氣體必須穿過基座(bed)，并且使沿容器壁逸出的氣體最少。氣體分布設(shè)備(7)的上下倒錐的形狀也有助于保持穿過容器的活塞流。特別地，相比于現(xiàn)有技術(shù)氣體分布器，下部倒錐的部分產(chǎn)生較小的摩擦，從而較小的流動(dòng)干擾。
[0052]參照圖2、3和4，更詳細(xì)地描述氣體分布設(shè)備(7)，尤其是氣體分離器(8)。每個(gè)氣體分布設(shè)備(7)的氣體分離器(8)包括內(nèi)部支撐柱(32)，其支持一系列同心的耐熱和耐磨環(huán)形元件，在這種情況下，以短長度直徑減小的環(huán)形管道(13)的形式，繞共同的中心線布置從而形成階梯式的倒錐。相鄰環(huán)形元件(13)的尺寸能夠在其間形成環(huán)形間隔。此外，相鄰環(huán)的相對端可以至少部分地重疊，以使得出氣口為使用時(shí)向下導(dǎo)向的垂直延伸的環(huán)形通道的形式。環(huán)形元件的高度可以是相同的或不同的。
[0053]在氣體分布設(shè)備(7)的頂部提供會(huì)聚的圓錐(9)，確保沿容器中心線產(chǎn)生真正的固體材料會(huì)聚發(fā)散內(nèi)部流。
[0054]根據(jù)每個(gè)容器的容量選擇氣體分布設(shè)備(7)的尺寸，反過來，每個(gè)容器的容量是基于所需的總?cè)萘亢蛶缀涡螤顏磉x擇的。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出合適的選擇。
[0055]雖然多個(gè)容器(I)通常位于熔煉過程(21)上的同一層面，但是，如果進(jìn)料布置和布局允許或需要的話，一些容器可以設(shè)置在不同層面。
[0056]在使用中，每個(gè)容器⑴通過容器上端的端口(15)填充冷的進(jìn)料材料。冷的進(jìn)料材料存儲(chǔ)在容器的上部進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)(2)，該存儲(chǔ)區(qū)與氣體收集區(qū)(4)和加熱區(qū)(5&6)通過合適的管板或地板(14)隔開，但通過多個(gè)進(jìn)料管道(3)連接到上部加熱區(qū)(5)，進(jìn)料管道(3)從管板或地板(14)向下延伸的穿過氣體區(qū)(3)。上部進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)(2)為未加熱的進(jìn)料材料提供充足的存儲(chǔ)空間，從而能夠在常規(guī)運(yùn)行期間恒定地向下吸取，并且在熔煉過程(21)的流出(tapping)期間快速地向下吸取。在熔煉過程中，隨著下部加熱區(qū)(6)中的經(jīng)加熱的材料通過進(jìn)料管道(16)從容器(I)中被吸取，材料在重力作用下通過進(jìn)料管道(3)被送入到上部加熱區(qū)(5)。因此，多個(gè)進(jìn)料槽(3)提供了阻塞進(jìn)料布置，以確保氣體收集區(qū)(4)和加熱區(qū)(5&6)中存在的氣體不會(huì)逸出到周圍環(huán)境。
[0057]預(yù)熱所需的熱氣體是燃燒的CO氣體或等同物與較冷的稀釋氣體的混合物。CO氣體供應(yīng)(19)通常為在熔煉過程中生成的含塵CO氣體，然后在壓力作用下被供應(yīng)到至少一個(gè)燃燒室(17)之前在干式或濕式凈化系統(tǒng)(20)中被凈化一一燃燒室(17)的數(shù)目并不一定要對應(yīng)氣體分布設(shè)備(7)的數(shù)目——其中CO氣體與環(huán)境空氣(18)在亞化學(xué)計(jì)量狀態(tài)下(sub stoich1metricalIy)燃燒并且與來自預(yù)熱氣體凈化裝置(23)的較冷的稀釋氣體
(22)混合，從而調(diào)節(jié)燃燒室(17)排出的熱氣體的溫度。這種熱的氣體通過管道網(wǎng)絡(luò)被運(yùn)送到每個(gè)容器。在每個(gè)容器的上游，使用調(diào)節(jié)/截止閥(24)來控制供應(yīng)給特定容器(I)的熱氣體的量。如果使用了多個(gè)連接管道(11)，容器處的管道系統(tǒng)可以充當(dāng)歧管。進(jìn)入氣體分布設(shè)備(7)的至少一個(gè)連接管道(11)中的熱氣體被運(yùn)送到氣體分離器(8)，在該氣體分離器中氣體被送入加熱容器(I)。如圖4所示，氣體分布設(shè)備(7)的截面示意圖示出了氣流通過由各種直徑和高度的環(huán)形元件(13)構(gòu)成的空氣通道從氣體分布設(shè)備(7)的氣體分離器
