專利名稱：渣狀材料和/或灰粉材料的成粒方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渣狀材料和/或灰粉材料的成粒方法，其中要成粒的材料與可水合或可水硬凝結(jié)的固體和水混合，該固體與水產(chǎn)生放熱反應(yīng)并在混合物中起到粘合劑的作用，其中所述固體可以完全或部分地水合或凝結(jié)并且包含完全或部分水合或凝結(jié)的固體的混合物被制成顆粒。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。
因此，例如歐洲專利EP 0031894A2公開(kāi)了將含水的渣與可水合的或水硬凝結(jié)的固體混合并使混合物成粒。在這里，生石灰和渣分別通過(guò)兩個(gè)分頭輸送它們的輸送螺桿被輸送給一個(gè)混合成粒裝置，其中該混合成粒裝置由這兩個(gè)現(xiàn)在配合工作的輸送螺桿構(gòu)成。
這樣一來(lái)，要提供一個(gè)生石灰和渣的轉(zhuǎn)交點(diǎn)，它離生石灰計(jì)量點(diǎn)相當(dāng)遠(yuǎn)并因而避免了因生石灰與渣水放熱反應(yīng)而引起的問(wèn)題。
在歐洲專利EP 0805786B1中，在用還原氣體還原鐵礦石時(shí)產(chǎn)生的且最初呈灰狀的并在洗礦裝置中呈渣狀沉淀的渣與生石灰和或許有的煤灰混合并隨后被制成顆粒。
這兩個(gè)方法的共同點(diǎn)在于，在濕潤(rùn)渣與可水合或可水硬凝結(jié)的固體混合時(shí)，所表現(xiàn)出的粘合劑性能取決于渣的含水量。但由于渣的含水量通常是不定的，所以這在混合固體時(shí)造成波動(dòng)的加工條件并進(jìn)而造成顆粒質(zhì)量的不穩(wěn)定。在沒(méi)有額外添加水的情況下，灰的同時(shí)成粒只能在渣含有過(guò)量水的情況下實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，如此實(shí)現(xiàn)該目的，即用水浸濕或打濕固體和或許要成粒的灰粉材料并隨后和/或基本上同時(shí)地將固體與要成粒材料混合起來(lái)。
在固體與要成粒材料混合前或基本上同時(shí)地用水浸濕固體的措施有兩個(gè)作用，即部分水甚至在與所述材料混合前就與固體反應(yīng)了，結(jié)果，要成粒的部分材料已經(jīng)部分地與粘合劑混合，而不是與這樣的物質(zhì)混合，即必須首先由該物質(zhì)形成整個(gè)粘合劑。
其次，保留下部分水，由此可以將濕潤(rùn)渣或濕灰與濕潤(rùn)固體混合起來(lái)。明顯減小或完全消除了濕物質(zhì)與干物質(zhì)混合時(shí)所產(chǎn)生的已知難題，如結(jié)塊現(xiàn)象。
在這里，灰粉材料意味著灰，如碳灰或氧化灰如礦石灰、過(guò)濾灰等，它們不能起到粘合劑的作用。確切地說(shuō)，本發(fā)明的方法包括以下應(yīng)用場(chǎng)合，即只有渣要成粒的情況以及主要含有或只有灰并在必要時(shí)要混入部分渣來(lái)成粒的情況。
將充足的水加到固體中是有利的，在隨后的混合和/或成粒過(guò)程中，出現(xiàn)一個(gè)支持或?qū)崿F(xiàn)未反應(yīng)的水繼續(xù)干燥的溫度。
由于水與固體發(fā)生放熱反應(yīng)，所以可以通過(guò)調(diào)節(jié)水的添加量來(lái)控制要出現(xiàn)的混合成粒溫度。
在此，這樣有利地調(diào)節(jié)水添加量，即將充足的水加到固體中，以使混合溫度從80℃達(dá)到97℃并最好從88℃達(dá)到95℃。
通過(guò)本發(fā)明方法，可以明確地調(diào)節(jié)出高溫水平并保持不變。不變的高溫水平一方面允許同樣高的化學(xué)反應(yīng)速度，而且允許高蒸發(fā)效率?？傊?，本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量始終很高的顆粒的快速制造。
