any case discontinuous and of little interest.
Lo stato dell?arte non ? pertanto adeguato agli obiettivi di transizione energetica ed ambientale, in particolare secondo la Road Map 2050, e alle azioni previste dalla Next Generation UE in termini di efficienza energetica e di protezione ambientale. Isn't the state of the art? therefore appropriate to the energy and environmental transition objectives, in particular according to the Road Map 2050, and to the actions envisaged by the EU Next Generation in terms of energy efficiency and environmental protection.
Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un apparato per il recupero energetico, che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica anteriore. Is there therefore a need? to perfect an energy recovery apparatus, which can overcome at least one of the drawbacks of the prior art.
In particolare, uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un apparato di raffreddamento a partire da materiali ad alto contenuto entalpico e ad alte temperature, ad esempio che effettua sia la solidificazione che il raffreddamento delle scorie fuse consentendo di evitare l?impatto ambientale, in particolare in riferimento alle polveri, e di opzionalmente effettuare il recupero energetico di importanti valori di energie termiche altrimenti disperse e di modularle secondo logiche di spillamento opportunamente gestite per alimentare con continuit? una utenza interna o esterna e di effettuare la vetrificazione di almeno parte della scoria ai fini di una stabilizzazione volumetrica, nel tempo, per facilitarne il riciclo. In particular, an object of the present invention ? that of realizing a cooling apparatus starting from materials with a high enthalpy content and at high temperatures, for example which carries out both the solidification and the cooling of the molten slag allowing to avoid the environmental impact, in particular with reference to the powders, and to optionally carry out the energy recovery of important values of thermal energy otherwise dispersed and to modulate them according to the logic of tapping suitably managed to continuously feed? an internal or external user and to carry out the vitrification of at least part of the slag for the purpose of volumetric stabilization, over time, to facilitate its recycling.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di ridurre l?impatto ambientale locale, di eventualmente migliorare il recupero energetico, di ridurre le emissioni di CO2 in relazione all?utilizzo dell?energia termica recuperata in termini di energia termica/elettrica e in cogenerazione, e infine, di risponde alle finalit? dell?economia circolare, migliorando la qualit? delle scorie e dell? aria. Another object of the present invention ? that of reducing the local environmental impact, possibly improving energy recovery, reducing CO2 emissions in relation to the use of recovered thermal energy in terms of thermal/electrical energy and in cogeneration, and lastly, responding to the aims ? of the circular economy, improving the quality? of the waste and air.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. To obviate the drawbacks of the prior art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO DISCOVERY DISPLAY
Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale. The present found ? expressed and characterized in the independent claims. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the idea of the main solution.
L?apparato secondo il presente trovato ? idoneo ad effettuare una solidificazione rapida ed un raffreddamento controllato di un flusso di materiale caldo ad alta temperatura che si trova in uno stato fuso o parzialmente fuso, come per esempio la scoria. Nel contempo, tale apparato consente di ottenere un recupero energetico in ambiente chiuso, vantaggiosamente posto in depressione, dal quale gas e polveri inquinanti tossiche che si generano vengono estratte, filtrate ed eventualmente controllate. The apparatus according to the present invention ? adapted to effect rapid solidification and controlled cooling of a stream of hot, high temperature material which is in a molten or partially molten state, such as slag. At the same time, this apparatus makes it possible to obtain energy recovery in a closed environment, advantageously placed under depression, from which toxic polluting gases and dusts that are generated are extracted, filtered and eventually controlled.
In generale, lapparato secondo il presente trovato pu? essere impiegato in diversi ambiti produttivi industriali che implichino la produzione o la presenza di materiali fusi, aventi alto contenuto di energia termica e alte temperature, che devono essere raffreddati e che, durante le fasi di raffreddamento e anche successivamente, generano emissioni diffuse di fluidi gassosi, polverosi e/o inquinanti. In general, the apparatus according to the present invention can be used in various industrial production areas involving the production or presence of molten materials, having a high thermal energy content and high temperatures, which must be cooled and which, during the cooling phases and also subsequently, generate diffuse emissions of gaseous fluids , dusty and/or polluting.
Un apparato di raffreddamento, secondo il presente trovato, di un flusso di materiale caldo fluido, semifluido, viscoso o granulare avente un?elevata energia termica ed una elevata temperatura, comprende un volume tecnico provvisto di un?apertura di ingresso per l?introduzione del suddetto materiale caldo e di un?apertura di scarico per l?estrazione di un flusso di materiale raffreddato avente un?energia termica inferiore a quella del suddetto flusso di materiale caldo. An apparatus for cooling, according to the present invention, a flow of hot fluid, semi-fluid, viscous or granular material having a high thermal energy and a high temperature, comprises a technical volume provided with an inlet opening for introducing the said hot material and a discharge port for withdrawing a stream of cooled material having a lower thermal energy than that of said hot material stream.
Secondo un aspetto del presente trovato, l?apparato comprende, inoltre, un gruppo di raffreddamento e recupero termico disposto almeno parzialmente all? interno del suddetto volume tecnico e provvisto di una pluralit? di mezzi di estrazione termica configurati per entrare in contatto con il suddetto materiale caldo sia per raffreddarlo sia per estrarre in modo continuo e gestito almeno parte dell?energia termica in esso contenuta. According to one aspect of the present invention , the apparatus also comprises a cooling and heat recovery unit arranged at least partially inside the unit. interior of the aforementioned technical volume and provided with a plurality? thermal extraction means configured to come into contact with the aforementioned hot material both to cool it and to extract at least part of the thermal energy contained therein in a continuous and controlled manner.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, i suddetti mezzi di estrazione termica sono posizionati in successione verticalmente sfalsata a partire da una posizione al di sotto della suddetta apertura di ingresso fino ad una posizione in corrispondenza della suddetta apertura di scarico. According to another aspect of the present invention , the aforesaid thermal extraction means are positioned in vertically staggered succession starting from a position below the aforesaid inlet opening up to a position in correspondence with the aforesaid discharge opening.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, i suddetti mezzi di estrazione termica comprendono piastre fisse in materiale termoconduttivo provviste di rispettivi scambiatori di calore, eventualmente anche di recupero energetico, all?interno dei quali ? scorrevole un fluido termovettore. I suddetti scambiatori di calore estraggono energia termica dalle piastre f?sse, le quali la sottraggono, a loro volta per conduzione, dalle scorie. Secondo una formulazione del trovato, le piastre fisse, denominate barrotti fissi, sono posizionate a gradini in configurazione degradante dall?apertura d?ingresso all?apertura di uscita. Vantaggiosamente, il materiale caldo entra in contatto con le superfici superiori delle piastre fisse cedendo, per conduzione, elevati flussi termici. According to a further aspect of the present invention , the aforesaid thermal extraction means comprise fixed plates in thermoconductive material provided with respective heat exchangers, possibly also for energy recovery, inside which flowing heat transfer fluid. The aforesaid heat exchangers extract thermal energy from the fixed plates, which subtract it, in turn by conduction, from the slag. According to one formulation of the invention, the fixed plates, called fixed fire bars, are positioned in steps in a degrading configuration from the inlet opening to the outlet opening. Advantageously, the hot material comes into contact with the upper surfaces of the fixed plates, transferring high thermal fluxes by conduction.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, le piastre fisse possono essere tutte uguali oppure essere uguali a gruppi, essendo a gruppi diversi deputato di scambiare calore a temperature di volta in volta diversamente qualificate per ottenere determinati flussi termici. According to another aspect of the present invention , the fixed plates can be all the same or be the same in groups, different groups being responsible for exchanging heat at differently qualified temperatures from time to time to obtain certain heat flows.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, le suddette piastre fisse comprendono almeno un primo gruppo di piastre fisse superiori, o di raffreddamento rapido, aventi un alto coefficiente di conducibilit? termica e poste in una parte iniziale alta del suddetto volume tecnico vicina all?apertura di ingresso, e almeno un secondo gruppo di piastre fisse inferiori, o di accumulo termico, aventi elevata capacit? di accumulo termico e poste a valle delle suddette piastre fisse superiori fino ad una parte finale bassa del volume tecnico vicina all?apertura di scarico. According to another aspect of the present invention, said fixed plates comprise at least a first group of upper fixed plates, or rapid cooling plates, having a high conductivity coefficient. thermal and placed in an initial high part of the aforementioned technical volume close to the inlet opening, and at least one second group of lower fixed plates, or thermal accumulation, having a high thermal capacity? of thermal accumulation and placed downstream of the aforesaid upper fixed plates up to a final low part of the technical volume close to the discharge opening.
