TW201201897A - Discharge cone - Google Patents

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201201897 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種排出喷嘴，P ^ 寺別地’本發明孫 於一種將細粒狀固態物體從一槽體站4 糸關 放出去的裝置。

L艽則议侧 J 按，有許多種固態燃料，例如勿 I枯不同類型的烨玲 泥煤、氫化殘餘物、殘餘材料 '麻 ^廢枓、生物質量、碰亦十 者上述物質的混合物等，固觫揪Μ从& 飛1 Λ或 一 U匕、燃枓的熱轉化過程經 尚壓高溫的狀態下進行的，以便產 在 然人忐翁舻芬弋I古有面含量能量的天 化干合成作用的一合忐 物。例如，可行性的熱轉化過程 驭 ..^ , * 係根據流化床（fluidized bed) 或煙道氣流（flue stream)過經的 ^ 用。 ）過輊的—種加壓燃燒或加壓氣化作 這些過程必須使正常壓力 ^ 坚力及周遭條件下所儲存的燃料 月b夠變得粉碎以獲得細微 的 ’’且使這些顆粒到達熱轉化 的壓力程度，以便將這此 ..—顆粒運廷到加壓反應器内。為了 運成此目的，必須運详# 味 、、二·、，田微粉末狀的燃料，並將之及 時儲存起來。為了使蚴料 义a …4此夠到達反應器的壓力程度，目 刖书用瀉流道系統（slui ία System) ’其中燃料的壓力在彼此 月'J後配置的複數槽體中 ,〇 ^ 斤阿至所需要的壓力。此種過程的 钿作安全性之重要判 gR .. B 知旱疋要將槽體確實清空的能力， Μ吏疋這些槽體已經上 被麻士 开到很尚的系統壓力時，也要能夠 確實清空才行。 4 201201897 為了將相當微細及細粒狀固體從一槽體排放出， , π，根 據常用的習知技術’理論上可以採用多種不同的方案。 在暴露至大氣壓力的大型儲存倉（silo)中，固態材質經 常藉由绞孔臂（reamer arm)等的機械裝置而抽出。 理論上，藉由供應與重力相反的氣體，可以將固態物 質體電荷（bulk charge)轉換成一流體床狀態。在此情形中， 流體床的行為特性類似於液體，且可以從出口、側向喷嘴 等處流出。然而，其缺點在於需要大量的氣體；而且，非 常細微的顆粒相當難以轉變成均質的流體床，而使上述情 況更加惡化。 允許固態物質從槽體排放出去的另一種可能方式在 於：設置錐形出口的幾何形狀，並考慮大型材質的特性。 藉由增設氣體通孔或在圓錐壁體上進行，可以使固態物質 從圓錐噴嘴流出去。氣體量通常比流體化所需要的量更 少，但足以使大型材質的壁體摩擦力起不了作用且/或防止 局部發生橋接現象（bridging)。 則述中較後者的方法在本文的氣化工廠中是一種較佳 的方法，因為在氣化工廠中必須在大氣壓力與高壓下操控 U粒L;料為達此目的，必須限制所需要的氣體量，同時 要省略掉機械式内部器具。 透過多孔元件將氣體供應到排出噴嘴内，此為習知技 術的現有水平。較佳地’多孔元件是由燒結金屬組成，但 也可乂由其他多孔媒介所組成。使用多孔材質在製程與操 作技術上必須承擔—些缺點。 201201897 可以接受的孔洞尺+ θ J人寸疋由欲處理的固態物質及/或其顆 粒尺寸範圍所決定。因斗 u此’只迠夠將孔洞尺寸縮減至一合 理的度S单位，此度景显办g ,, 汉重皁位疋由想要攔住的顆粒尺寸及流 通的氣體壓力損耗而決定出來的。實際上，报明顯地，多 孔媒介會隨著時間流逝而阻塞，即使是非常小的孔洞尺寸 也會阻塞纟#原因在於欲處理的細微粉末狀燃料總是具 有一定範圍内的顆粒尺寸，而力 〜了 而在此範圍中，即使是最微小 的顆粒也可能沉澱在孔涧φ郴士 J Τ七成阻塞。而且，燃料在槽體 内以及在處理燃料時的研磨性，的合姦4 ^ J W避往’均會產生最微小的顆粒而 阻塞住孔洞》雖然試著藉由县湘徂λ > + ^ 稽由長期仏入瓶*流的方式來對抗多 孔媒介的阻塞，但實際上勃杆本表 轨仃時發現此舉只能夠延長多孔 元件的使用壽命而已，上诚的其士 es 7 0 XL的基本問越仍锡會持續發生。 