Способ и установка для обработки слоя материала, состоящего из макрочастиц

Номер патента: 229

Опубликовано: 24.12.1998

Авторы: Туборг Йорн, Фонс Могенс Юль

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки слоя (6, 78) материала, состоящего из макрочастиц, поддерживаемого газораспределяющим дном (9, 75), при котором используют обрабатывающий газ, подаваемый по каналам. (19, 35, 77) посекционно и направляемый вверх через газораспределяющее дно и слой материала из одного или нескольких нижележащих отсеков (15; 76), регулируют расход обрабатывающего газа через каждый канал (19, 35, 77) посредством регулятора (21) расхода, предусмотренного в каждом канале, чтобы компенсировать, по меньшей мере, частично, изменяющийся перепад давлений по слою, причем каждый регулятор расхода выполнен с возможностью автоматического перемещения при непосредственной реакции на скорость расхода газа в соответствующем канале, отличающийся тем, что регулирование осуществляют с возможностью непрерывного изменения параметров в рабочем диапазоне около исходной скорости расхода, а регулятор уменьшает площадь прохода газа в канале, когда расход газа начинает расти, и наоборот.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что он не уменьшается или не увеличивается, когда перепад давлений по вышележащей части слоя соответственно увеличивается или уменьшается.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что расход газа в рабочем диапазоне увеличивается или уменьшается, когда перепад давлений в вышележащей части слоя соответственно увеличивается или уменьшается.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что он поддерживается, по существу, постоянным при любом перепаде давлений, существующем в вышележащей части слоя.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что регулируют исходную настройку каждого регулятора (21) расхода, чтобы достичь требуемых характеристик расхода.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что автоматически регулируют исходную настройку регуляторов расхода посредством контрольно-измерительной аппаратуры (23), которая подсоединена к блоку (25) управления.

7. Установка (1, 71) для обработки слоя (6, 78) материала, состоящего из макрочастиц, содержащая газораспределяющее дно (9, 75) для поддержания обрабатываемого слоя и снабженная некоторым количеством каналов (19, 35, 77) для посекционной подачи обрабатывающего газа из одного или нескольких нижележащих отсеков (15, 76), причем каждый канал (19, 35, 77) имеет соответствующий регулятор (21) расхода, выполненный с возможностью автоматического перемещения при непосредственной реакции на скорость расхода газа в соответствующем канале, отличающаяся тем, что регулятор расхода обеспечивает непрерывно изменяющееся регулирование расхода газа в рабочем диапазоне, причем регулятор выполнен с возможностью уменьшения площади прохода газа в канале, когда расход газа начинает расти, и наоборот.

8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что каждый регулятор расхода содержит одно или несколько сопловых средств (45) типа вставок Вентури, каждое из которых соединено через соответствующее соединительное средство (46) с регулируемым средством (44) ограничения, общая площадь отверстия сопла которого регулируется.

9. Установка по п.7, отличающаяся тем, что каждый регулятор (21) расхода содержит одно или несколько сопловых средств (90) типа регулируемой насадки, общая площадь насадок которых регулируется.

10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что каждое сопловое средство (90) содержит, по меньшей мере, две перекрывающихся пластины (91, 92) ограничения расхода, которые вместе ограничивают, по меньшей мере, одно отверстие (93) сопла, и тем, что, по меньшей мере, одна из пластин (91, 92) выполнена с возможностью перемещения по другой (другим) и соединена со средствами (94, 95) для формирования этого смещения в зависимости от состояния расхода газа.

11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что на одной стороне каждой перемещаемой пластины преобладает давление P1, существующее выше по потоку перед отверстием сопла, а на другой стороне преобладает давление Р2, существующее ниже по потоку после отверстия (93) сопла, и подвижная пластина (94) прямо или косвенно соединена со средством (95) управления характеристиками.

12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что средствам ограничения расхода придана такая конфигурация, что общая площадь отверстия сопла для любой разности давлений, преобладающей в сопле и находящейся в заданном рабочем диапазоне, неизбежно приводит к требуемому расходу газа через канал (19, 35, 77).

13. Установка по любому из пп.7-12, отличающаяся тем, что каждый регулятор (21) расхода содержит средства для регулирования его исходной настройки.

14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что содержит контрольно-измерительную аппаратуру (23), которая через блок (25) управления соединена со средствами регулирования каждого регулятора расхода.

15. Установка по любому из пп.7-14, отличающаяся тем, что является холодильной установкой (1) с решеткой-поддоном для охлаждения горячего зернистого материала, состоящего из макрочастиц, например, цементного клинкера, выпускаемого из печи (3) для обжига клинкера.

16. Установка по любому из пп.7-14, отличающаяся тем, что является печью (71) с псевдоожиженным слоем.

