粉煤灰处理系统和方法

专利名称：粉煤灰处理系统和方法
技术领域：
本发明主要涉及用于使粉煤灰(fly ash)的微粒组分与处理流体相结合的方法和装置。特别是，本发明提供了受控的添加处理流体材料到大量粉煤灰材料。
背景技术：
粉煤灰是从电力生产中煤炭燃烧气体中回收的微细玻璃粉(glass-powder)。这些微米大小的粉煤灰颗粒主要包括硅、铝和铁，还可能包括各种其他氧化物和残余的碳。
粉煤灰可作为多种添加剂用于不同的材料。例如，与石灰和水混合后，粉煤灰形成与波特兰水泥的特性非常相似的水泥质混合物。由于这一相似性，粉煤灰能够在混凝土中替代一部分水泥。此外，由于粉煤灰包括非常细小的微粒，其可以有利地被用作塑料中的填料。
在混凝土的形成中，将通常称为加气掺料的表面活性剂添加到混凝土经常是有利的，以使气体空间稳定在足够的体积上，并且适当的气泡分布和空间定位，以提供抗冷却和熔化循环的保护。气体空间的分布方式对于混凝土的冷却-熔化抗性很关键。表面活性剂被添加到混凝土混合料中，以降低水的表面张力，从而稳定气体空间系统，另外还在混凝土的混合和浇注中调整加气剂的量。
尽管粉煤灰被添加到混凝土中时具有良好的水泥特性，但是粉煤灰，更明确的说是粉煤灰碳(fly ash carbon)(通常与点火损失挂钩)对混凝土中的加气剂有不利的影响。这个关键问题与碳粉煤灰吸附诸如化学加气掺料的活性材料的能力有关，因此导致表面活性剂的浓度显著降低，并由此导致所加的气体空间体积减小。随着碳含量波动，由于对于指定的气体体积难以确定正确的化学加气掺料用量，则由粉煤灰碳的变动所带来的不利影响尤为严重。
用于塑料中时，粉煤灰被诸如偶联剂(coupling agent)或表面改进材料之类的敷料所涂敷，以提高粉尘作为填料使用的物理特性。另外，粉煤灰还可被其它的必需物质处理，以用作特殊用途。
在与混凝土、塑料或其他物质混合前，粉煤灰可以被一或多种混合物处理，以改善其化学或物理特性。如果粉煤灰被液体混合物处理，这种处理的效果至少在部分上依赖于处理流体在大量粉尘物质中的散布。微米大小的粉煤灰颗粒在与处理流体的混合上存在特殊的问题。细小的颗粒尺寸使得处理流体难以散布到大量颗粒之间。由于粉煤灰材料结块，故处理流体和粉尘在转筒或类似混合装置中的结合效果不佳。更复杂的混合设备能够提供更充分的混合，但是需要增加资金支出。
本发明希望提供一种改进的粉煤灰处理方法和系统，克服流体处理剂与大量粉煤灰混合的难题。本发明进一步提供一种生产标准粉煤灰的方法和系统，无需对当前的粉煤灰生产和控制方法进行大改动，因此实施该方法所相关的资金支出被减至最少。

发明内容
本发明的方法和系统提供了一种改进的粉煤灰与液体结合方式，以使液体被良好地散布到粉煤灰之中，并可与粉煤灰发生反应或包敷粉煤灰颗粒。本发明通过均匀散布处理流体到流动的粉煤灰流中来实现此种混合。当粉煤灰正在流动时，通过将处理流体散布到粉煤灰中，该方法相比当大量固体流动时所发生的自然混合和颗粒运动具有优势。进一步，当粉煤灰自由流动时，通过重力自由降落或气动传送，粉煤灰展示出流体的流动特性。在流态化时对粉煤灰进行处理进一步改进了处理流体和粉尘的混合和相互作用。
根据本发明的一个实施例，粉煤灰流直接通过管道。通过在粉煤灰流动时用作散布和喷射处理流体到管道之中的喷嘴，处于压力下的粉煤灰流被供应给管道。优选地，根据本实施例，流量测量装置测量粉煤灰的流量。自动化控制器被连接到流量测量装置和处理流体泵。该控制器被编程，其根据所测得的粉煤灰流量来控制处理流体的增压，以使处理流体以与粉煤灰固定的比例被供应给管道。