與可比擬的固態材質相較之下，吝 ^多孔材質無可避免地 具有較小的強纟’因此，假如伴隨著充氣的話，它只能夠 以下列方式進行操作] 尤是在多孔材質上方會產生最大可 容許的壓力祕，也就是說，並未超過壓力差及被覆蓋區 域所產生的機械撞擊力*。因此，不當操作或者在操作期 間的危險壓力升高可能會破壞多孔材質。 另一個與製程技術有關的問題在於. 么·多孔材料只能夠 以不含顆粒的氣體進行充氣。例如， 个J旎使用受到污染 的氣體及來自槽體擴大部位的氣體，因. u馮夕孔材料可能會 從氣體供應的那一側開始阻塞。 在與製造標準船艦的鋼鐵有關的多 7 何質之製程中， 需要特殊的製造能力、技術與經驗，牯如θ y , 付別疋例如在燒結金 201201897 屬的冋級焊接過程中袼外需要。這一點非常昂貴且耗費成 本。 德國專利說明書DE 41 08 048 C2揭露一種氣體供應元 件’其插入一壓力鍋的喷嘴狀部位内，以便使固態材質體 電荷能夠達到流體化，藉此使固態物質體電荷能夠以氣動 方式彳文壓力鋼運送出去。為達此目的，在喷嘴的内壁上安 裝有官狀7L件’這些管狀元件設有允許氣體供應的複數孔 洞。 EP 348 008 B1揭示一種恆定的固態物質的質量流，其 係藉由通過一中央管所供應的氣體，而使質量流從具有圓 錐出口的槽體中流出’此中央管是從頂端垂直插入固態物 貝體電荷中且位於出口附近及圓錐狀槽體區段内。此外， 透過圓錐壁體來供應氣體，該等圓錐壁體被設計且建構成 為一多孔媒介。 WO 2004/085 5 78 A 1揭示一種洩流容器，其中在圓錐容 益區段内側設有氣體供應元件，透過此圓錐容器能夠使容 器達到目標壓力。it些氣體供應元件設有供氣體通過的多 孔元件。 US 5，106,240A揭示—種噴嘴，其設有複數多孔元件， 氣體透過這些多孔元件而被供應到固態材質體電荷内，藉 此獲得均勻一致的固態物質流。 WO 89/1 1378 A1揭示—種供應氣體的方法，其係藉由 將多孔it件插人-儲存倉的喷嘴内，以便達成均^致的 材料流。同樣目的亦揭示於US4,941，779A中的一氣體供應 201201897 裝置。兩者之差異在於所揭示的獎罢总，* 幻裝置係浸入體電荷内，該 裝置局部供應氣體，以確保從該裝 μ ， X扳置所设置的一排放口產 生出最均勻的材料流。而且，使用容2丨- 忧用夕孔70件以供應氣體進 入由細微顆粒所組成的體電荷内。 us 2006/013660Α1詳細揭示—餘士舰儿上 τ狗不種流體化噴嘴，其包括 用以固定至一槽體的複數連接凸麦 <饮ϋ、，家。根據此專利文件的說 明書’圓錐狀的内壁是由多孔材質製成。 CH 209 788揭示-種用於粉末狀貨物的儲存槽，立具 有一進料斗，此進料斗終止於—降流管内，在此降流^ 有一薄層空氣，此薄層空氣在進料斗壁體内朝向降流管移 動’而不會接近進料斗的h，同時，穿過進料中心而 上升的空氣會強迫粉末緊貼著進料斗壁體朝外流動，藉此 避免架橋現象的形成。 【發明内容】 因此，本發明之目的是要提供一種排出喷嘴，其中填 注有氣體，用於將細粒狀固態物質從一槽體排放出去。本 發明此夠克服習知的製程技術中利用多孔材質所產生之相 關缺點’且能滿足以下的要求： 不需要使用多孔材質；與散裝材料的顆粒尺寸範圍無 關’可運用含有顆粒的氣體作為氣體供應；對於可允許的 壓力損耗不會有所限制。 在本發明的排出喷嘴中，槽體在其下方區域中具有一 排出喷嘴，該排出喷嘴終止於一排放口及排放裝置；設有 201201897 用於使固態物質流體化或通氣的一機構；排出喷嘴具.有至 少一凸起’此凸起具有間隙的形式且具有複數孔洞；可以 透過此狹縫狀凸起的這些孔洞來供應氣體；其特徵在於： 每個狹縫狀凸起被隱藏起來並朝向排出噴嘴的中心軸 線’狹縫狀凸起並未對齊排出喷嘴的中心軸線，且其中狹 縫狀凸起的狹縫被覆蓋金屬片所關閉，這些覆蓋金屬片具 有渾圓或裂縫狀孔洞’這些狹縫朝下方延伸。 