 

Текст

Смотреть все

1 Настоящее изобретение относится к способу обработки слоя материала, состоящего из макрочастиц, поддерживаемого газораспределяющим дном, при котором используют обрабатывающий газ, подаваемый по каналам посекционно и направляемый вверх через газораспределяющее дно и слой материала из одного или нескольких нижележащих отсеков. Изобретение также относится к установке для осуществления способа согласно изобретению. В области промышленности есть многочисленные примеры установок, которые содержат газораспределяющее дно. В качестве неограничивающих примеров этого можно упомянуть реакторы с псевдоожиженным слоем, химические реакторы, установки для сушки, теплообменники для теплообмена между газом и твердыми частицами, и другие. По существу, функции газораспределяющего дна состоят в том, чтобы поддерживать слой материала и распределять обрабатывающий и псевдоожижающий газ равномерно по всему слою. Конструкция газораспределяющего дна важна также для физической и химической эффективности слоя. Сегодня является общеизвестным, но неохотно признаваемым фактом то,что требуется относительно высокий перепад давлений для обеспечения равномерного распределения газа по всему дну, поскольку неподходящее распределение потока газа зачастую приводит к плохому контакту газа и твердых частиц и образованию туннелей. Газораспределяющее дно часто характеризуют соотношением между перепадом давлений по газораспределяющему дну и перепадом давлений по слою. В технической литературе обычно рекомендуют придавать газораспределяющему дну такую конфигурацию, что это соотношение будет составлять 0,40 или более, т.е. при этом перепад давлений по дну составляет, по меньшей мере,40% от перепада давлений по слою. Однако этот относительно высокий перепад давлений по газораспределяющему дну влечет за собой исключительно высокое энергопотребление вентиляционной установки, которая распыляет обрабатывающий газ через предлагаемую установку. Примером установки, которая содержит газораспределяющее дно, является установка охлаждения с решеткой-поддоном, предназначенная для охлаждения цементного клинкера. Основная задача такой установки охлаждения состоит в том, чтобы достичь благоприятной степени теплообмена между клинкером и охлаждающим газом, чтобы, по существу, всю тепловую энергию, накопленную в горячем клинкере, можно было возвращать с охлаждающим газом в систему обжиговой печи и в то же время выпускать клинкер из установки охлаждения при температуре, которая близка к температуре окружающей среды. Предварительным условием достижения благоприятной степени тепло 000229 2 обмена является то, что поток охлаждающего газа через клинкер должен быть вполне определенным. Однако в связи с охлаждением цементного клинкера, который выпускают из обжиговой печи, установленной перед установкой охлаждения, обнаружено, что клинкер не всегда равномерно распределен по решетке-поддону. Вместо этого существует тенденция к распределению клинкера таким образом, что более крупные комья клинкера расположены на одной стороне установки охлаждения, тогда как более мелкие комья клинкера расположены на другой стороне. Кроме того, толщина слоя клинкера может претерпевать изменения и в продольном,и в поперечном направлении установки охлаждения. Поскольку охлаждающему газу проще проникать в слой более крупных комьев клинкера и/или более толстый слой и поскольку, что совершенно естественно, охлаждающий газ будет всегда следовать по пути наименьшего сопротивления, любое такое неравномерное распределение клинкера зачастую приводит к тому,что более мелкий клинкерный материал недостаточно охлаждается, обусловливая, тем самым,наличие горячих зон, так называемых "красных рек", образующихся в установке охлаждения. Такое неравномерное охлаждение клинкера может также привести к тому, что охлаждающий газ в зонах, где он встречает наименьшее сопротивление, будет просто выдувать материал и образовывать тоннели, через которые этот охлаждающий газ будет выходить без скольконибудь заметного теплообмена с клинкерным материалом. Поэтому достижение оптимального КПД установки охлаждения, работающей в таких условиях, невозможно. Чтобы уменьшить значение неравномерной проницаемости клинкерного слоя охлаждающим газом и обеспечить более равномерно распределенный поток охлаждающего газа по всей поверхности решетки-поддона, предложено сконструировать решетку-поддон таким образом, чтобы она сама оказывала значительное сопротивление проникновению охлаждающего газа. Однако это решение ведет к большим потерям давления на решетке-поддоне, обусловливающим значительные затраты на монтаж и эксплуатацию вентиляционной установки. В то же время, это не снимает проблемы образования тоннелей. Из заявки на Европейский патент 0442129 известны способ и установка охлаждения с решеткой-поддоном, с помощью которых,как заявлено, вышеупомянутая проблема минимизируется путем подачи дополнительного охлаждающего газа в импульсном режиме в зоны слоя, в которых температура выше, чем в окружающих зонах слоя, за счет чего первые вышеупомянутые зоны слоя дополнительно охлаждаются и подвергаются также перемешиванию. Отличительным недостатком этого известного 3 решения является относительная дороговизна и сложность выполнения операции управления подачей дополнительного охлаждающего газа. Управление предусматривает измерение и регистрацию температуры всей поверхностной зоны слоя материала для установления температурной кривой, которая, при