Il primo gruppo di piastre fisse configura una griglia di solidificazione rapida del materiale caldo, che nel caso della scoria determina su di essa uno shock termico e consente di effettuare una prima estrazione termica dal materiale caldo. La griglia di solidificazione rapida effettua il raffreddamento rapido della scoria e la sua solidificazione da una temperatura esemplificativa di circa 1400?C ad una temperatura non superiore ad una temperatura voluta, esemplificativamente ma non definitivamente, nellintono di 850 ?C, permettendo un importante recupero energetico. Secondo le esigenze, tale temperatura pu? essere superiore od inferiore. Inoltre, il raffreddamento per conduzione determina una solidificazione rapida della scoria disposta sulle piastre fisse superiori con importanti fenomeni di vetrificazione e di stabilizzazione volumetrica. Complessivamente le piastre fisse per numero, conformazione e superficie di contatto con la scoria, sono, vantaggiosamente anche se non obbligatoriamente, dimensionati per portare la scoria solidificata in uscita dal volume tecnico ad una temperatura nellintono di 300?C o ad una temperatura comunque voluta e definita. The first group of fixed plates configures a grid for rapid solidification of the hot material, which in the case of slag causes a thermal shock on it and allows a first thermal extraction to be carried out from the hot material. The rapid solidification grid performs rapid cooling of the slag and its solidification from an example temperature of approximately 1400?C to a temperature not higher than a desired temperature, by way of example but not definitively, around 850?C, allowing an important energy recovery . According to the needs, this temperature can? be higher or lower. Furthermore, the cooling by conduction determines a rapid solidification of the slag disposed on the upper fixed plates with important phenomena of vitrification and volumetric stabilization. Overall, the fixed plates in terms of number, conformation and contact surface with the slag are, advantageously even if not necessarily, sized to bring the solidified slag out of the technical volume to a temperature of around 300°C or at any desired temperature and defined.
Il secondo guppo di piastre fisse configura una griglia di raffreddamento della scoria parzialmente solidificata con estrazione del contenuto termico, dotata di accumuli termici inerziali costituiti dalla massa stessa di cui sono fatte le piastre fisse inferiori. Le piastre fisse, nel loro insieme, ma in particolar modo le piastre fisse inferiori, costituiscono un accumulo termico utile ad alimentare un?utenza interna o esterna con continuit? e con logiche gestite anche in assenza di materiale caldo allintemo dell?apparato e durante le fasi di attesa del materiale caldo successivo. The second group of fixed plates configures a cooling grid of the partially solidified slag with extraction of the thermal content, equipped with inertial thermal accumulations constituted by the same mass of which the lower fixed plates are made. The fixed plates, as a whole, but in particular the lower fixed plates, constitute a thermal storage useful for feeding an internal or external user with continuity? and with logics managed even in the absence of hot material inside the apparatus and during the waiting phases for the next hot material.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, le suddette piastre fisse superiori sono provviste di scambiatori di calore posti vantaggiosamente a diretto contatto con una loro superficie inferiore, mentre le suddette piastre fisse inferiori sono provviste di scambiatori di calore ricavati nel loro stesso corpo. Vantaggiosamente, almeno per il caso applicativo della scoria, le piastre superiori sono mantenute ad una temperatura esemplificativa di circa 100?C. According to another aspect of the present invention , the aforesaid upper fixed plates are provided with heat exchangers advantageously placed in direct contact with their lower surface, while the aforesaid lower fixed plates are provided with heat exchangers obtained in their own body. Advantageously, at least for the application case of the slag, the upper plates are maintained at an exemplary temperature of about 100°C.
Secondo il trovato, le piastre fisse inferiori sono caratterizzate da un accumulo termico in grado di immagazzinare un determinato quantitativo di energia termica operando tra una temperatura massima voluta e una temperatura minima controllata gestita con l?estrazione dei flussi termici con opportuni mezzi quali ad esempio pompe di circolazione o ventilatori se il flusso termovettore ? un gas. According to the invention, the lower fixed plates are characterized by a thermal storage capable of storing a determined quantity of thermal energy by operating between a desired maximum temperature and a controlled minimum temperature managed with the extraction of thermal flows with suitable means such as for example pumps circulation or fans if the heat transfer flow ? a gas.
Vantaggiosamente e sempre nel caso esemplificativo della scoria, dette piastre inferiori sono mantenute ad una temperatura compresa nell?intervallo fra circa 300-350?C e circa 120-275?C. ? ritenuta particolarmente vantaggiosa una temperatura minima compresa tra 150?C e 250?C. Esemplificativamente, all?inizio del versamento della scoria dalla paiola, tutte le piastre fisse inferiori presentano una temperatura minima di funzionamento di circa 150?C mentre durante il periodo di versamento della scoria vengono portate progressivamente alla temperatura massima, ad esempio, di circa 300?C. Advantageously and always in the example of the slag, said lower plates are kept at a temperature comprised between about 300-350°C and about 120-275°C. ? a minimum temperature between 150?C and 250?C is considered particularly advantageous. By way of example, at the beginning of the slag pouring from the cauldron, all the lower fixed plates have a minimum operating temperature of about 150?C while during the slag pouring period they are progressively brought to the maximum temperature, for example, of about 300? c.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, il suddetto gruppo di estrazione termica comprende circuiti fluidicamente connessi ai suddetti scambiatori di calore e a serbatoi di accumulo del fluido termovettore. Detti circuiti sono provvisti di mezzi di pompaggio per movimentare il fluido termovettore da e verso i suddetti serbatoi di accumulo e detti scambiatori di calore per effettuare un recupero energetico. According to a further aspect of the present invention, the aforesaid thermal extraction unit comprises circuits fluidly connected to the aforesaid heat exchangers and to storage tanks of the heat transfer fluid. Said circuits are provided with pumping means to move the heat transfer fluid from and towards the aforesaid storage tanks and said heat exchangers to carry out an energy recovery.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, il suddetto recupero energetico pu? essere utilizzato o orientato per produrre anche energia elettrica, ad esempio tramite un sistema di conversione dell?energia, e/o termica. In particolare, anche se non esclusivamente, l?apparato del presente trovato ? idoneo a produrre energia termica per alimentare una o pi? utenze interne o esterne, eventualmente anche lontan disposte. According to a further aspect of the present invention , the aforementioned energy recovery can be used or oriented to also produce electricity, for example through an energy conversion system, and/or heat. In particular, even if not exclusively, the apparatus of the present invention is suitable for producing thermal energy to feed one or more? internal or external users, possibly even located far away.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, i suddetti circuiti comprendono un circuito di mandata e un circuito di ritorno fluidicamente collegati ai suddetti scambiatori di calore tramite rispettive derivazioni di mandata, in ingresso, e derivazioni di ritorno, in uscita. Almeno le suddette derivazioni di mandata sono gestibili in modo indipendente, o a gruppi, tramite mezzi di pompaggio di mandata a portata variabile. La gestione indipendente delle derivazioni di mandata consente di estrarre un voluto flusso termico anche in relazione ai fabbisogni di raffreddamento del materiale caldo ed eventualmente ai fabbisogni delle utenze. According to another aspect of the present invention , the aforesaid circuits comprise a delivery circuit and a return circuit fluidly connected to the aforesaid heat exchangers via respective inlet delivery derivations and outlet return derivations. At least the aforesaid delivery derivations can be managed independently, or in groups, by means of delivery pumping means with variable flow rate. The independent management of the delivery derivations makes it possible to extract a desired heat flow also in relation to the cooling needs of the hot material and possibly to the needs of the utilities.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, l?apparato comprende barre di evacuazione associate a rispettive piastre fisse e selettivamente azionabili per rimuovere il materiale caldo disposto su di esse per movimentarlo a valle verso la piastra fissa successiva lungo una direzione di trasferimento che va da detta apertura di ingresso a detta apertura di uscita. In particolare, anche le barre di evacuazione sono posizionate a gradini alternandosi fra le piastre fisse in modo che dopo un tempo voluto e gestito di stazionamento del materiale caldo sulla superficie superiore di una piastra fissa, la rispettiva barra di evacuazione con un movimento preferibilmente rapido sposta detto materiale sulla piastra fissa successiva. According to a further aspect of the present invention, the apparatus comprises evacuation bars associated with respective fixed plates and selectively operable to remove the hot material disposed thereon in order to move it downstream towards the next fixed plate along a transfer direction which goes from said inlet port to said outlet port. In particular, also the evacuation bars are positioned in alternating steps between the fixed plates so that after a desired and controlled time of stationing of the hot material on the upper surface of a fixed plate, the respective evacuation bar with a preferably rapid movement moves said material on the following fixed plate.