根据本发明的另一实施例，粉煤灰处理系统是一个可以附加到现有的粉煤灰存储系统的孤立系统。典型的现有粉煤灰处理系统具有筒仓(silo)，该筒仓包括筒仓排出、筒仓排出阀；位于该筒仓排出下的容纳器装载站；以及用于衡量该容纳器的秤。附加到筒仓站的该系统包括处理流体供应，比如箱；从处理流体供应引出的处理流体提供线；用于为处理流体增压的设备或装置；以及位于处理流体提供线末端对着该流体供应用于接受和喷射流体的喷嘴。该系统还包括具有多输入和多输出的自动化控制器，其至少有一个输出操作地连接到增压装置上以用于控制处理流体流量。通过将系统的喷嘴布置到筒仓排出的壁之内，将筒仓排出阀操作地连接到控制器的输出上，操作地连接该秤到控制器的输入上(可能通过刻度指示器)，该系统可被容易地安装到筒仓站上。
该被安装的系统由控制器自动控制。当排出阀开启、粉煤灰开始流动时，控制器启动增压装置，以在粉煤灰经过筒仓排出进入诸如卡车或机动轨道车的容纳器的过程中将处理流体供应给粉煤灰。通过监控该秤，控制器连续监控粉煤灰的流量。控制器根据编程的参数调节对处理流体的增压，以保持处理流体与粉煤灰的流量成比例。当容纳器接近其最大容量时，控制器关闭筒仓排出阀并停止处理流体的流动。
通过在粉煤灰流经筒仓排出或其他传输粉煤灰所需要的管道时处理粉煤灰得到了许多益处。仅需最少地改进先前存在的筒仓，即可将筒仓转变为处理站。通过将流排放喷嘴配置到筒仓排出之内，并在系统的控制器和筒仓的操作控制上进行很少的电连接，该系统即被容易地安装。
该系统是一个经济的系统，无需对现存设备追加资金设备或昂贵的改进即可被添加到现存筒仓上。


在概括地描述本发明之后，现在参考附图，这些附图并不是必要地按比例绘制，其中图1是根据本发明一个实施例的管道图，该管道容纳粉煤灰流和被散布到粉煤灰流中的处理流体；图2是根据本发明另一实施例的粉煤灰处理系统的过程略图；图3是根据本发明另一实施例的自动化粉煤灰处理系统的过程略图；图4是根据本发明另一实施例、结合了移动容器的粉煤灰处理系统的过程略图；图5是根据本发明另一实施例、具有双成分处理流体的自动化粉煤灰处理系统的过程略图；以及图6是自动化粉煤灰处理系统的过程略图，该处理系统便于连接到预先存在的筒仓存储系统中。
具体实施例方式
下文中将参照附图对本发明进行更加完整的描述，这些附图展示了本发明部分而非全部的实施例。事实上，本发明能够以多种方式实施，而不应局限于此处所提供的实施例。然而，提供这些实施例以使公开能够满足申请所需的法律要求。全文中，相同的标号表示相同的部件。
参见图1，本发明的系统和方法提供了处理流体20的流，以及将处理流体20散布到流动的粉煤灰10的流中，以便粉煤灰和处理流体紧密混合，从而使处理流体20涂敷粉煤灰10或者更好地与粉煤灰中的组分发生发应。自由流动的粉煤灰以类似流动的(fluid-like)状态而流动，并容易地与引入该流动的流中的物质混合。通过将处理流体20引入到粉煤灰的类似流动流中，处理流体20被很好地散布到粉煤灰中，而不存在与先前混合大量固体方法所相关的困难。
粉煤灰10是煤粉燃烧所产生的任意细微灰烬产物。粉煤灰是氧化铝、硅、未燃烧的碳以及各种金属氧化物的混合物，上述金属氧化物可能包括铁、钙、镁、钾、钠、硫磺和钛的氧化物。粉煤灰可以是C类粉煤灰或F类粉煤灰，但并不局限与此。根据原始煤中的碳含量、煤的燃烧方法以及任意粉煤灰燃烧后的处理，粉煤灰的未燃烧碳含量(LOI)在0.1wt％到10.0wt％之间，典型在0.1wt％到6.0wt％之间。