但是，混合溫度當(dāng)然不僅可以通過(guò)水添加量的變化來(lái)控制，而且也可通過(guò)可水合的或可水硬凝結(jié)的固體量的調(diào)節(jié)來(lái)控制。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)有利實(shí)施形式，給固定添加這樣多的水，即該水量至少和固體完全水合或水硬凝結(jié)所需的水量一樣多。
事實(shí)已經(jīng)證明，如果添加的水量至少等于但最好大于根據(jù)化學(xué)計(jì)量學(xué)的固體完全反應(yīng)所需的理論水量，則本發(fā)明的方法獲得了與顆粒質(zhì)量并尤其是混合物均勻性及性能穩(wěn)定性有關(guān)的最佳結(jié)果。
因?yàn)楣腆w與水的反應(yīng)在使之接觸要成粒材料的時(shí)刻前尚未徹底完成，所以固體/水混合物的濃度對(duì)于與要成粒材料的優(yōu)良混合性而言是最佳的。
事實(shí)證明，使用生石灰且尤其是硬生石灰作為可水合或可水硬凝結(jié)的固體對(duì)本發(fā)明的方法特別有利。
但是，相似的物質(zhì)如熟白云石也可被用于本發(fā)明的方法。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施形式，基本上同時(shí)并與固體一起地用水打濕灰粉材料。
尤其是在灰成粒的情況下，建議同時(shí)用同樣的水流打濕固體及灰粉材料。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，在已經(jīng)用水打濕固體后，混合渣狀材料與固體。
根據(jù)另一個(gè)有利的特征，含水量為20％-50％并最好是30％-40％的渣與固體混合。
具有這樣濕度的渣就其濃度及可操縱性而言非常適用于本發(fā)明的方法。含水量也足夠少，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，沒(méi)有更加需要可水合的或可水硬凝結(jié)的固體。
同樣用于灰加工中的另一個(gè)實(shí)施形式在于，與固體分開(kāi)地用水打濕灰粉材料并且隨后才將其與濕潤(rùn)固體混合。
不過(guò)，在直接將干灰混入濕渣中的情況下，由于渣含有預(yù)定的水量，所以可混合灰量至今都很有限。在這里，也出現(xiàn)了干物質(zhì)與濕物質(zhì)混合的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，可以在加工灰的每個(gè)實(shí)施形式中處理比至今在預(yù)定渣水量的情況下仍然如此的灰明顯更多的灰。另外，還產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)，即已濕潤(rùn)的材料可被混入渣或濕潤(rùn)固體中，從而就象在沒(méi)有灰的加工過(guò)程中那樣，得到了與現(xiàn)有技術(shù)相比更短的停留時(shí)間和進(jìn)而反應(yīng)器體積的最佳利用以及顆粒質(zhì)量的顯著提高。
通過(guò)將水加入灰中，灰先被打濕，灰粒的自由表面和部分在毛細(xì)孔內(nèi)的表面被浸濕。通過(guò)浸濕避免了，在添加固體后，在某些點(diǎn)上，固體/水的重量比回固體/灰的重量比在適當(dāng)?shù)姆秶狻?br> 一個(gè)在所有的灰加工中但尤其在難打濕灰時(shí)并在使用生石灰時(shí)生效的優(yōu)點(diǎn)在于，氧化鈣與水反應(yīng)而形成氫氧化鈣，由此出現(xiàn)有利于灰粉材料可浸濕性的高pH值。
為了最佳地控制并影響工作過(guò)程，適當(dāng)?shù)剡B續(xù)和/或間斷地測(cè)量混合成粒溫度并根據(jù)測(cè)量溫度來(lái)控制水添加量和/或固體添加量和/或混合成粒速度。