Secondo una variante, la barra di evacuazione, mentre sposta il materiale caldo, nel contempo ? configurata per raschiare la superficie della piastra fissa disposta inferiormente. Vantaggiosamente, ciascuna barra di evacuazione spazza l?intera superf?cie della relativa piastra f?ssa oppure effettua un raschiamento voluto e controllato di detta superficie. Secondo un?ulteriore variante, la barra di evacuazione, mentre sposta la scoria, nel contempo la mescola. According to a variant, the evacuation bar, while displacing the hot material, at the same time configured to scrape the surface of the fixed plate located underneath. Advantageously, each evacuation bar sweeps the entire surface of the relative fixed plate or carries out a desired and controlled scraping of said surface. According to a further variant, the evacuation bar, while displacing the slag, at the same time mixes it.
Secondo una variante, anche le barre di evacuazione possono anche essere realizzate in versione raffreddata nel qual caso presentano scambiatori di calore ad acqua o altro fluido termovettore connessi vantaggiosamente ma non necessariamente agli stessi circuiti di mandata e ritorno delle piastre f?sse. According to a variant, the evacuation bars can also be made in a cooled version in which case they have heat exchangers using water or another heat transfer fluid advantageously but not necessarily connected to the same delivery and return circuits as the fixed plates.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, ciascuna barra di evacuazione ? mobile fra una posizione di riposo in cui risulta coperta e protetta dalla piastra fissa sovrastante ad evitare surriscaldamenti, ed una posizione di massima estensione o di spinta. According to another aspect of the present invention, each evacuation bar is movable between a rest position in which it is covered and protected by the fixed plate above to avoid overheating, and a position of maximum extension or thrust.
Secondo un ulteriore variante, almeno alcune delle suddette piastre fisse e/o delle suddette barre di evacuazione sono vibranti. According to a further variant, at least some of the aforesaid fixed plates and/or of the aforesaid evacuation bars are vibrating.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, l?apparato comprende un dispositivo di manipolazione, vantaggiosamente motorizzato, sul quale ? posizionato il contenitore di volta in volta riempito con il suddetto materiale caldo. Tale contenitore, che nel caso della scoria prende il nome di paiola, ? disposto all?esterno del volume tecnico in posizione sopraelevata rispetto a quest?ultimo, in particolare, al di sopra della suddetta apertura di ingresso che pu? essere a cielo aperto o ad apertura controllata in relazione alla posizione e inclinazione del suddetto contenitore. According to a further aspect of the present invention , the apparatus comprises a manipulation device, advantageously motorised, on which the positioned the container each time filled with the aforementioned hot material. This container, which in the case of slag takes the name of cauldron, is arranged outside the technical volume in an elevated position with respect to the latter, in particular, above the aforementioned entrance opening which can? be open to the sky or with controlled opening in relation to the position and inclination of the aforementioned container.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, il suddetto volume tecnico ? provvisto di mezzi di estrazione di flussi bifasici gas/polveri configurato per assolve alla funzione di evitare la diffusione di polveri, in particolare, quelle fini (PM) nell?ambiente interno di lavoro ove ? installato lapparato e la diffusione nell?ambiente esterno migliorando la qualit? dell?aria. Vantaggiosamente, i mezzi di estrazione determinano una depressione interna del volume tecnico impedendo fuoriuscite di gas e polveri inquinanti. According to another aspect of the present invention , the aforementioned technical volume ? equipped with means of extraction of biphasic gas/dust flows configured to perform the function of avoiding the diffusion of dust, in particular, the fine ones (PM) in the internal working environment where ? installed the apparatus and diffusion in the external environment improving the quality? of the air. Advantageously, the extraction means determine an internal depression of the technical volume, preventing leakage of gas and polluting dust.
L?apparato secondo il presente trovato esemplificativamente descritto, ma non limitativamente, in relazione all?attivit? di produzione dell?acciaio da forno elettrico e successiva affinazione pu? essere installato anche all? interno del fabbricato dove ? disposto il forno elettrico ed eventualmente nelle vicinanze del luogo di spillamento della scoria per ridurre la logistica ed i costi connessi, nel contempo evitando fenomeni di solidificazione incipiente della stessa. The apparatus according to the present invention is described by way of example, but not in a restrictive way, in relation to the activity production of electric furnace steel and subsequent refining pu? also be installed at inside the building where? arranged the electric furnace and possibly in the vicinity of the place where the slag is tapped to reduce the logistics and associated costs, at the same time avoiding phenomena of incipient solidification of the same.
Secondo un aspetto del presente trovato, l?apparato comprende mezzi di rilevazione temperatura disposti all? interno del volume tecnico per la lettura della temperatura del materiale caldo o delle superfici delle piastre fisse. According to one aspect of the present invention , the apparatus comprises means for detecting the temperature arranged at the internal technical volume for reading the temperature of the hot material or the surfaces of the fixed plates.
Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, l?apparato comprende mezzi di controllo e comando configurati per gestire almeno i tempi e la frequenza di intervento delle barre di evacuazione. According to a further aspect of the present invention, the apparatus comprises control and command means configured to manage at least the times and frequency of intervention of the evacuation bars.
Forme di realizzazione del presente trovato si riferiscono ad un procedimento di raffreddamento di un flusso di materiale caldo fluido, semifluido, viscoso o granulare avente un?elevata energia termica ed una elevata temperatura. Embodiments of the present invention relate to a process for cooling a flow of hot fluid, semi-fluid, viscous or granular material having a high thermal energy and a high temperature.
Il raffreddamento del materiale caldo avviene per contatto con le suddette piastre fisse facendo circolare il fluido termovettore negli scambiatori di calore associati o integrati nelle piastre fisse con elevati flussi termici estratti tramite circuiti fluidicamente connessi agli scambiatori di calore e a serbatoi di accumulo del suddetto fluido termovettore. I circuiti sono provvisti di mezzi di pompaggio che movimentano il fluido termovettore da e verso i serbatoi di accumulo e detti scambiatori di scambiatori di calore per alimentare termicamente una o pi? utenze e/o un sistema di conversione dell?energia in modo continuo e gestito The cooling of the hot material takes place by contact with the aforementioned fixed plates by circulating the heat transfer fluid in the heat exchangers associated or integrated in the fixed plates with high heat flows extracted through circuits fluidly connected to the heat exchangers and accumulation tanks of the aforementioned heat transfer fluid. The circuits are equipped with pumping means which move the heat transfer fluid to and from the storage tanks and said heat exchanger exchangers to thermally feed one or more? utilities and/or an energy conversion system in a continuous and managed way
Secondo un aspetto del presente trovato, il raffreddamento di detto materiale caldo avviene inizialmente per contatto con le piastre fisse superiori aventi un alto coefficiente di conducibilit? termica per realizzare una vetrificazione almeno parziale del materiale caldo e successivamente con le piastre fisse inferiori aventi elevata capacit? di accumulo termico per garantire una fornitura termica alle utenze e/o a un sistema di conversione dell?energia con caratteristiche di continuit? e con potenze termiche estratte gestite in coerenza ai fabbisogni delle stesse. According to one aspect of the present invention , the cooling of said hot material initially takes place by contact with the upper fixed plates having a high conductivity coefficient. heat to achieve at least partial vitrification of the hot material and subsequently with the lower fixed plates having a high capacity? of thermal accumulation to guarantee a thermal supply to the utilities and/or to an energy conversion system with characteristics of continuity? and with extracted thermal powers managed in line with their needs.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, il materiale caldo, o in transizione di fase, ? disposto sopra il piano di ciascuna piastra fissa e vi staziona per un tempo voluto e vantaggiosamente gestito, ad esempio fino a che essa assume la temperatura e conformazione voluta e viene successivamente movimentato con rispettive barre di evacuazione. According to another aspect of the present invention , the hot material, or in phase transition, is arranged above the plane of each fixed plate and stationed there for a desired and advantageously managed time, for example until it assumes the desired temperature and shape and is subsequently moved with respective evacuation bars.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF THE DESIGNS
Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di alcune forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other aspects, characteristics and advantages of the present invention will become clear from the following description of some embodiments, provided by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which:
- la fig. 1 ? una vista generale sintetica di una possibile realizzazione del presente trovato; - fig. 1 ? a synthetic general view of a possible embodiment of the present invention;
- la fig.2 illustra schematicamente una realizzazione esemplificativa del trovato. - fig.2 schematically illustrates an exemplary embodiment of the invention.
Si precisa che nella presente descrizione la fraseologia e la terminologia utilizzata, nonch? le figure dei disegni allegati anche per come descritti hanno la sola funzione di illustrare e spiegare meglio il presente trovato avendo una funzione esemplificativa non limitativa del trovato stesso, essendo l?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni. It should be noted that in this description the phraseology and terminology used, as well as the figures of the attached drawings also as described have the sole function of illustrating and better explaining the present invention having a non-limiting exemplifying function of the invention itself, being the scope of protection defined by the claims.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni. For ease of understanding, identical reference numerals have been used wherever possible to identify identical commonalities in the figures. It should be understood that elements and features of one embodiment may be conveniently combined or incorporated into other embodiments without further specification.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DEL DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF
PRESENTE TROVATO PRESENT FOUND
Con riferimento alle figure 1 e 2, ? raffigurato un apparato di raffreddamento 100, nel seguito per semplicit? anche solo apparato 100. With reference to figures 1 and 2, ? depicted a cooling apparatus 100, hereinafter for simplicity? even just apparatus 100.