(8)排出。
[0058]上部加熱區(qū)(5)上方頂部排出的氣體通過位于氣體區(qū)(4)的至少一個(gè)排氣端口
(12)被吸取。每個(gè)容器的排氣端口(12)通過每個(gè)端口(12)上的調(diào)節(jié)/截止閥(25)被連接到通向至少一個(gè)干式或濕式預(yù)熱氣體凈化裝置(23)的管道網(wǎng)絡(luò)。調(diào)節(jié)/截止閥(25)用來控制排出氣體溫度和頂部氣體的壓力。一部分預(yù)熱氣體凈化裝置(23)排出的凈化氣體被管道連接至如上文所述的要被用作冷稀釋的燃燒室，或者排放到大氣。當(dāng)使用干式預(yù)熱氣體凈化裝置(23)時(shí)，用作至燃燒室(17)的稀釋氣體的該部分凈化氣體部分被冷卻下來。
[0059]在特定容器(I)的氣體區(qū)(4)中一旦發(fā)生過壓或緊急情況，每個(gè)容器(I)上的緊急截止閥(26)自動(dòng)打開，以通過煙囪(stack)將氣體排至大氣。
[0060]一種獨(dú)特的控制算法使輸入到預(yù)熱模塊的功率最大化，并確保穩(wěn)定的進(jìn)料材料溫度，以保持在恒定的容器所能承受的上限溫度。這種控制方法允許功率輸入迅速反應(yīng)于進(jìn)料材料的進(jìn)給速度的變化。使用(通過兩個(gè)或更多熱電偶進(jìn)行測量的)上部區(qū)域的進(jìn)料材料輸入到算法中，作為模式I。作為一種替代，即模式2，使用廢氣流溫度輸入到算法中，用于調(diào)節(jié)功率輸入。在這兩種模式下，控制要到位，確?？刂泼總€(gè)容器的進(jìn)料材料的排放溫度，以防止過熱。
[0061]本方法中使用了許多直徑較小的容器，代替了現(xiàn)有技術(shù)方法中使用單個(gè)大容器，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:
[0062]?由于錐形排出的錐度對放慢材料沿壁向下吸取速率起到較小的作用通過進(jìn)料材料的活塞流垂直向下地流動(dòng)實(shí)現(xiàn)了更均勻地加熱，并且增大了容器中心向下吸取速率；
[0063].如果多個(gè)容器中的一個(gè)要被脫機(jī)用于維修，雖然減少了容量，但是提高了系統(tǒng)可用性；以及
[0064].由于要被預(yù)熱的進(jìn)料材料體積較小，提高了裝置的可操作性和控制性，降低了熔煉爐建造的資本投入。
[0065]本發(fā)明的氣體分布器設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)包括:
[0066].由于氣體被引入到較大面積上并且在不同高度，因此氣體分布更均勻；
[0067].由于分布孔的定向而減少了與固體介質(zhì)流動(dòng)的干擾；以及
[0068].由于向下導(dǎo)向的環(huán)形流道而減少了對流道的限制和阻塞。
[0069]應(yīng)當(dāng)理解，以上僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并且可能有許多種變化而不脫離本發(fā)明的精神和/或范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣體分布裝置，適合用于加熱顆粒材料的加熱裝置，所述氣體分布裝置包括: 具有進(jìn)氣口裝置和出氣口裝置的外殼； 所述外殼包括可操作上部區(qū)域、中間區(qū)域和可操作下部區(qū)域，所述出氣口裝置設(shè)置在所述可操作下部區(qū)域中； 其特征在于，所述可操作下部區(qū)域具有向下逐漸變細(xì)、會(huì)聚的結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的氣體分布裝置，其中，所述下部區(qū)域基本上呈圓錐形。3.如權(quán)利要求2所述的氣體分布裝置，其中，所述下部區(qū)域?yàn)榈瑰F的形式。4.如權(quán)利要求1至3中任一所述的氣體分布裝置，其中，所述可操作下部區(qū)域包括跨度減少的多個(gè)離散環(huán)，所述離散環(huán)至少部分地位于彼此下方從而形成階梯式圓錐，所述出氣口裝置由跨度減少的相鄰環(huán)之間的環(huán)形間隔確定。5.