использовании блока расчета и управления, образует общую основу для управления рядом клапанов, которые обеспечивают и прекращают, соответственно, подачу дополнительного охлаждающего газа в сопла, установленные под решеткой-поддоном в виде некоторой конструктивной схемы. Кроме того, перемешивание слоя материала может оказывать негативное влияние на КПД установки охлаждения. Вторым примером установки, содержащей газораспределяющее дно, является печь с псевдосжиженным слоем, которая используется,например, в теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Главная задача псевдоожиженного слоя состоит в том, чтобы обеспечить эффективное сгорание поступающего топлива в стабильных и оптимальных рабочих условиях. В этом контексте предварительным условием является равномерное распределение псевдоожижающего газа по всему слою. В печи с псевдоожиженным слоем существуют известные проблемы образования туннелей, аналогичные тем, которые были описаны выше в связи с примером установки охлаждения. Проблемы в печи с псевдоожиженным слоем также считаются обусловленными тем фактом, что толщина слоя неодинакова, вызывая тем самым проникновение с псевдоожижающего газа с самовозбуждающим эффектом в слой в месте наименьшей толщины, то есть - в месте наименьшего сопротивления. Вместе с тем установлено, что печи с псевдоожиженным слоем не являются решением, ведущим к исключению проблемы образования туннелей. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ и установку для обработки слоя, состоящего из макрочастиц материала, посредством которых можно достичь благоприятных и стабильных рабочих условий без какого бы то ни было образования туннелей при одновременном уменьшении эксплуатационных затрат на вентиляционную установку. В немецкой заявке на патент 1221984 описан способ обработки слоя материала, состоящего из макрочастиц, поддерживаемого газорасределяющим дном, при котором используют обрабатывающий газ, подаваемый по каналам посекционно в и направляемый вверх через газораспределяющее дно и слой материала из одного или нескольких нижележащих отсеков, регулируют расход обрабатывающего газа через каждый канал посредством регулятора расхода, предусмотренного в каждом канале,причем каждый регулятор расхода выполнен с возможностью автоматического перемещения 4 при непосредственной реакции на состояние потока газа в соответствующем канале, и в соответствии с настоящим изобретением отличающийся тем, что регулирование в рабочем диапазоне осуществляют непрерывно. Изобретение также включает в себя установку для обработки слоя материала, состоящего из макрочастиц, содержащую газораспределительное дно для поддержания обрабатываемого слоя и снабженную некоторым количеством каналов для посекционной подачи обрабатывающего газа из одного или нескольких нижележащих отсеков, причем каждый канал имеет соответствующий регулятор расхода, выполненный с возможностью автоматического перемещения при непосредственной реакции на состояние расхода газа в соответствующем канале,отличающуюся тем, что регулятор расхода предназначен для обеспечения непрерывного регулирования расхода газа в рабочем диапазоне. Таким образом получается, что общие потери давления по газораспроделяющему дну можно уменьшить, что поток обрабатывающего газа распределяется требуемым и вполне определенным образом по всему газораспределяющему дну независимо от состава слоя материала и его распределения, и что предотвращается образование туннелей. Это происходит благодаря автоматическому регулированию расхода газа, которое непрерывно осуществляется в каждом канале в прямой зависимости от потока газа во время эксплуатации установки. В случае изменения состава материала и/или толщины слоя в зоне слоя материала, приводящего, например, к падению уровня сопротивления проникновения газа в эту зону, что типично в связи с начинающимся образованием туннелей, регулятор расхода в канале под конкретной зоной обычно будет обеспечивать уменьшение площади прохода в этом канале, чтобы расход газа через эту зону не рос, а вместо этого уменьшался или, по меньшей мере, поддерживался постоянным. Это обеспечит слою материала возможность повторной самоустановки, одновременно обеспечивая направление через слой в конкретной зоне только того объема газа, который необходим для обработки. В противном случае,если сопротивление слоя увеличивается, например, вследствие более толстого слоя, регулятор расхода обеспечит увеличенную площадь поперечного сечения в нижележащем канале и тем самым - не уменьшение расхода газа через эту зону, а наоборот, увеличение или, по меньшей мере, поддержание его постоянным. Другими словами можно сказать, что каждый отдельный регулятор расхода компенсирует изменения сопротивления вышележащего материала слоя,так что поддерживается наилучшая возможная аэрация при наименьшем возможном перепаде давлений. 