當(dāng)混合成粒速度(通過(guò)混合反應(yīng)器/成粒裝置的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié))的調(diào)節(jié)能夠調(diào)節(jié)在混合反應(yīng)器中的停留時(shí)間時(shí)，水添加量及固體添加量影響所出現(xiàn)的混合成粒溫度并進(jìn)而影響反應(yīng)速度。
本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備，它具有一個(gè)包括一混合容器及一個(gè)可被驅(qū)動(dòng)的混合裝置、一個(gè)用于可水合或可水硬凝結(jié)的固體的供料裝置、至少一個(gè)用于要成粒材料的供料裝置、一供水裝置的混合反應(yīng)器以及一成粒裝置。
借助本發(fā)明的設(shè)備，可以減少在固體與要成粒材料混合時(shí)的問(wèn)題，并且可以按照任何混合比地把渣狀材料和灰粉材料加工成質(zhì)量始終很高的顆粒。
如此實(shí)現(xiàn)該目的，即該供水裝置如此與用于固體的供料裝置連通，即可用輸入的水打濕輸入的固體。在這里，如此設(shè)計(jì)供水裝置，即固體甚至在它們接觸到已在混合容器中的其它材料前就被打濕了。
此外，適當(dāng)?shù)匕鸦旌先萜髟O(shè)計(jì)成混合滾筒的形式并且混合裝置成帶有被固定于其上的混合工具的混合軸的形式。
在混合容器下游的成粒裝置最好在空間上與混合容器分開(kāi)，如成歐洲專利EP 0805786B1的形式。但本發(fā)明也包括一個(gè)單級(jí)的混合成粒裝置，其中帶有固定于其上的混合成粒工具的混合容器或混合裝置進(jìn)行顆粒制造。
一個(gè)排余汽裝置被有利地安置在混合容器上，通過(guò)該排余汽裝制，在混合成粒期間內(nèi)變干燥的濕氣被從混合容器中排出。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施形式，一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器被安置在混合容器中，所述溫度感應(yīng)器與一個(gè)測(cè)控裝置相連，其中該測(cè)控裝置被連接到供水裝置和/或固體供給裝置和/或該混合裝置的驅(qū)動(dòng)裝置上。
由此能夠?qū)庸?shù)且尤其是出現(xiàn)的溫度、在反應(yīng)器中的停留時(shí)間、顆粒殘留水分和進(jìn)而對(duì)顆粒質(zhì)量產(chǎn)生最佳影響。
此外，可以通過(guò)已知方式從外界把混合成粒溫度的理論值輸入該測(cè)控裝置中。
為了使無(wú)法水合或水硬凝結(jié)的灰能夠成粒，可以把這種灰且尤其是氧化灰和/或碳灰供給該混合容器。
在優(yōu)選方式中，可以通過(guò)固體供給裝置把灰粉材料送入混合容器，在這里，固體和灰可一起被水打濕。灰粉材料可以在其接觸到已在混合容器中的材料并與之混合前就已被打濕。
根據(jù)另一個(gè)特征，在混合容器上設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的供給裝置，通過(guò)此供給裝置，灰粉材料可被送入混合容器，另一個(gè)供水裝置如此與該供灰裝置連通，即通過(guò)該單獨(dú)的供灰裝置供給的灰可借助由所述的另一個(gè)供水裝置輸入的水被打濕。
所述的另一個(gè)供水裝置是如此設(shè)置的，即灰粉材料甚至在其接觸到已在混合容器中的其它材料并與之混合前就被打濕了。
混合容器2配備有一個(gè)供應(yīng)固體7如生石灰的供料裝置6以及一個(gè)供應(yīng)渣9的供料裝置8。另外，混合容器2配備有一個(gè)用于顆粒11的排出裝置10和一個(gè)用于余汽13的排出裝置12。灰14還可以被送入用于固體7的供料裝置6并且一個(gè)供水裝置15通入固體供給裝置6。
最好把供應(yīng)固體7和渣9的供料裝置6、8設(shè)計(jì)成裝料管接頭的形式。固體7和渣9通過(guò)其各自的裝料裝置(圖中未示出)先被裝入該供料裝置。此外，最好把供水裝置15設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)噴嘴的形式，從所述噴嘴中噴出‘錐體水流’。裝載固體和灰的裝料裝置直接在此依靠錐體水流來(lái)輸送。結(jié)果，馬上直接打濕了固體和灰。