L?apparato 100 comprende un volume tecnico 14, che pu? presentare qualsivoglia forma e composizione in relazione ai contenuti, ed ? provvisto di un?apertura di ingresso 114 che consente l?accesso per il versamento di un flusso di materiale caldo 13 che pu? essere fluido, semifluido, viscoso o granulare, che nell?esempio qui descritto ? un flusso di scoria fusa derivante dall?attivit? di produzione dell?acciaio con il forno elettrico, all? interno del volume tecnico 14 nei modi di volta in volta utili e/o necessari. The apparatus 100 comprises a technical volume 14, which can present any form and composition in relation to the contents, and ? provided with an inlet opening 114 which allows access for the pouring of a stream of hot material 13 which can? be fluid, semi-fluid, viscous or granular, which in the example described here? a flow of molten slag resulting from? activity? of production of the steel with the electric furnace, all? inside the technical volume 14 in the ways that are useful and/or necessary from time to time.
Il volume tecnico 14 ?, vantaggiosamente ma non necessariamente, realizzato o rivestito in materiale refrattario. The technical volume 14 is, advantageously but not necessarily, made or lined with refractory material.
L?apertura di ingresso 114 pu? rimanere sempre aperta o essere selettivamente chiusa quando il materiale caldo 13 non viene immesso all?interno del volume tecnico 14. The entrance opening 114 can? always remain open or be selectively closed when the hot material 13 is not introduced into the technical volume 14.
Il volume tecnico 14 ? provvisto anche di un?apertura di scarico 214 per l?evacuazione di un flusso di materiale raffreddato 19, che nell?esempio qui descritto ? un flusso di scoria almeno in parte vetrificata e derivante dal raffreddamento controllato del suddetto materiale caldo 13. The technical volume 14 ? also provided with a discharge opening 214 for the evacuation of a flow of cooled material 19, which in the example described here is? a flow of slag at least partially vitrified and deriving from the controlled cooling of the aforementioned hot material 13.
L?apertura di scarico 214 sbocca in un?opportuna zona in cui ? scaricato il flusso di materiale raffreddato 19 e dove organi di movimentazione continui o discontinui 20 sono ragionevolmente presenti per la sua gestione e sono configurati per evitare o comunque limitare il pi? possibile la diffusione di polveri e consentire il trasferimento utile al riciclo. The discharge opening 214 opens into a suitable area where ? the flow of cooled material 19 has been discharged and where continuous or discontinuous moving parts 20 are reasonably present for its management and are configured to avoid or in any case limit the most? possible the diffusion of dust and allow the useful transfer to recycling.
L?apertura di scarico 214 pu? essere attrezzata con una serranda di evacuazione 17 azionata, nel tempo utile e necessario, da appositi mezzi attuatori 16, eventualmente asserviti a mezzi di controllo e comando 18. The discharge opening 214 can? be equipped with an evacuation damper 17 operated, in the useful and necessary time, by special actuator means 16, possibly slaved to control and command means 18.
Il volume tecnico 14 ?, inoltre, provvisto di mezzi di estrazione 15 di flussi bifasici gas/polveri che si generano all? interno del volume tecnico 14. Ad esempio, i mezzi di estrazione 15 possono comprendere uno o pi? ventilatori, mezzi di depurazione, captazione e/o filtraggio, o anche solo mezzi di intercettazione. The technical volume 14 is also provided with extraction means 15 of biphasic gas/dust flows which are generated at the interior of the technical volume 14. For example, the extraction means 15 can comprise one or more? fans, means of purification, collection and/or filtering, or even just means of interception.
I mezzi di estrazione 15 cooperano con una o pi? opportune aperture 314 presenti nella parete del volume tecnico 14 e sono azionati e controllati, nei termini opportuni, da mezzi di azionamento 115, schematicamente illustrati in figura 2. The extraction means 15 cooperate with one or more? suitable openings 314 present in the wall of the technical volume 14 and are actuated and controlled, in the appropriate terms, by actuation means 115, schematically illustrated in figure 2.
I mezzi di estrazione 15 sono posizionati in modo tale da generare un flusso di estrazione che mantiene in depressione il volume tecnico 14. Ad esempio, i mezzi di estrazione possono essere posizionati nei pressi dell?apertura di scarico 214 in modo da generare una corrente di trasporto che attraversa sostanzialmente l?intera camera del volume tecnico 14. The extraction means 15 are positioned so as to generate an extraction flow which keeps the technical volume 14 under vacuum. For example, the extraction means can be positioned near the discharge opening 214 so as to generate a current of transport that substantially crosses the entire chamber of the technical volume 14.
L?apparato 100 pu? essere alimentato tramite una paiola 10 che ? movimentata e posizionata, di volta in volta, da un dispositivo di manipolazione 11. Ovviamente, la paiola 10 ? disposta in posizione sopraelevata rispetto al volume tecnico 14 e prelevata dal dispositivo di manipolazione 11 tramite opportuni mezzi di movimentazione di tipo noto, ad esempio un carroponte, qui non rappresentato. The apparatus 100 can? be fed through a kettle 10 that ? moved and positioned, from time to time, by a handling device 11. Obviously, the pot 10 is arranged in a raised position with respect to the technical volume 14 and taken from the handling device 11 by means of suitable handling means of a known type, for example a bridge crane, not shown here.
Il dispositivo di manipolazione 11 ? asservito da mezzi attuatori 12 gestiti dai mezzi di controllo e comando 18 dell?apparato 100. The manipulation device 11 ? served by actuator means 12 managed by the control and command means 18 of the apparatus 100.
La paiola 10 viene posizionata rispetto all?apertura di ingresso 114 in ragione della quantit? di materiale caldo 13 in essa presente e di flusso di materiale caldo 13 che si vuole introdurre all? interno del volume tecnico 14. The pot 10 is positioned with respect to the inlet opening 114 according to the quantity? of hot material 13 present therein and of the flow of hot material 13 which one wishes to introduce into the? inside the technical volume 14.
Il flusso di materiale caldo 13 entra dall?apertura di ingresso 114 che pu? restare sempre aperta o essere chiusa durante i periodi in cui il materiale caldo 13 non ? immesso. The flow of hot material 13 enters from the inlet opening 114 which can always remain open or be closed during periods in which the hot material 13 is not? entered.
L?apparato 100 comprende un gruppo di raffreddamento e recupero termico 30 configurato sia per raffreddare il flusso di materiale caldo 13 sia per l?estrazione e la gestione dei flussi termici prelevati da quest?ultimo. The apparatus 100 comprises a cooling and heat recovery unit 30 configured both for cooling the flow of hot material 13 and for extracting and managing the heat flows drawn from the latter.
Il gruppo di raffreddamento e recupero termico 30 comprende mezzi di estrazione termica 31 configurati per estrarre l?energia termica contenuta nel flusso di materiale caldo 13 almeno ai fini del suo raffreddamento e vantaggiosamente anche per effettuare un recupero termico continuo e opportunamente gestito. The cooling and heat recovery unit 30 comprises heat extraction means 31 configured to extract the heat energy contained in the flow of hot material 13 at least for the purpose of cooling it and advantageously also to carry out continuous and suitably managed heat recovery.
I mezzi di estrazione termica 3 1 sono posizionati su rispettivi piani di riferimento che nell?esempio qui descritto sono un primo, secondo, terzo e quarto piano di riferimento P1, P2, P3 e P4. The thermal extraction means 3 1 are positioned on respective reference planes which in the example described here are a first, second, third and fourth reference plane P1, P2, P3 and P4.
I piani di riferimento P1, P2, P3 e P4 sono disposti a quote diverse e sono vantaggiosamente sfalsati in modo da definire una configurazione a gradini dei mezzi di estrazione termica 31 che quindi sono almeno parzialmente a sbalzo l?uno rispetto all?altro. The reference planes P1, P2, P3 and P4 are arranged at different heights and are advantageously staggered so as to define a stepped configuration of the thermal extraction means 31 which are therefore at least partially cantilevered with respect to each other.