5 Таким образом, хотя изобретение можно использовать для получения требуемого расхода газа в любой ситуации, каким бы ни был предпочтительный расход газа в некотором рабочем диапазоне, расход газа не уменьшается и не увеличивается, когда соответственно увеличивается или уменьшается перепад давления в вышележащей части слоя. В частности, расход газа через каждый канал можно регулировать таким образом, что он увеличивается с увеличением перепада давлений по вышележащему слою, и наоборот, что он уменьшается с уменьшением перепада давлений по вышележащему слою. Вместо этого можно осуществлять регулирование так, что расход газа поддерживается, по существу, постоянным при любом перепаде давлений, возникающем в вышележащей части слоя. Таким образом, применительно к установке охлаждения с решеткой-поддоном получается, что материал равномерно охлаждается до требуемой температуры, что рекуперация тепла удовлетворительна и что образование туннелей исключается. Применительно к псевдоожиженному слою, таким образом, получается, что псевдоожиженный слой обладает большей стабильностью при отсутствии какой бы то ни было тенденции к образованию туннелей. Иногда, по разным причинам, может быть выгодно при некоторых типах установок иметь больший расход обрабатывающего газа в одной или нескольких конкретных зонах по сравнению с другими зонами, и поэтому в соответствии с изобретением можно осуществлять непрерывное или прерывистое регулирование исходной настройки каждого регулятора расхода в том порядке, который позволяет достичь требуемых характеристик расхода. Регулирование исходной настройки регуляторов расхода можно осуществлять вручную или автоматически с помощью контрольноизмерительной аппаратуры, которая подсоединена к блоку управления. В простой конструкции каждый регулятор расхода может быть регулятором того типа, который содержит одно или несколько регулируемых сопел типа вставок Вентури, которые сами по себе состоят из регулируемых ограничителей расхода. В этом контексте выражение "сопло типа вставки Вентури" относится к соплу, в котором давление выше по потоку перед соплом большей частью восстанавливается ниже по потоку после сопла. В расширенной конструкции каждое средство типа вставки Вентури может также быть отдельно соединено через соединительное средство с регулируемым средством ограничения. В еще одной такой же простой конструкции каждый регулятор расхода может быть регулятором того типа, который содержит одно 6 или несколько регулируемых сопловых средств типа насадок. В этом контексте выражение "сопловое средство типа насадки" относится к соплу, в котором потери давления в сопле не восстанавливаются ниже по течению после этого сопла. Каждое сопловое средство типа насадки можно сконструировать так, чтобы оно содержало, по меньшей мере, два средства ограничения расхода, которые вместе ограничивают, по меньшей мере, одно отверстие сопла, и чтобы,по меньшей мере, одно из средств ограничения расхода имело возможность смещения относительно другого (других) и соединялось со средствами для формирования этого смещения. Эти средства смещения могут быть выполнены любым приемлемым образом, но предпочтительно, чтобы каждое такое средство представляло собой перемещаемую пластину, на одной стороне которой преобладает давлениеP1, существующее выше по потоку перед отверстием сопла, а на другой стороне преобладает давление Р 2, существующее ниже по потоку после отверстия сопла, и подвижная пластина прямо или косвенно соединялась со средством управления характеристиками. Также предпочтительно придавать средствам ограничения расхода такую конфигурацию,чтобы общая площадь отверстия сопла при любой разности давлений, преобладающей в сопле и находящейся в заданном рабочем диапазоне,неизбежно обеспечивала требуемый расход газа через канал. При наличии изменяющихся условий окружающей среды выгодно иметь возможность индивидуального регулирования каждого регулятора расхода. Поэтому каждый регулятор расхода может содержать средство для регулирования его исходной настройки. Установка может также содержать контрольно-измерительную аппаратуру, которая через блок управления соединена со средствами регулирования каждого отдельного регулятора расхода. Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых: фиг. 1 изображает первый конкретный вариант осуществления регулятора расхода, который можно использовать в соответствии с изобретением; фиг. 2 - второй конкретный вариант осуществления регулятора расхода, который можно использовать в соответствии с изобретением; фиг. 3 - третий конкретный вариант осуществления регулятора расхода, который можно использовать в соответствии с изобретением; фиг. 4 - четвертый конкретный вариант осуществления регулятора расхода, который можно использовать в соответствии с изобретением; 7 фиг. 5 - пятый конкретный вариант осуществления регулятора расхода, который можно использовать в соответствии с изобретением; фиг. 6 - рабочие кривые расхода газа через канал со специальным регулятором расхода и,соответственно, вообще без регулятора; фиг. 7 - вид сбоку, относящейся к первому типу установки охлаждения с решеткойподдоном, которая содержит регуляторы расхода в соответствии с изобретением; фиг. 8 - часть относящейся к другому типу установки охлаждения с решеткой-поддоном,которая также содержит регуляторы расхода в соответствии с изобретением, и фиг. 9 - печь с псевдоожиженным слоем,которая содержит регуляторы расхода в соответствии с изобретением. На фиг. 1-5 приведены пять не ограничивающих примеров простых недорогих механических регуляторов 21 расхода, которые можно использовать в соответствии с изобретением. Регуляторы 21 расхода, показанные на фиг. 1-3, являются регуляторами того типа, которые содержат одно или несколько сопел типа вставок Вентури, тогда как регуляторы расхода, показанные на фиг. 4 и 5, являются регуляторами того типа, которые содержат одно или несколько сопел типа насадок. Регулятор 21 расхода, показанный на фиг. 1 содержит одно или несколько сопловых элементов 45 типа вставок Вентури, каждый из которых