在混合反應(yīng)器1工作時(shí)，生石灰和氧化灰通過(guò)供料裝置6被裝入混合容器2并且同時(shí)通過(guò)供水裝置15把水噴入混合容器2中，因此打濕了灰和生石灰。被驅(qū)動(dòng)的混合軸3通過(guò)混合成粒工具4產(chǎn)生一股流向顆粒排出裝置10的材料流16。水、生石灰和灰相互混合并且水和生石灰開(kāi)始相互反應(yīng)而生成Ca(OH)2，即真正的粘合劑。濕渣通過(guò)供料裝置8被裝入混合容器2中并與由濕灰和部分反應(yīng)的濕潤(rùn)生石灰構(gòu)成的混合物混合。在進(jìn)一步的混合成粒期間內(nèi)，殘余的生石灰發(fā)生反應(yīng)并且混合物在混合路程的第二部分中形成顆粒11，顆粒11通過(guò)該顆粒排出裝置10被從混合容器2中排出。由于生石灰與水反應(yīng)釋放出熱量，部分殘留的水被蒸發(fā)并以蒸汽13形式通過(guò)余汽排出裝置12被排出。
為測(cè)量混合成粒溫度，在混合容器2的適當(dāng)位置上設(shè)置了通過(guò)信號(hào)線18與溫控裝置19相連的溫度傳感器17。從外界把溫度理論值20輸入測(cè)控裝置19中，必要時(shí)，輸入其它加工參數(shù)和成粒參數(shù)，如顆粒殘留的含水量、停留時(shí)間、水和生石灰的供料速度等(圖中未示出)的理論值和實(shí)際值。在通過(guò)測(cè)控裝置19進(jìn)行完理論值/實(shí)際值對(duì)比后，或許在考慮預(yù)定的公差閾值的情況下，測(cè)控裝置19可以對(duì)各設(shè)備部分如驅(qū)動(dòng)混合軸3的電機(jī)5、一個(gè)設(shè)置在供水裝置15中的泵21或一個(gè)控制生石灰添加量的計(jì)量裝置22進(jìn)行控制。
圖2中所示的實(shí)施例與

圖1中所示的實(shí)施例的不同之處在于，還設(shè)有一個(gè)用于灰23的獨(dú)立的供給裝置25。另一個(gè)最好是結(jié)構(gòu)和功能與所述供水裝置15相同的供水裝置24與該獨(dú)立的供灰裝置25連通。
此外，在混合反應(yīng)器1的下游設(shè)置一個(gè)在結(jié)構(gòu)上與之分開(kāi)的成粒裝置26，在該成粒裝置中進(jìn)行顆粒制造。
由于水與生石灰發(fā)生放熱反應(yīng)，所以在混合容器中出現(xiàn)約91℃-92℃的恒定溫度。在排出余汽后，含有約18％的殘留水量的成粒材料被排出。
權(quán)利要求
1.渣狀材料和/或灰粉材料的成粒方法，其中要成粒材料與可水合的或可水硬凝結(jié)的固體和水混合，所述固體與水發(fā)生放熱反應(yīng)并在混合物中起到粘合劑的作用，其中該固體可以全部或部分地水合或凝結(jié)并且含有全部或部分水合的或凝結(jié)的固體的混合物被制形成顆粒，其特征在于，該固體和或許要成粒的灰粉材料被水打濕或浸濕，隨后和/或基本上同時(shí)地，該固體與要成粒材料進(jìn)行混合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如此多的水被添加到該固體中，從而在后續(xù)的混合過(guò)程和/或成粒過(guò)程中出現(xiàn)一個(gè)支持或?qū)崿F(xiàn)未反應(yīng)水進(jìn)一步干燥的溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此多的水被加到固體中，從而使混合溫度從80℃達(dá)到97℃并最好從88℃達(dá)到95℃。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，至少等于固體完全水合或凝結(jié)所需水量的水量被添加到該固體中。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，生石灰且最好是硬生石灰被用作可水合的或可水硬凝結(jié)的固體。