In particolare, i mezzi di estrazione termica 31 disposti su ciascun piano di riferimento P1, P2, P3 e P4 sono posizionati in modo che i mezzi di estrazione termica 31 di un piano inferiore siano sfalsati rispetto ai mezzi di estrazione termica 31 del piano precedente superiore essendo fra loro almeno in parziale sovrapposizione. In particular, the thermal extraction means 31 arranged on each reference plane P1, P2, P3 and P4 are positioned so that the thermal extraction means 31 of a lower floor are offset with respect to the thermal extraction means 31 of the previous upper floor being at least partially overlapping each other.
Il primo piano di riferimento P1 ? quello pi? vicino all?apertura di ingresso 114 seguito dagli altri piani di riferimento P2, P3 e P4, a mano a mano pi? vicini all?apertura di scarico 214. The first reference plane P1 ? the most near the entrance opening 114 followed by the other reference planes P2, P3 and P4, gradually more? close to the discharge opening 214.
Secondo questa disposizione, il raffreddamento e l?estrazione termica avvengono secondo diversi ordini di captazione, come meglio descritto nel seguito. According to this arrangement, the cooling and the thermal extraction take place according to different capture orders, as better described below.
I mezzi di estrazione termica 31 posizionati in corrispondenza del primo piano di riferimento P1 sono sostanzialmente allineati almeno parzialmente al di sotto dell?apertura d?ingresso 114 in modo da essere intercettati per primi dal flusso di materiale caldo 13 introdotto nel volume tecnico 14. Inoltre, controllando in modo opportuno la paiola 10, ? possibile regolare il flusso di materiale caldo 13 in modo da alimentare la corretta quantit? di materiale impedendo un eccesivo versamento che comporterebbe un incontrollato, e non voluto, spandimento verso i mezzi di estrazione termica 3 1 di uno o pi? dei piani di riferimento P2, P3 e P4 sottostanti. The thermal extraction means 31 positioned at the first reference plane P1 are substantially aligned at least partially below the inlet opening 114 so as to be intercepted first by the flow of hot material 13 introduced into the technical volume 14. Furthermore , checking the pot 10 in a suitable way, ? Is it possible to adjust the flow of hot material 13 in order to feed the correct quantity? of material, preventing an excessive pouring which would lead to an uncontrolled, and unwanted, spreading towards the thermal extraction means 3 1 of one or more? of the underlying reference planes P2, P3 and P4.
In una possibile variante realizzativa, i mezzi di estrazione termica 3 1 possono essere provvisti di barriere di contenimento, eventualmente mobili che permettono di far stazionare il materiale caldo 13 su di essi in modo e nei tempi voluti. In a possible embodiment variant, the thermal extraction means 31 can be provided with containment barriers, possibly movable, which allow the hot material 13 to be stationed thereon in the desired manner and times.
Secondo la forma di realizzazione di figura 2, i mezzi di estrazione termica 31 comprendono piastre fisse 40 aventi forma di parallelepipedo o altre forme ritenute opportune. Le piastre f?sse 40, definite convenzionalmente nel settore e nel seguito della descrizione con il termine ?barrotti?, sono realizzate vantaggiosamente in materiale termoconduttivo e sono provviste di una rispettiva superficie 36 superiore atta a ricevere e contattare il materiale caldo 13. Preferibilmente, la superficie superiore 36 ? sostanzialmente piana. According to the embodiment of figure 2, the thermal extraction means 31 comprise fixed plates 40 having the shape of a parallelepiped or other shapes deemed suitable. The fixed plates 40, conventionally defined in the field and in the following description with the term ?barrotti?, are advantageously made of thermally conductive material and are provided with a respective upper surface 36 adapted to receive and contact the hot material 13. Preferably, the upper surface 36 ? essentially flat.
I barrotti fissi 40, nella configurazione preferenziale di figura 2, sono previsti in due tipologie, la prima tipologia, indicata con il riferimento 40a, ? realizzata in materiale termo- conduttivo, vantaggiosamente refrattario ad esempio carburo di silicio, avente alto coefficiente di conducibilit? termica ed elevata resistenza all?abrasione, la seconda tipologia, indicata con il riferimento 40b, ? realizzata in materiale metallico ad alta temperatura di fusione, alta diffusivit? termica, elevata resistenza all?abrasione e con una determinata capacit? di accumulo termico. The fixed fire bars 40, in the preferential configuration of figure 2, are provided in two types, the first type, indicated with the reference 40a, ? made of thermally conductive material, advantageously refractory such as silicon carbide, having a high coefficient of conductivity? heat and high resistance to abrasion, the second type, indicated with the reference 40b, ? made of metal material with high melting temperature, high diffusivity? thermal, high resistance to? abrasion and with a certain capacity? of thermal storage.
Con particolare riferimento alla figura 2, i barrotti fissi 40a, nel seguito anche barrotti superiori o barrotti fissi di raffreddamento rapido, sono posti nella parte iniziale alta del volume tecnico 14 vicina all?apertura di ingresso 1 14, mentre i barrotti fissi 40b, nel seguito anche barrotti inferiori o barrotti di accumulo termico, sono posti dopo tutti i barrotti superiori 40a fino alla parte finale bassa del volume tecnico 14 vicina all?apertura di scarico 214. With particular reference to figure 2, the fixed fire bars 40a, hereinafter also upper fire bars or fixed rapid cooling fire bars, are placed in the upper initial part of the technical volume 14 close to the inlet opening 114, while the fixed fire bars 40b, in the also below, lower fire bars or thermal storage fire bars, are placed after all the upper fire bars 40a up to the lower final part of the technical volume 14 close to the discharge opening 214.
I barrotti superiori 40a sono configurati per consentire una solidificazione rapida del materiale caldo 13, che nel caso esemplificativo della scoria pu? arrivare dalla paiola 10 con temperature di circa 1400?C, con recupero energetico. The upper bars 40a are configured to allow rapid solidification of the hot material 13, which in the exemplary case of slag can arrive from pot 10 with temperatures of around 1400?C, with energy recovery.
I barrotti inferiori 40b sono configurati per raffreddare ulteriormente il materiale caldo 13 e, grazie all?elevata capacit? di accumulo termico del materiale che li costituiscono, sono in grado di trattenere il calore per cederlo in modo continuo nel lasso di tempo in cui il flusso di materiale caldo 13 viene ripristinato con l?attrezzaggio della paiola 10 successiva. The lower fire bars 40b are configured to further cool the hot material 13 and, thanks to the high capacity? of thermal accumulation of the material which constitute them, are capable of retaining the heat to release it continuously in the period of time in which the flow of hot material 13 is restored with the equipping of the next pot 10.
I barrotti inferiori 40b fungono, quindi, anche da accumulatore termico ovvero da massa termica inerziale garantendo in ogni caso la continuit? della fornitura termica. The lower fire bars 40b therefore also act as a thermal accumulator or as an inertial thermal mass, guaranteeing in any case continuity? of the heat supply.
Secondo forme di realizzazione pu?, quindi, essere previsto un gruppo di barrotti superiori 40a e un gruppo di barrotti inferiori 40b in numero opportuno per ottenere una voluta curva di raffreddamento del materiale caldo 13 e per consentire un?estrazione di calore continua e gestita nel tempo. According to embodiments, therefore, a group of upper fire bars 40a and a group of lower fire bars 40b can be provided in a suitable number to obtain a desired cooling curve of the hot material 13 and to allow continuous and managed heat extraction in the time.
Nel caso esemplificativo della scoria, il gruppo di barrotti superiori 40a ? configurato complessivamente per portare la temperatura del materiale caldo 13 da circa 1400?C fino a circa 900?C determinando uno shock termico che vantaggiosamente provoca fenomeni di vetrificazione e stabilizzazione volumetrica del materiale caldo 13, mentre il gruppo di barrotti inferiori 40b ? configurato complessivamente per portare la temperatura del materiale caldo 13 da circa 900?C fino a circa 300?C. In the example case of the slag, the group of upper barrels 40a ? overall configured to bring the temperature of the hot material 13 from about 1400?C to about 900?C causing a thermal shock which advantageously causes phenomena of vitrification and volumetric stabilization of the hot material 13, while the group of lower fire bars 40b? overall configured to bring the temperature of the hot material 13 from about 900?C up to about 300?C.
I barrotti fissi 40 sono provvisti di rispettivi scambiatori di calore 41 che possono comprendere una pluralit? di canali 44 all? interno dei quali ? atto a scorrere un fluido termovettore L, ad esempio acqua o altro fluido, configurato per catturare l?energia termica del materiale caldo 13 disposto sui barrotti fissi 40 e veicolarla all?estemo dell?apparato 100, ad esempio verso una pluralit? di utenze 122 esterne oppure anche verso utenze interne alla struttura industriale che ospita Tapparato 100. The fixed fire bars 40 are provided with respective heat exchangers 41 which can comprise a plurality of heat exchangers. of channels 44 to? within which? adapted to flow a heat transfer fluid L, for example water or other fluid, configured to capture the thermal energy of the hot material 13 disposed on the fixed fire bars 40 and convey it outside the apparatus 100, for example towards a plurality of external users 122 or also towards internal users of the industrial structure which houses the apparatus 100.