如權(quán)利要求4所述的氣體分布裝置，其中，所述離散環(huán)為環(huán)形截面的圓柱環(huán)的形式。6.如權(quán)利要求5所述的氣體分布裝置，其中，所述相鄰環(huán)的相對端至少部分地重疊，以使得所述出氣口是使用時(shí)向下導(dǎo)向的垂直延伸的環(huán)形通道的形式。7.如前述權(quán)利要求中任一所述的氣體分布裝置，其中，所述氣體分布裝置包括圓柱形的中間區(qū)域，所述進(jìn)氣口裝置與所述中間區(qū)域是流體連通的。8.如權(quán)利要求7所述的氣體分布裝置，其中，所述氣體分布裝置包括設(shè)置在所述中間區(qū)域的邊界中的至少一個(gè)開口，所述開口與從所述開口向外徑向地延伸的氣體連接管道是流體連通的。9.如前述權(quán)利要求中任一所述的氣體分布裝置，其中，所述氣體分布裝置的所述上部區(qū)域具有逐漸變細(xì)的結(jié)構(gòu)，更具體地，具有基本上圓錐形的結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求1所述的氣體分布裝置，基本上為本文參照附圖所描述的。11.一種加熱裝置，適合用于加熱顆粒材料，所述加熱裝置包括: 圓柱形容器，具有可操作上部進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)、位于所述進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)下方的氣體收集區(qū)和位于所述氣體收集區(qū)下方的上部加熱區(qū)，其特征在于，所述上部進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)和所述上部加熱區(qū)是通過所述氣體收集區(qū)利用在所述上部進(jìn)料儲(chǔ)存區(qū)與所述上部加熱區(qū)之間延伸的多個(gè)進(jìn)料管道而流體連通的。12.如權(quán)利要求11所述的加熱裝置，其包括如權(quán)利要求1至10中任一所述的氣體分布 目.ο13.如權(quán)利要求12所述的加熱裝置，其中，所述氣體分布裝置位于所述加熱裝置的所述上部加熱區(qū)中。14.如權(quán)利要求11、12或13所述的加熱裝置，其中，所述加熱裝置為預(yù)熱器的形式，用于在將材料送入熔煉過程之前加熱塊狀的和/或顆粒狀的材料的混合物。15.如權(quán)利要求11所述的加熱裝置，基本上為本文參照附圖所描述的。16.一種用于加熱固體材料的加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括至少兩個(gè)如權(quán)利要求11至15中任一所述的加熱裝置。17.如權(quán)利要求16所述的加熱系統(tǒng)，其中，所述加熱系統(tǒng)的所述加熱裝置在其可操作下部區(qū)域處通過依次連接所有所述裝置至目標(biāo)目的地的進(jìn)料管道被連接。18.如權(quán)利要求17所述的加熱裝置，其中，所述目標(biāo)目的地為熔煉過程。19.如權(quán)利要求17所述的加熱裝置，其中，基本上為本文參照附圖所描述的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加熱裝置，以及一種所述加熱裝置中使用的氣體分布器。更具體但不排他地，本發(fā)明涉及用于在材料被運(yùn)送至熔煉過程之前加熱該材料的預(yù)熱器，并且涉及在這種加熱裝置中使用的加熱氣體分布器。所述加熱氣體分布器包括具有進(jìn)氣口裝置和出氣口裝置的外殼。所述外殼包括可操作上部區(qū)域和可操作下部區(qū)域，所述出氣口裝置設(shè)置在所述可操作下部區(qū)域中。所述可操作下部區(qū)域具有向下逐漸變細(xì)的結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】F27D3/00, F26B17/14, F27B1/00, F27D7/02
【公開號(hào)】CN105143802
【申請?zhí)枴緾N201380054562
【發(fā)明人】彼得勒斯·約翰尼斯·瓊克, 倫道夫·布魯斯·諾斯, 富蘭克林·喬治·林克
【申請人】特諾恩礦產(chǎn)私人有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2013年10月18日
【公告號(hào)】EP2909551A1, WO2014060996A1