TW201201897A - Discharge cone - Google Patents
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Description
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)
- 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
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