I canali 44 possono, ad esempio, attraversare o essere disposti lungo una direzione longitudinale di sviluppo dei barrotti f?ssi 40 o secondo percorsi pi? o meno complessi. The channels 44 can, for example, cross or be arranged along a longitudinal direction of development of the fixed bars 40 or according to more paths. or less complex.
Secondo una forma di realizzazione, i barrotti superiori 40a sono provvisti di scambiatori di calore 41 a vantaggiosamente posti a diretto contatto con una loro superficie inferiore. I barrotti inferiori 40b sono provvisti di scambiatori di calore 4 lb che nell?esempio qui descritto sono ricavati nella massa metallica del barrotto inferiore 40b, ma possono essere alternativamente posti a diretto contatto con una superficie inferiore di quest?ultimo. According to one embodiment, the upper fire bars 40a are provided with heat exchangers 41a advantageously placed in direct contact with their lower surface. The lower fire bars 40b are provided with heat exchangers 41b which in the example described here are made in the metal mass of the lower fire bar 40b, but can alternatively be placed in direct contact with a lower surface of the latter.
In possibili forme di realizzazione, ciascun barrotto fisso 40 ? configurato per essere inclinabile oppure pu? essere posto in vibrazione per permettere al materiale caldo 13 posizionato su di esso di essere trasferito sopra il barrotto f?sso 40 sottostante. In possible embodiments, each fixed fire bar 40? configured to be tiltable or can? be set in vibration to allow the hot material 13 positioned thereon to be transferred onto the underlying fixed bar 40.
In forme di realizzazione, possono essere previsti mezzi di mescolamento, non rappresentati, configurati per rimestare il materiale depositato sui barrotti fissi 40 per favorire il trasferimento di calore. L?apparato 100 comprende, inoltre, barre, o piastre, di evacuazione 42 configurate per cooperare a raso con la superficie 36 di rispettivi barrotti fissi 40. In embodiments, mixing means, not shown, may be provided which are configured to stir the material deposited on the fixed fire bars 40 to promote heat transfer. The apparatus 100 also comprises evacuation bars or plates 42 configured to cooperate flush with the surface 36 of respective fixed bars 40.
Le barre di evacuazione 42 sono alternate ai barrotti fissi 40 e sono presenti in numero pari al numero dei barrotti fissi 40. In particolare, la barra di evacuazione 42 ? disposta al di sopra della relativa piastra fissa 40 su cui agisce. The evacuation bars 42 are alternated with the fixed fire bars 40 and are present in a number equal to the number of fixed fire bars 40. In particular, the evacuation bar 42? arranged above the relative fixed plate 40 on which it acts.
Ciascuna barra di evacuazione 42 ? azionabile in modo indipendente tramite attuatori 43 per rimuovere in modo voluto il materiale presente sulla superficie 36 e conseguentemente spingerlo verso il basso, sul barrotto fisso 40 successivo disposto in posizione immediatamente inferiore. Each evacuation bar 42 ? which can be operated independently by means of actuators 43 to remove the material present on the surface 36 in a desired manner and consequently push it downwards onto the next fixed bar 40 arranged in an immediately lower position.
Le barre di evacuazione 42 sono, quindi, mobili fra una posizione di riposo, in cui si trovano completamente al di sotto dei barrotti fissi 40 eventualmente, in parte o totalmente, all?esterno del volume tecnico 14, e una posizione di spinta in cui si trovano completamente al di sopra della superficie superiore 36 del barrotto f?sso 40 disposto inferiormente. Nel passaggio dalla posizione di riposo alla posizione di spinta le barre di evacuazione 42 agiscono sul materiale caldo 13 spingendolo verso il basso. The evacuation bars 42 are therefore movable between a rest position, in which they are completely below the fixed bars 40, possibly partially or totally outside the technical volume 14, and a thrust position in which lie completely above the upper surface 36 of the fixed bar 40 located below. In passing from the rest position to the thrust position, the evacuation bars 42 act on the hot material 13, pushing it downwards.
Gli attuatori 43 sono collegati ai mezzi di controllo e comando 18 per essere automaticamente azionati secondo particolari parametri di funzionamento come, ad esempio, un determinato intervallo di tempo di stazionamento del materiale caldo 13 sui barrotti fissi 40 oppure, ad esempio, al raggiungimento di una determinata temperatura del materiale caldo 13 sui barrotti fissi 40 rilevata mediante opportuni sensori di temperatura, ad esempio un sensore ad infrarossi 47; od ancora, al raggiungimento di una determinata temperatura dei barrotti fissi 40. The actuators 43 are connected to the control and command means 18 to be automatically actuated according to particular operating parameters such as, for example, a given stationary time interval of the hot material 13 on the fixed bars 40 or, for example, upon reaching a determined temperature of the hot material 13 on the fixed bars 40 detected by suitable temperature sensors, for example an infrared sensor 47; or again, upon reaching a certain temperature of the fixed fire bars 40.
In altre forme di realizzazione, qui non rappresentate, i mezzi di estrazione termica 31 possono essere disposti in successione su uno stesso piano di riferimento e le barre di evacuazione 42 possono essere posizionate opportunamente per movimentare il materiale caldo a mano a mano che il suo contenuto termico diminuisce. In other embodiments, not shown here, the thermal extraction means 31 can be arranged in succession on the same reference plane and the evacuation bars 42 can be suitably positioned to move the hot material gradually as its contents thermal decreases.
Secondo possibili forme di realizzazione, anche le barre di evacuazione 42 possono avere un proprio scambiatore di calore per il recupero energetico dal materiale caldo 13 che movimentano. According to possible embodiments, also the evacuation bars 42 can have their own heat exchanger for recovering energy from the hot material 13 which they move.
Secondo la forma di realizzazione esemplificativamente descritta in figura 2, ? previsto che il flusso di materiale caldo 13 versato dalla paiola 10, e quindi dotato di elevata energia termica ed elevata temperatura, venga a contatto inizialmente con un primo barrotto superiore 40a, cio? quello del piano di riferimento P1, e volutamente in un secondo momento, dopo che una certa quota di energia termica ? stata estratta tramite lo scambiatore di calore 41a del suddetto barrotto superiore 40a, con un secondo barrotto superiore 40a, cio? quello del piano di riferimento P2. According to the embodiment described by way of example in figure 2, ? it is envisaged that the flow of hot material 13 poured from the cauldron 10, and therefore endowed with high thermal energy and high temperature, initially comes into contact with a first upper fire-bar 40a, i.e. that of the reference plane P1, and deliberately at a later time, after a certain amount of thermal energy ? been extracted through the heat exchanger 41a of the aforementioned upper bar 40a, with a second upper bar 40a, ie? that of the reference plane P2.
Successivamente, il flusso di materiale caldo 13 ? movimentato dal suddetto secondo barrotto superiore 40a verso un primo barrotto inferiore 40b, cio? quello del piano di riferimento P3, e successivamente verso un secondo barrotto inferiore 40b, cio? quello del piano di riferimento P4, tramite i quali viene operata un?ulteriore estrazione termica tramite i rispettivi scambiatori di calore 41b. Subsequently, the flow of hot material 13 ? moved by the aforementioned second upper bar 40a towards a first lower bar 40b, ie? that of the reference plane P3, and subsequently towards a second lower bar 40b, that is? that of the reference plane P4, through which a further thermal extraction is carried out through the respective heat exchangers 41b.
Lo spostamento del materiale caldo 13 fra un barrotto fisso 40 e il successivo pu? avvenire mediante attivazione della rispettiva barra di evacuazione 42. The movement of the hot material 13 between a fixed bar 40 and the next can take place by activating the respective evacuation bar 42.
Il gruppo di raffreddamento e recupero termico 30 comprende un circuito di mandata 26 e un circuito di ritorno 27 all?interno dei quali scorre il fluido termovettore L. The cooling and heat recovery unit 30 comprises a delivery circuit 26 and a return circuit 27 within which the heat transfer fluid L flows.
I circuiti di mandata 26 e di ritorno 27 sono fluidicamente collegati agli scambiatori di calore 41 dei barrotti fissi 40 tramite rispettive derivazioni di mandata 26a e derivazioni di ritorno 27a, come esemplificativamente illustrato in figure 1 e 2. The delivery 26 and return 27 circuits are fluidically connected to the heat exchangers 41 of the fixed bars 40 through respective delivery branches 26a and return branches 27a, as shown by way of example in figures 1 and 2.