одним своим концом установлен на плече 46 для вращения вокруг оси 43, установленной на стенке регулятора. Каждый сопловой элемент 45 занимает изменяемую часть площади прохода и таким образом сам по себе действует как средство 44 ограничения расхода, которое в процессе эксплуатации перемещается между первым крайним положением и вторым крайним положением в зависимости от преобладающих условий давления в регуляторе. В своем первом крайнем положении, показанном сплошной линией на чертежах, сопловой элемент 45 сводит к минимуму расхода охлаждающего газа через регулятор 21, тогда как в своем втором крайнем положении, показанном пунктирной линией на чертежах, он сводит расход к максимуму. Чтобы предотвратить полное прекращение потока охлаждающего газа и обеспечить регулирование второго крайнего положения соплового элемента 45, регулятор содержит средство для регулирования его исходной настройки, образованное средством 51 стопорения и регулирования, например, в виде винта, а также элементом управления характеристиками внешнего крутящего момента, показанным здесь в виде пружины 52. Регулятор 21 расхода, показанный на фиг. 2, содержит качающееся средство 41, которое может перемещаться между первым крайним положением и вторым крайним положением путем поворота вокруг оси 43. На чертеже ка 000229 8 чающееся средство 41 показано в первом крайнем положении. На одном конце качающееся средство 41 содержит сопловой элемент 45 типа вставки Вентури, а на другом - ограничивающую часть 44, которая в изображенном конкретном варианте осуществления содержит два жалюзи 47, соединенные посредством соединительных плеч 46 с соплом 45. Соединительные плечи 46 довольно строго ограничивают расход через регулятор 21. На стенке регулятора напротив жалюзи 47 предусмотрены два дополнительных жалюзи 48, которые взаимодействуют с жалюзи 47 средства 41 ограничения. Чтобы предотвратить выпуск охлаждающего газа сзади концевых частей, например, сопла и жалюзи 45 и 47, соответственно, качающегося средства 41 после того, как оно ушло из своего первого крайнего положения, стенки регулятора оснащены дополнительными карманами 49 и 50 для размещения в них концевых частей, например,сопла и жалюзи 45 и 47, когда качающееся средство 41 находится в первом крайнем положении. Показанный на фиг.2 регулятор 21 расхода аналогичен тому, который показан на фиг.1, содержит средство для регулирования его исходной настройки, образованное средством 51 стопорения и регулирования (не показано) и элементом 52 управления характеристиками внешнего крутящего момента, показанный здесь в виде удерживающего рычага 53 и пружины 54,которые прикреплены соответственно к оси 43 и обозначенному позицией 55 каркасу установки,соответственно. Регулятор 21 расхода, показанный на фиг. 3, также содержит регулируемый сопловой элемент 45 типа вставки Вентури, который посредством соединяющего рычага 46, выполненного с возможностью поворота вокруг оси 43, соединен со средством ограничения 44. Этот регулятор 21 расхода может, как и вышеупомянутые регуляторы, содержать средство для регулирования его исходной настройки, образованное средством 51 стопорения и регулирования (не показано) и элементом 52 управления характеристиками внешнего крутящего момента, показанным здесь в виде удерживающего рычага 56,который имеет регулируемый груз 57 и прикреплен к оси 43. Регуляторы 21 расхода, показанные на фиг. 1, 2 и 3, работают следующим образом. Если условия давления перед регулятором 21 или после него изменяются так, что обозначенный стрелкой поток газа через регулятор фактически изменяется, сопловой элемент 45, например, в случае фактического увеличения расхода, которое может произойти, если оказываемое слоем материала сопротивление потоку уменьшается,будет подвергаться воздействию незначительного статического давления и, следовательно,будет склонен перемещаться влево, если смотреть на чертеж. В конкретном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, средство 44 9 ограничения будет поэтому немедленно ограничивать расход газа путем ограничения площади прохода, тогда как средство 44 ограничения в конкретных вариантах осуществления, показанных на фиг. 2 и 3, с помощью соединяющего плеча или рычага 46 будет принудительно отведено в направлении вправо, если смотреть на чертеж, ограничивая таким образом расход газа путем ограничения площади прохода. Регуляторы 21 расхода, изображенные на фиг. 4 и 5, оба содержат сопловой элемент 90 типа насадки, который состоит из двух перекрывающихся пластин 91 и 92, которые образуют средство ограничения расхода. Пластина 91,которая прикреплена к стенке канала, имеет отверстие, образуя таким образом вместе с пластиной 92, которая выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения как показано двойной стрелкой, регулируемое отверстие 93 сопла. В конкретном варианте осуществления, показанном на фиг. 4, пластины 91 и 92 представляют собой плоские пластины,тогда как в конкретном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, они представляют собой искривленные пластины с общей осевой линией 97 кривизны. В обоих конкретных вариантах осуществления смещение пластины 92 осуществляется посредством прикрепленной к ней перемещаемой пластины 94, которая автоматически перемещается и регулируется в зависимости от разности давлений P1-P2 в сопле, поскольку на одной стороне пластины преобладает давление P1,существующее выше по потоку перед отверстием сопла, тогда как на другой стороне