在一結構中’可以構思出藉由側向重疊圓錐扇形區段 而形成這些狹縫。在其他結構中，可以構思出這些狹縫以 傾斜方向延伸，且氣體排出側在切線方向及排出孔洞的方 向上呈現螺旋狀對齊，也就是說，排出孔洞亦具有一徑向 垂直的部位。因此’也可以構思出藉由彼此重疊的複數區 &來形成狹縫’且這些區段具有傾斜的圓錐區段。 其他結構係關於狹縫及狹縫中供氣體饋入的孔洞。因 此，例如，可以藉由覆蓋金屬片來關閉狹縫，這些覆蓋金 屬片具有/軍圓或裂縫狀孔洞。這些孔洞也可以具有喷嘴口 的形狀，且最好是大於排出喷嘴内的固態物質之最大顆粒 直徑。可以選擇覆蓋金屬片的厚度，使其大於孔洞直徑的 三倍， 域中， 以便使氣體在一特定方向上流動。在狹縫的上方區 設置孔洞的距離可以小於狹縫的下方區域内設置孔 洞的距離。同樣地’孔洞在上方區域内的剖面積可以比下 方區域内的剖面積更大，以便能夠供應—股氣流，此氣流 與喷嘴的剖面積有關且被調整至相關程度。 除了孔洞之外 可以在其他有利的結構中運用排出管 9 201201897 或排出喷嘴口，且可以選摟友 彈戰* >，IL進入排出喷嘴内的空間角 度。理論上，根據排出材料 何抖而疋’這些空間角度是相對於 水平面向上或向下30度，^ 甚至相對於水平面達到45度， 此角度是從氣體排出點附进沾 迎的切圓朝向排出噴嘴的中心車由 線所測量而得的。 【實施方式】 圖！顯示具有本發明排出噴嘴5的—儲存槽i，在此排 出喷…，細微粉末狀的燃料2是以氣動方式或以重力 方式運送。氣H 3從儲存槽！透過氣體過濾器*而離開， 反之，細微粉末狀的_ 2則進人儲存槽ι内，並在儲存 槽1中"^到排出喷嘴5内。在以氣動方式填注儲存槽i 的情形中’氣體3包含運送氣體以及儲存㉟丨中被固態物 質所帶入的移動氣體。在以重力方式填注的情形中氣體3 主要是由移動氣體所組成。排出喷嘴5包圍住一壓力護套 6，此壓力言蒦# 6内灌注有加壓氣冑7。細微粉末狀的燃料 2係透過洩流道8而抽出9。 圖2及圖3顯示-排出喷嘴5，其具有垂直延伸的狹縫 10，氣體3是以切線方向從狹縫10流出。圖2亦顯示排出 噴嘴5的開啟角r之一半。狹縫10被金屬片u所關閉， 在這些金屬片u中形成有孔洞12，來自加壓護套6的加壓 氣體7可以透過這些孔洞12而引進到排出喷嘴5内。雖然 圖3顯示從中心線看來這些狹縫1〇是隱藏的且具有一凸起 13 ’但圖2中所顯示的狹縫10是開放的。圖3所顯示的變 10 201201897 ^例具有以下的優點，就是在孔洞12的前方無法產生安定 角（angle〇frep〇se)’而且即使在一瞬間（例如：整個操作的 間歇模式中）並未施加氣體愿六B聋，1 扎體壓力時仍可以防止細微粉末狀 的燃料2通過孔洞1 2 4 m 1 Γ- 迴以而逆流回到加壓護套6内。然而，圖 3所顯示的變形例比較昂貴。 圖4顯示圖3的另一變形例，但具有修改過的入口孔 洞’以減少噴嘴内壁因為氣流從狹縫1G内的孔洞中切線流 出時所受到的高應變與高應力。入口孔洞被修改成能夠使 外流的氣體喷射方向產生螺旋狀對齊。尚有一些具有建設 性的方式，例如：藉由在狹縫1〇内實施金屬片n(圖4内 =顯示=作為質量很大的金屬片；藉由設置對應的細微孔 洞1 2绝些細微孔洞丨2是以界定角度形成於金屬片11内； 叹置溥金屬片1卜薄排出管或排出喷嘴口 14是安裝在薄金 屬片11上且能夠被簡單彎折成適當方向而對齊。這類的排 出S或排出噴嘴口丨4最好被安裝成能夠與圓錐内側相切 齊大出於正對著外部空間的一側，致使能夠利用突出側 上的簡單機構而對齊氣流方向。 有利地’設定以下的角度，以對齊排出管或排出噴嘴 14 °因此’使用笛卡兒直角座標系統作為基礎，其原點 "f争 \ ’、立於平行於噴嘴的中心軸線延伸的一垂直y-z平面、與喷 ^中％轴線相交的另一個垂直χ-y平面、及代表水平面的第 z十面上之交會穿出點。從圖4中可以看出，排出管 或^非出嗔嘴口 14的軸線角度是位於排出噴嘴的外側，且 在4處呈安裝狀態而易於測量角度。同理，對應的氣體進 11 201201897 入排出喷嘴内的排出角度也可以依此測量而出。 