Gli scambiatori di calore 41 a e 41b sono dimensionati in funzione delle potenze massime estratte dal materiale caldo 13 e poi avviate alle utenze 122. The heat exchangers 41a and 41b are sized according to the maximum powers extracted from the hot material 13 and then sent to the users 122.
Il circuito di mandata 26 e il circuito di ritorno 27 sono provvisti di mezzi di pompaggio per la movimentazione del fluido termovettore L. Vantaggiosamente, ciascuna derivazione di mandata 26a ed eventualmente, ma non necessariamente anche ciascuna derivazione di ritorno 27a pu? essere dotata rispettivamente di una propria pompa di circolazione 21 di mandata e una propria pompa di circolazione 22 di ritorno, preferibilmente a portata variabile, in modo da poter regolare la portata di fluido termovettore L a seconda della quantit? di calore che ? necessario o si vuole estrarre. The delivery circuit 26 and the return circuit 27 are provided with pumping means for moving the heat transfer fluid L. Advantageously, each delivery branch 26a and possibly, but not necessarily also each return branch 27a can be equipped respectively with its own delivery circulation pump 21 and its own return circulation pump 22, preferably with variable flow rate, so as to be able to adjust the flow rate of heat transfer fluid L according to the quantity? heat what? needed or want to extract.
I circuiti di mandata 26 e di ritorno 27 sono collegati ad uno o pi? serbatoi di accumulo 24 di alimentazione delle utenze 122 e ad uno o pi? serbatoi di accumulo 25 di ritorno dalle utenze 122. Are the delivery 26 and return 27 circuits connected to one or more? accumulation tanks 24 for supplying the users 122 and to one or more? accumulation tanks 25 returning from users 122.
Il fluido termovettore L viene inviato alle utenze 122 dal serbatoio di accumulo 24 di alimentazione delle utenze 122 tramite un circuito di distribuzione 28. Il fluido termovettore L, dopo avere alimentato energeticamente le utenze 122, viene inviato al serbatoio di accumulo 25 di ritorno dalle utenze 122 tramite un circuito di rientro 29. The heat transfer fluid L is sent to the users 122 from the storage tank 24 which feeds the users 122 through a distribution circuit 28. The heat transfer fluid L, after having energetically fed the users 122, is sent to the storage tank 25 returning from the users 122 through a return circuit 29.
Il fluido termovettore L del circuito di mandata 26 alle utenze 122 e del circuito di ritorno 27 dalle utenze 122 viene movimentato da una o pi? pompe di circolazione 22 di ritorno. The heat transfer fluid L of the delivery circuit 26 to the users 122 and of the return circuit 27 from the users 122 is moved by one or more? return circulation pumps 22.
I serbatoi di accumulo 24 e 25 mettono in collegamento fluidico i circuiti di mandata 26 e ritorno 27 degli scambiatori di recupero 41 e i circuiti di alimentazione 28 e di rientro 29 che sono collegati con le utenze 122. The storage tanks 24 and 25 connect the delivery 26 and return 27 circuits of the recovery exchangers 41 and the supply 28 and return 29 circuits which are connected to the users 122.
Vantaggiosamente, i circuiti 26, 27, 28, 29 e le pompe di circolazione 21, 22 sono provviste di organi di intercettazione 60. Advantageously, the circuits 26, 27, 28, 29 and the circulation pumps 21, 22 are provided with shut-off devices 60.
I circuiti 26, 27, 28, 29 ed eventualmente anche i serbatoi di accumulo 24 e 25 sono provvisti di sensori di temperatura 35, ad esempio termocoppie, per controllare la temperatura del fluido termovettore L. I sensori di temperatura 35 sono operativamente connessi ai mezzi di controllo e comando 18. The circuits 26, 27, 28, 29 and possibly also the accumulation tanks 24 and 25 are provided with temperature sensors 35, for example thermocouples, to control the temperature of the heat transfer fluid L. The temperature sensors 35 are operatively connected to the means control and command 18.
Le utenze 122 connesse all?apparato 100 possono essere una qualsiasi struttura, macchinario, sistema come ad esempio un sistema teleriscaldamento ecc., che necessitano di essere alimentate con un fluido ad elevata energia termica. Una possibile utenza 122 pu? essere un impianto prossimo all?apparato 100 oppure un?abitazione 122a o un centro abitato, un impianto industriale 122b o altro. The users 122 connected to the apparatus 100 can be any structure, machinery, system such as for example a district heating system, etc., which need to be fed with a fluid with high thermal energy. A possible user 122 pu? be a plant close to the apparatus 100 or a house 122a or a town, an industrial plant 122b or other.
Eventualmente, pu? essere previsto un sistema di conversione 121 idoneo a ricevere il fluido termovettore L convertendo l?energia termica in altra energia, ad esempio elettrica. Eventually, can? a conversion system 121 be provided which is suitable for receiving the heat transfer fluid L by converting the thermal energy into other energy, for example electricity.
I mezzi di controllo e comando 18, assistiti da mezzi di rilevazione opportuni, gestiscono esemplificativamente il processo di estrazione, trasformazione e trasporto dei flussi termici verso il sistema di conversione 121 ovvero verso le utenze 122. L?apparato 100 qui descritto pu? comprendere, in una ulteriore configurazione realizzativa, mezzi di movimentazione 45, posizionati inferiormente allultimo barrotto f?sso 40, nel caso di specie al di sotto del barrotto inferiore 40b del piano di riferimento P4, per ricevere il materiale raffreddato 19 e movimentarlo verso l?apertura di scarico 214. 1 mezzi di movimentazione 45 possono comprendere, ad esempio, un nastro trasportatore 46 di caratteristiche opportune. The control and command means 18, assisted by suitable detection means, manage by way of example the process of extracting, transforming and transporting the thermal flows towards the conversion system 121 or towards the users 122. The apparatus 100 described here can? comprising, in a further embodiment, movement means 45, positioned below the last fixed fired barrel 40, in this case, below the lower fired fired barrel 40b of the reference plane P4, to receive the cooled material 19 and move it towards the surface. discharge opening 214. The handling means 45 can comprise, for example, a conveyor belt 46 of suitable characteristics.
L?apparato 100 pu? comprendere inoltre, in corrispondenza dei mezzi di movimentazione 45, mezzi di erogazione 49 provvisti di almeno un ugello 50 configurato per erogare, verso il nastro trasportatore 46, un getto di liquido idoneo per raffreddare ulteriormente materiale raffreddato 19 presente su di esso, o per limitare la dispersione di polveri prima che il materiale raffreddato 19 sia evacuato all?esterno del volume tecnico 14. The apparatus 100 can? further comprise, at the handling means 45, delivery means 49 provided with at least one nozzle 50 configured to deliver, towards the conveyor belt 46, a jet of liquid suitable for further cooling the cooled material 19 present on it, or for limiting the dispersion of powders before the cooled material 19 is evacuated outside the technical volume 14.
In accordo con forme di realizzazione, ? previsto un procedimento di raffreddamento di un flusso di materiale caldo 13 fluido, semifluido, viscoso o granulare avente un?elevata energia termica ed elevata temperatura. In accordance with embodiments, ? a method of cooling a stream of hot fluid, semi-fluid, viscous or granular material 13 having a high thermal energy and high temperature is provided.
Il procedimento prevede di introdurre nel volume tecnico 14 il materiale caldo 13 tramite un?apertura di ingresso 114 e di far uscire il materiale raffreddato 19 avente un?energia termica ed una temperatura inferiore a quella del flusso di materiale caldo 13 tramite un?apertura di uscita 214. The method provides for introducing the hot material 13 into the technical volume 14 through an inlet opening 114 and for letting the cooled material 19 having a thermal energy and a temperature lower than that of the flow of hot material 13 through an opening exit 214.
Il procedimento prevede di portare a contatto il flusso di materiale caldo 13 con i mezzi di estrazione termica 31 del gruppo di raffreddamento e recupero termico 30 all? interno del volume tecnico 14 sia per raffreddare il materiale caldo 13 sia per estrarre almeno parte dell?energia termica in esso contenuta in modo continuo e gestito, ad esempio in relazione alle potenze termiche richieste dalle utenze 122 con capacit? di modulare le potenze termiche in aderenza agli spettri di carico delle utenze 122 stesse o secondo altre logiche di spillamento energetico. Il procedimento comprende una prima fase, o fase di carico, in cui ? previsto depositare una predeterminata quantit? di materiale caldo 13 sul barrotto fisso 40 sottostante all?apertura d?ingresso 114, cio? quello del primo piano di riferimento P1. The method provides for bringing the flow of hot material 13 into contact with the heat extraction means 31 of the cooling and heat recovery unit 30 at the interior of the technical volume 14 both to cool the hot material 13 and to extract at least part of the thermal energy contained therein in a continuous and managed manner, for example in relation to the thermal powers required by users 122 with capacity? to modulate the thermal powers in compliance with the load spectra of the users 122 themselves or according to other energy drawing logics. Does the process include a first phase, or loading phase, in which ? expected to deposit a predetermined quantity? of hot material 13 on the fixed bar 40 below the entrance opening 114, i.e. that of the first reference plane P1.