пластины преобладает давление Р 2, существующее ниже по потоку после отверстия 93 сопла. Оба конкретных варианта осуществления также включают в себя пластину 96 для разделения этих двух зон давления. Чтобы получить желаемую рабочую кривую для сопла, перемещаемая пластина 94 непосредственно или косвенно соединена с элементом 95 управления внешними характеристиками. В конкретном варианте осуществления,показанном на фиг. 4, пластина 94 имеет конфигурацию, обеспечивающую поперечное смещение относительно неподвижной пластины 96, и соединена с пружиной 95, которая, в свою очередь, прикреплена к стенке канала. В конкретном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, пластина 94 закреплена на одном конце с возможностью поворота вокруг линии 97 и снабжена на другом конце грузом 95. Обоим конкретным вариантам осуществления можно придать такую конфигурацию, что они будут соответствовать любой требуемой взаимосвязи между расходом газа через сопло и перепадом давлений через сопло. На практике это можно осуществить путем расчета площади отверстия 93, необходимой для получения требуемого расхода газа для каждой конкретной 10 разности давлений, на основании различных разностей давлений P1-P2, а следовательно, и различных положений равновесия смещаемой пластины 92. На основании этих расчетов площади можно будет определить конфигурацию или, иными словами, продольные и поперечные размеры проточки в пластине 91. Как на фиг. 4, так и на фиг. 5 проточке, а значит и отверстию 93 сопла, придана такая конфигурация, что абсолютное изменение площади отверстия 93 сопла уменьшается с увеличением смещения пластины 92 в направлении влево, если смотреть на чертеж. Рабочие кривые на фиг. 6 показывают наличие корреляции между перепадом давлений по каналу и расходом газа через него для канала, который содержит специальный регулятор расхода (кривая 1) и, соответственно, для канала без регулятора (кривая 2). Кривая 3 отражает наличие проточного отверстия в канале с регулятором. Из кривой 2 очевидно, что перепад давления по каналу без регулятора возрастает с увеличением расхода газа. Поскольку вентиляционная установка поддерживает постоянный перепад давлений для конкретного канала можно сделать вывод, что расход газа через канал, а значит и через слой материала, увеличивается с увеличением перепада давлений по каналу, что происходит, когда толщина слоя увеличивается,и наоборот, что он возрастает с уменьшением перепада давлений по слою, что происходит,когда толщина слоя уменьшается. Это нежелательно, поскольку может привести к усугублению вышеупомянутых проблем плохого контакта между газом и твердыми частицами и образования туннелей. Установка регулятора расхода, например,одного из вышеописанных регуляторов, в канале даст возможность получить рабочую кривую,аналогичную той, которая изображена под номером 1. Как можно заметить, кривая 1 имеет участок от А до В, в пределах которого перепад давлений по каналу возрастает. Если общий перепад давлений по каналу и слою постоянен,это означает, поскольку поддерживается работа на участке от А до В, что расход газа через канал, а значит и через слой материала будет расти с увеличением перепада давлений через слой,и наоборот, что он будет уменьшаться со снижением перепада давлений через слой. Поэтому вышеупомянутые проблемы плохого контакта газа и твердых частиц и образования туннелей будут преодолены или, по меньшей мере, их влияние значительно снизится. Наклон участка А - В кривой показывает скорость, с которой регулятор реагирует на конкретное изменение давления. Вправо от точки В на кривой 1 регулятор максимально закрывается, что видно по кривой 3, и поэтому расход газа через канал зависит от утечек, если они есть, и от минимальной площади прохода, которая выбрана. 11 На фиг. 7 изображена установка 1 охлаждения с решеткой-поддоном, которая содержит впускной конец 5 и выпускной конец 7. Установка 1 охлаждения с решеткой-поддоном соединена с вращающейся обжиговой печью 3, из которой она получает горячий материал, подлежащий охлаждению. Материал из вращающейся обжиговой печи падает на поверхность газораспределяющего дна 9 в виде решетки-поддона,предусмотренной в установке 1 охлаждения, и транспортируется в виде слоя 6 материала по этой поверхности от впускного конца 5 установки охлаждения к выпускному концу 7 посредством цепи 13 шлеппера. Решетка-поддон,показанная на фиг. 7, является неподвижной,выполненной из большого количества последовательных рядов решеточных башмаков 11, которые проходят поперек направления транспортировки материала. Под решеткой-поддоном установка 1 охлаждения содержит отсек 15, в который подается охлаждающий газ из вентиляционной установки 17. Как в продольном направлении установки охлаждения, так и поперек нее отсек 15 может быть разделен на некоторое количество меньших отсеков (не показаны), и если это сделано, то охлаждающий газ подается в каждый отдельный отсек. В отсеке 15 установка 1 охлаждения содержит некоторое количество каналов 19, связанных с решеткойподдоном, для посекционной подачи охлаждающего газа к решетке-поддону. Каналы 19 расположены бок о бок как в продольном, так и в поперечном направлении установки охлаждения. Количество каналов 19 и площадь решеткиподдона, к которой каждый канал может подавать охлаждающий газ, выбираются индивидуально для каждой установки охлаждения. Чтобы гарантировать, что поток охлаждающего газа через решетку-поддон и осажденный на ней слой