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，基本上同時(shí)并與該固體一起用水打濕灰粉材料。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，該渣狀材料在該固體已用水打濕后與該固體混合。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，使用含有20％-50％并最好是30％-40％水量的渣狀材料。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，與該固體分開(kāi)地用水打灰粉材料并且隨后與濕潤(rùn)固體混合。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，連續(xù)和/或間斷地測(cè)量該混合成粒溫度并且根據(jù)該測(cè)量溫度來(lái)控制水添加量和/或固體添加量和/或該混合成粒速度。
11.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-10之一所述方法的設(shè)備，它有一個(gè)包括一混合容器(2)、一可被驅(qū)動(dòng)的混合裝置(3)、一個(gè)用于可水合的或可水硬凝結(jié)的固體(7)的供料裝置(6)、至少一個(gè)用于要成粒材料(9，14，23)的供料裝置(6，8，25)、一供水裝置(15)的混合反應(yīng)器(1)以及一成粒裝置，其特征在于，供水裝置(15)如此與用于固體(7)的供料裝置(6)連通，即通過(guò)輸入的水來(lái)打濕供應(yīng)的固體。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，一個(gè)余汽排出裝置(12)被設(shè)置在混合容器(12)上。
13.如權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(17)被設(shè)置在混合容器(2)中，溫度感應(yīng)器(17)與一個(gè)測(cè)控裝置(19)相連，測(cè)控裝置(19)與供水裝置(15)和/或一用于固體(7)的計(jì)量裝置(22)和/或混合裝置(3)的驅(qū)動(dòng)裝置(5)相連。
14.如權(quán)利要求11-13之一所述的設(shè)備，其特征在于，灰粉材料(14)可以由所述固體供給裝置(6)被送入混合容器(2)中，固體(7)和灰(14)可一起通過(guò)由所述供水裝置(15)供應(yīng)的水被打濕。
15.如權(quán)利要求11-14之一所述的設(shè)備，其特征在于，一個(gè)單獨(dú)的供給裝置(25)被設(shè)置在混合容器(2)上，可通過(guò)該供給裝置把灰粉材料(23)供給混合容器(2)，供灰裝置(25)如此與另一個(gè)供水裝置(24)連通，即由該單獨(dú)的供灰裝置(25)送入的灰(23)可以通過(guò)借助所述的另一個(gè)供水裝置(24)送入的水被打濕。
全文摘要
本發(fā)明涉及渣狀材料和/或灰粉材料的成粒方法，其中要成粒材料與可水合或可水硬凝結(jié)的固體和水混合，固體與水發(fā)生放熱反應(yīng)并在混合物中起粘合劑的作用，該固體可以全部或部分地水合或凝結(jié)，含有全部或部分水合的或凝結(jié)的固體的混合物被制成顆粒，所述顆粒和或許要成粒的灰粉材料被水打濕或浸濕，隨后和/或基本上同時(shí)地，固體與要成粒材料混合。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。
文檔編號(hào)C04B18/02GK1430587SQ01809837
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月20日
發(fā)明者C·埃欽格爾, A·埃格納, G·施雷, S·策特爾 申請(qǐng)人:沃斯特-阿爾派因工業(yè)設(shè)備制造股份有限公司