Il procedimento comprende, inoltre, una seconda fase, o fase di estrazione, in cui ? previsto far stazionare il materiale caldo 13 sul suddetto barrotto fisso 40 del primo piano di riferimento P1 mentre ? fatto circolare all? interno dei rispettivi scambiatori di calore 41 il fluido termovettore L per estrarre una voluta quantit? di energia termica dal materiale caldo 13. The method also comprises a second phase, or extraction phase, in which ? it is envisaged to have the hot material 13 stationed on the aforesaid fixed bar 40 of the first reference plane P1 while ? circulated to inside the respective heat exchangers 41 the heat transfer fluid L to extract a desired quantity? of thermal energy from the hot material 13.
Il procedimento comprende, inoltre, una terza fase, o fase di trasferimento, in cui ? previsto movimentare il materiale caldo 13, da cui ? stata sottratta una certa quantit? di energia termica, dal barrotto fisso 40 del piano di riferimento P1 al barrotto f?sso 40 del piano di riferimento P2 e successivi. In generale, la fase di trasferimento prevede una movimentazione del materiale caldo 13 da un barrotto f?sso 40 di un generico piano di riferimento al barrotto fisso 40 del piano di riferimento subito a valle lungo una direzione di trasferimento che va dall? apertura di ingresso 1 14 all?apertura di uscita 214. The method also comprises a third phase, or transfer phase, in which ? expected to move the hot material 13, from which ? was subtracted a certain amount? of thermal energy, from the fixed bar 40 of the reference plane P1 to the fixed bar 40 of the reference plane P2 and subsequent ones. In general, the transfer step involves moving the hot material 13 from a fixed barrel 40 of a generic reference plane to the fixed barrel 40 of the reference plane immediately downstream along a transfer direction which goes from the input opening 1 14 to output opening 214.
Il procedimento prevede di ripetere la fase di estrazione e la fase di trasferimento fino a che il materiale caldo 13 raggiunge l?apertura di scarico 214 per essere evacuato come materiale raffreddato 19 verso una zona di raccolta esterna al volume tecnico 14 o trasferito con un trasportatore continuo o discontinuo per essere avviato a riciclo. The method provides for repeating the extraction step and the transfer step until the hot material 13 reaches the discharge opening 214 to be evacuated as cooled material 19 towards a collection area external to the technical volume 14 or transferred with a conveyor continuous or discontinuous to be sent for recycling.
Durante la fase di estrazione, il procedimento prevede di far circolare il fluido termovettore L all?interno degli scambiatori 41 e fra questi ultimi e i serbatoi di accumulo 24, 25 attraverso i circuiti di mandata 26 e di ritorno 27 fino a che esso non ha estratto una voluta energia termica dal materiale caldo 13 ossia non ha raggiunto una temperatura prefissata. Il procedimento prevede di rilevare l?energia termica che ciascun barrotto f?sso 40 ha estratto dal materiale caldo 13 monitorando la temperatura di almeno uno tra il materiale caldo 13, il barrotto f?sso 40, ad esempio una sua superficie, o del fluido termovettore L che scorre all?interno degli scambiatori di calore 41 o nei circuiti di mandata 26 e di ritorno 27. During the extraction phase, the method provides for the heat transfer fluid L to circulate inside the exchangers 41 and between the latter and the accumulation tanks 24, 25 through the delivery 26 and return 27 circuits until it has extracted a desired thermal energy from the hot material 13 i.e. it has not reached a predetermined temperature. The method provides for detecting the thermal energy that each fixed bar 40 has extracted from the hot material 13 by monitoring the temperature of at least one of the hot material 13, the fixed bar 40, for example a surface thereof, or of the fluid heat transfer medium L which flows inside the heat exchangers 41 or in the delivery 26 and return 27 circuits.
I mezzi di controllo e comando 18 sono configurati per confrontare la temperatura rilevata con un valore di temperatura prefissato e causare l?azionamento della barra di evacuazione 42 di un determinato barrotto fisso 40 per movimentare il materiale caldo 13 verso il barrotto fisso 40 successivo. Eventualmente, l?azionamento della barra di evacuazione 42 ? eseguito in funzione di un predeterminato tempo di stazionamento del materiale caldo 13 sul barrotto fisso 40 pre-calcolato per fornire un?adeguata estrazione di energia termica. The control and command means 18 are configured to compare the detected temperature with a predetermined temperature value and cause the actuation of the evacuation bar 42 of a given fixed bar 40 to move the hot material 13 towards the next fixed bar 40. Possibly, the actuation of the evacuation bar 42 ? performed as a function of a predetermined stationing time of the hot material 13 on the pre-calculated fixed bar 40 to provide adequate extraction of thermal energy.
In altre forme di realizzazione i mezzi di controllo e comando 18 possono comandare l?inclinazione del barrotto fisso 40 o portarlo in vibrazione per ottenere il trasferimento del materiale caldo 13. In other embodiments, the control and command means 18 can command the inclination of the fixed bar 40 or cause it to vibrate to obtain the transfer of the hot material 13.
I mezzi di controllo e comando 18 sono configurati per controllare lo stato di temperatura e di energia termica dei barrotti fissi 40a e delle masse termiche inerziali dei barrotti fissi 40b per gestire l?estrazione delle energie termiche richieste dalle utenze 122 garantendo in ogni caso la continuit? della fornitura termica, anche in assenza temporanea di materiale caldo 13 all?intemo dell?apparato 100. The control and command means 18 are configured to control the state of temperature and thermal energy of the fixed fire bars 40a and of the inertial thermal masses of the fixed fire bars 40b to manage the extraction of the thermal energy required by the users 122, guaranteeing in any case the continuity ? of the thermal supply, even in the temporary absence of hot material 13 inside the apparatus 100.
Almeno durante le fasi di trasferimento ed estrazione, ma preferibilmente sempre quando ? in funzionamento l?apparato 100, ? previsto azionare i mezzi di estrazione 15 per evacuare e filtrare i fumi che si creano all? interno del volume tecnico 14 mantenendolo in depressione. At least during the phases of transfer and extraction, but preferably always when ? in operation l?apparatus 100, ? foreseen to operate the extraction means 15 to evacuate and filter the fumes which are created at the? interior of the technical volume 14 keeping it under vacuum.
Il procedimento prevede anche di alimentare il fluido termovettore L, vantaggiosamente dopo che ha raggiunto una predeterminata e voluta temperatura, verso una pluralit? di utenze 122 o eventualmente attraverso un sistema di conversione 121. The process also provides for feeding the heat transfer fluid L, advantageously after it has reached a predetermined and desired temperature, towards a plurality of of users 122 or possibly through a conversion system 121.
E chiaro che all?apparato 100 e al procedimento fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni. It is clear that modifications and/or additions of parts can be made to the apparatus 100 and to the method described up to now, without thereby departing from the scope of the present invention as defined by the claims.
? anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, un esperto del ramo potr? realizzare altre forme equivalenti di apparato e procedimento di raffreddamento, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell?ambito di protezione da esse definito. ? It is also clear that, although the present invention has been described with reference to some specific examples, an expert in the art could realizing other equivalent forms of cooling apparatus and process, having the characteristics set forth in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined therein.
Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitarne la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi dell?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni stesse. In the claims that follow, the references in brackets have the sole purpose of facilitating reading and must not be considered as limiting factors of the scope of protection defined by the claims themselves.
Claims (13)
Priority Applications (2)
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| IT102021000018665A IT202100018665A1 (en) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | APPARATUS AND RELATED PROCEDURE FOR COOLING A FLOW OF HOT MATERIAL, IN PARTICULAR SLAG |
| PCT/IT2022/050208 WO2023286101A1 (en) | 2021-07-15 | 2022-07-14 | Apparatus and corresponding method for cooling and recovering energy from a flow of hot material, in particular slag |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000018665A IT202100018665A1 (en) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | APPARATUS AND RELATED PROCEDURE FOR COOLING A FLOW OF HOT MATERIAL, IN PARTICULAR SLAG |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Citations (2)
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2022
- 2022-07-14 WO PCT/IT2022/050208 patent/WO2023286101A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITUD20060150A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-09 | Nuova Romano Bolzicco S P A | AIR INSUFFLATION SYSTEM, FOR COMBUSTION OVENS |
| WO2018023101A1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Heat recovery apparatus, system and method of using the same |
Also Published As
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| WO2023286101A1 (en) | 2023-01-19 |
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