материала, подлежащий охлаждению, распределен требуемым и вполне определенным образом по всей поверхности решетки-поддона, безотносительно состава слоя материала и его распределения по решеткеподдону, установка 1 охлаждения содержит в каждом канале регулятор 21 расхода. Как упоминалось выше, каждый отдельный регулятор 21 расхода компенсирует изменения сопротивления потоку вышележащего слоя материала таким образом, что общее сопротивление потоку охлаждающего газа через соответствующий канал 19 и вышележащий слой материала постоянно поддерживается в пределах очень узкого интервала. Путем надлежащего выбора размеров регуляторов 21 расхода с получением таким образом рабочей кривой,которая соответствует кривой 1, описанной выше согласно фиг. 6 можно - поскольку работа поддерживается в пределах участка от А до В добиться того, что расход газа через канал, а следовательно и через подлежащий охлаждению материал, увеличивается с увеличением перепа 000229 12 да давлений по слою 6 материала, и наоборот,что он уменьшается с уменьшением перепада давлений по слою 6 материала, за счет чего получится более эффективное охлаждение материала также в зонах, где охлаждающий газ испытывает наибольшее сопротивление, и снижение тенденции к образованию туннелей. Установка 1 охлаждения, показанная на фиг. 7, дополнительно содержит контрольноизмерительную аппаратуру 23, которая через блок 25 управления соединена с каждым отдельным регулятором 21 расхода. На фиг. 8 изображена часть установки охлаждения с решеткой-поддоном того типа, которая содержит некоторое количество перекрывающихся рядов решеточных башмаков 31,причем каждый второй ряд расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения, как показано двойной стрелкой 33,для распыления материала через установку охлаждения. Как показано на чертеже, каждый решеточный башмак содержит верхнюю решеточную часть 34, которая поддерживает слой 6 материала и имеет проходы 36 для охлаждающего газа, и нижнюю часть в виде канала 35 для подачи охлаждающего газа из нижележащего отсека 15 в решеточную часть 34. Чтобы отрегулировать расход газа через каждый отдельный решеточный башмак так же,как это сделано в установке охлаждения, изображенной на фиг. 7, и таким образом получить поток газа, который распределен надлежащим и вполне определенным образом по всей поверхности решетки-поддона, установка охлаждения,изображенная на фиг. 8, содержит регулятор 21 расхода в каждом канале. В несколько решеточных башмаков 31 в одном и том же ряду можно подавать охлаждающий газ через один и тот же канал 35,уменьшая таким образом общее количество регуляторов расхода. На фиг. 9 приведен пример печи 71 с псевдоожиженным слоем, которая содержит реактор в виде резервуара 73, газораспределяющее дно 75, которое размещено в самой нижней части резервуара 73 и включает в себя проходящие сквозь него псевдоожижающие сопла (не показаны). Газораспределяющее дно может содержать произвольное количество псевдоожижающих сопел, но обычно содержит от 1 до 150 штук на квадратный метр, в зависимости от типа используемого псевдоожижающего сопла. В печь подают топливо и любые вспомогательные материалы, например известь, по впускному каналу 72 и горючий, псевдоожижающий газ по впускному каналу 74 и через отсек 76. В отсеке 76 печь 71 имеет некоторое количество каналов 77, соединенных с газораспределяющим дном 75 для посекционной подачи горючего, псевдоожижающего газа в псевдоожижающие сопла газораспределяющего слоя 78. 13 Во время работы печи топливо сгорает в псевдоожиженном слое 78, в который из отсека 76 через каналы 77 и псевдоожижающие сопла напрерывно подается горючий газ. Отходящий газ процесса сгорания проходит вверх через резервуар 73 и обменивается теплом с теплообменником 79 до того, как выходит через выпускной канал 80 для газа. Макрочастицы, осевшие из отходящего газа, рециркулируются в слой через впускной канал 81. В печи с псевдоожиженным слоем, которая эксплуатируется в оптимальных условиях, слой 78 будет равномерно распределен по всему газораспределяющему дну 75. Однако на практике установлено, что может произойти дестабилизация слоя 78, если материал слоя неравномерно распределен по газораспределяющему дну 75,создавая таким образом зоны, где толщина слоя,а значит и перепад давлений, очень малы. До тех пор, пока слой 78 материала не превратится в однородную массу, горючий газ будет с самовозбуждающим эффектом протекать в слой в этих зонах и, по всей вероятности, в слое 78 будут образовываться туннели. Для сведения этой проблемы к минимуму так же, как это сделано в связи с установками охлаждения, изображенными на фиг. 7 и 8, и для получения более равномерного распределения материала слоя по всему газораспределяющему дну 75, предлагается, в соответствии с изобретением, оснастить печь 71 регулятором 21 расхода в каждом канале 77. По аналогии с ранее описанной установкой охлаждения с решеткой-поддоном, поскольку работа поддерживается на участке от А до В, см. фиг. 6, таким образом получается, что расход газа через каждый канал 77, а значит и через прилегающий слой 78 материала, увеличивается с увеличением перепада давлений по этому слою 78 материала, и наоборот, что он уменьшается с уменьшением перепада давлений по этому слою 78 материала, уменьшая таким образом тенденцию к образованию туннелей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки слоя (6, 78) материала, состоящего из макрочастиц, поддерживаемого газораспределяющим дном (9, 75), при котором используют обрабатывающий газ, подаваемый по каналам. (19, 35, 77) посекционно и направляемый вверх через газораспределяющее дно и слой материала из одного или нескольких нижележащих отсеков (15, 76), регулируют расход обрабатывающего газа через каждый канал(19, 35, 77) посредством регулятора (21) расхода, предусмотренного в каждом канале, чтобы компенсировать, по меньшей мере частично,изменяющийся перепад давлений по слою, причем каждый регулятор расхода выполнен с возможностью автоматического перемещения при непосредственной реакции на скорость расхода 14 газа в соответствующем канале, отличающийся тем, что регулирование осуществляют с возможностью непрерывного изменения параметров в рабочем диапазоне около исходной скорости расхода, а регулятор уменьшает площадь прохода газа в канале, когда расход газа начинает расти, и наоборот. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что он не уменьшается или не увеличивается, когда перепад давлений по вышележащей части слоя соответственно увеличивается или уменьшается. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что расход газа в рабочем диапазоне увеличивается или уменьшается, когда перепад давлений в вышележащей части слоя соответственно увеличивается или уменьшается. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа через каждый канал (19, 35, 77) регулируют таким образом, что он поддерживается, по существу, постоянным при любом перепаде давлений, существующем в вышележащей части слоя. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что регулируют исходную настройку каждого регулятора (21) расхода, чтобы достичь требуемых характеристик расхода. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что автоматически регулируют исходную настройку регуляторов расхода посредством контрольноизмерительной аппаратуры (23), которая подсоединена к блоку (25) управления. 7. Установка (1, 71) для обработки слоя (6,78) материала, состоящего из макрочастиц, содержащая газораспределяющее дно (9, 75) для поддержания обрабатываемого слоя и снабженная некоторым количеством каналов (19, 35, 77) для посекционной подачи обрабатывающего газа из одного или нескольких нижележащих отсеков (15, 76), причем каждый канал (19, 35,77) имеет соответствующий регулятор (21) расхода, выполненный с возможностью автоматического перемещения при непосредственной реакции на скорость расхода газа в соответствующем канале, отличающаяся тем, что регулятор расхода обеспечивает непрерывно изменяющееся регулирование расхода газа в рабочем диапазоне, причем регулятор выполнен с возможностью уменьшения площади прохода газа в канале, когда расход газа начинает расти,и наоборот. 8. Установка по п.7, отличающаяся тем,что каждый регулятор расхода содержит одно или несколько сопловых средств (45) типа вставок Вентури, каждое из которых соединено через соответствующее соединительное средство(46) с регулируемым средством (44) ограниче 15 ния, общая площадь отверстия сопла которого регулируется. 9. Установка по п.7, отличающаяся тем,что каждый регулятор (21) расхода содержит одно или несколько сопловых средств (90) типа регулируемой насадки, общая площадь насадок которых регулируется. 10. Установка по п.9, отличающаяся тем,что каждое сопловое средство (90) содержит, по меньшей мере, две перекрывающихся пластины(91, 92) ограничения расхода, которые вместе ограничивают, по меньшей мере, одно отверстие (93) сопла, и тем, что, по меньшей мере,одна из пластин (91, 92) выполнена с возможностью перемещения по другой (другим) и соединена со средствами (94, 95) для формирования этого смещения в зависимости от состояния расхода газа. 11. Установка по п.10, отличающаяся тем,что на одной стороне каждой перемещаемой пластины преобладает давление P1, существующее выше по потоку перед отверстием сопла, а на другой стороне преобладает давление Р 2, существующее ниже по потоку после отверстия (93) сопла, и подвижная пластина (94) прямо или косвенно соединена со средством (95) управления характеристиками. 16 12. Установка по п.11, отличающаяся тем,что средствам ограничения расхода придана такая конфигурация, что общая площадь отверстия сопла для любой разности давлений, преобладающей в сопле и находящейся в заданном рабочем диапазоне, неизбежно приводит к требуемому расходу газа через канал (19, 35, 77). 13. Установка по любому из пп.7-12, отличающаяся тем, что каждый регулятор (21) расхода содержит средства для регулирования его исходной настройки. 14. Установка по п.13, отличающаяся тем,что содержит контрольно-измерительную аппаратуру (23), которая через блок (25) управления соединена со средствами регулирования каждого регулятора расхода. 15. Установка по любому из пп.7-14, отличающаяся тем, что является холодильной установкой (1) с решеткой-поддоном для охлаждения горячего зернистого материала, состоящего из макрочастиц, например, цементного клинкера, выпускаемого из печи (3) для обжига клинкера. 16. Установка по любому из пп.7-14, отличающаяся тем, что является печью (71) с псевдоожиженным слоем.

МПК / Метки

МПК: B01J 8/44, F27B 15/10, F27D 15/02

Метки: макрочастиц, установка, способ, слоя, состоящего, обработки, материала

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-229-sposob-i-ustanovka-dlya-obrabotki-sloya-materiala-sostoyashhego-iz-makrochastic.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и установка для обработки слоя материала, состоящего из макрочастиц</a>

Похожие патенты