因此，對應於排出管或排出喷嘴口 14的氣流軸線之& 起15(位於水平$ χ·ζ平面中）、以及搁置在嘴嘴的水平區段 上且延伸通過直角票系統的原.點之切 '線16，二者之間的 角度α係介於〇度與45度之間。而且，在對應於排出管或 排出喷嘴口 Μ的氣流軸線以及水平χ_ζ平面之間的角度沒 疋介於水平面上方30度至水平面下方3〇度的範圍内。 圖5顯示另_個排出喷嘴，其具有以螺旋方向延伸的 二縫ίο。這些狹縫10也是被金屬片u所關閉，在金 可以通過Λ成有孔洞&來自加壓護罩6内的加壓氣體7 狀的配置…"Λ12而被引進到排出嗔嘴5内。由於螺旋 所以細微粉末狀的辦料2夕山 於液體出口的特性。 “.、…流出特性能夠類似 【圖式簡單說明】 以上透過五個圖面詳細說 僅抑矣士 月本發明的裝置，這些圖面 董代表本發明的裝置之結構说 !如_ 戌個代表性實際範例而已。 圖1顯示具有本發明排出 m , Ά ^ 價嘴5的一儲存槽1。 圖2及圖3顯示一排出噴喈， 剧 "具有垂直延伸的狹縫。 圖4顯示具有修改過的 , Β 孔洞之變形例。 圖5顯示具有狹縫的一 喷”心轴線的傾斜角度。嘴嘴，這些狹縫具有朝向 主要元件符號說明 12 201201897 1 儲存槽 2 細微粉末狀 3 氣體 4 氣體過濾、器 5 排出喷嘴 5a 排出喷嘴的 6 加壓護套 7 加壓氣體 8 浪流道 9 抽出 10 狹縫 11 金屬片 12 孔洞 13 凸起 14 排出管或排 14a 排出管或排 15 凸起 16 切線 的燃料 中心線 出喷嘴口 出喷嘴口的中心線 13

Claims (1)

1. 201201897 七、申請專利範圍： 1、一種用於將細粒狀固態物質從一槽體排放出去的裝 置，其中該槽體在其下方區域中具有一排出喷嘴，該排出 喷嘴終止於一排放口及排放裝置，設有用於使所述固態物 質机體化或通氣的一機構，該排出喷嘴具有至少一凸起， 該凸起具有狹縫形式且具有複數孔洞，透過該狹縫狀凸起 的該等孔洞來供應一氣體，其特徵在於： 每一該狹縫狀凸起被隱藏起來並朝向該排出喷嘴的中 “軸線，-玄等狹縫狀凸起並未對齊該排出喷嘴的中心軸 線，且其中該等狹縫狀凸起的該等狹縫被覆蓋金屬片所關 閉，該等覆蓋金屬片具有渾圓或裂縫狀的複數孔洞，該等 狹縫朝下方延伸。 2、根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：該 等狹縫是藉由側向重疊複數個圓錐扇形區段而形成的。 3'根據申請專利範圍第】項之裝置，其特徵在於：該 等狹縫是以傾斜方向延伸，且該氣體出口側是在切線方向 及该出口孔洞的方向上以螺旋方式對齊。 * 4、根據申請專利範圍第3項之裝置，其特徵在於：該 等狹縫是藉由彼此重叠的複數區段而形成的，且該等區段 具有傾斜的圓錐區段之形式。 根據申5月專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：該 4孔洞被塑形成具有喷嘴口的形式。 转n I根據中請專利範圍第1至5項中任—項之裝置，其 於玄等孔洞的直徑大於所述固態物質的最大顆粒 14 201201897 直徑。 7、 根據申請專利範圍第1至5項中任一項之裝置，其 特徵在於’该覆蓋金屬片的厚度被選定成至少大於該孔洞 直徑的三倍。 8、 根據申請專利範圍第1至5項中任一項之裝置，其 特徵在於：該等孔洞在該等狹縫的上方區域内的設置距離 小於該等孔洞在該等狹縫的下方區域内㈣置距離，或者 :等孔洞在該等狹縫的上方區域内的剖面積大於該等孔洞 在遠等狹縫的下方區域内的剖面積。 9、 根據申請專利範圍第丨至5項中任一項之裝置，其 =在於：該等孔洞的中心線相對於該排出喷嘴：的一： 之：成-角度，該角度在該水平投影中是介於〇度與45度 10、 根據申請專利範圍第i至5 其特徵在於：該等孔洞的中心線相 *一項之裝置’ 度是介於該水平面上方3()度與該水平面·;水平面的傾斜角 卞面下方30度之間。 八、圖式： (如次頁） 15