处理流体20可以是液体或包含溶液或多溶液混合物的液体混合物，液体或液体混合物有利于散布到流动的粉煤灰流中，以便于与粉煤灰的组分发生反应或沉降在粉煤灰微粒表面。该系统和方法适用于一系列的可用处理流体。示范性处理流体是包括如此处所详细描述的表面活性剂、牺牲剂和涂料化合物(coating compound)的流体，但并不限于此。
粉煤灰优选在其处于流体流动状态时与处理流体混合。如本领域所公知的，通过使粉煤灰从第一容器自由降落到高度较第一容器低的第二容器中，或者通过使用气动传送设备，可以获得类似流动状态的流。该气动传送设备典型使粉煤灰沿水平或下倾的方向运动，不过可以用于使粉煤灰在保持类似流动状态的流的同时以任意方向传输粉煤灰。
参见图2，本发明的一个实施例中包括用于将处理流体的流引入到流动的粉煤灰流中的系统。在穿过粉煤灰管道14从第一容器12自由降落到第二容器16的过程中，粉煤灰显示为流体流动。第二容器16优选为诸如用于运输处理后的粉煤灰的卡车拖车或者有轨车之类的移动容器。可选地，第二容器16为中间存储容器，并且处理后的粉煤灰随后通过重力流动、气动传送、螺纹进料、回转阀等被传递到移动容器中。
处理流体在压力下供给，并通过喷嘴被很好地散布到粉煤灰中。处理流体的供给通过增压装置24馈送，增压装置24为处理流体增压，并经由处理流体馈送线26将处理流体在压力下供给到粉煤灰管道14。处理流体优选的通过喷嘴被引入到管道中，以使得处理流体被很好地散布到管道14中。
如此处用到的，“增压装置”这个词通常描述能够通过重力、位移、离心力、电磁力、动量转移或机械推动的手段，使流体从一个位置移动到另一位置的设备或装置。优选的增压装置是从处理流体供应22的供应接收流体并馈送到流体馈送线26的计量泵。计量泵的使用，使得通过调节泵速可以方便地调节流体的流量。尽管每一个实施例中都允许使用多种增压装置，但为了方便起见，在下述讨论的实施例中，计量泵被用作典型的泵。另一优选的泵布置是为流体提供容器22提供增压的空气，在压力的作用下推动流体从容器22流出并穿过流体馈送线26。
当然，可以采用多个供应和增压装置，以提供实质上无限量的处理流体到管道14。如图所示，通过增压装置44，通过提供第二处理流体42的供应，系统中可以增加第二处理流体，从而将被增压的第二处理流体流46提供给处理流体馈送线26。
参见图3，本发明的一个可选实施例包括将处理流体26的流引入到流动的粉煤灰流的系统，其中粉煤灰的流动速度被监控并据此对处理流体进行调节。通常，粉煤灰穿过粉煤灰管道14从第一容器12自由降落到第二容器16，并且展现为流体流动。处理流体在压力下被供应并通过喷嘴被引入到粉煤灰中。
处理流体22的供应供给泵24，泵24为处理流体增压，并在压力下通过处理流体馈送线26将处理流体供应给粉煤灰管道14。控制器100被工作连接到流量测量装置82上，该流量测量装置添加在第二容器16上，其能够测量粉煤灰的流量。基于所测得的粉煤灰流量，控制器100自动调节泵24供应给粉煤灰的处理流体的速度，使该速度与粉煤灰流量的比值为预定值。
参见图4，示出了本发明的一个实施例，该实施例与用于将粉煤灰排入诸如机动轨道车或卡车拖车之类的移动容器17的粉煤灰存储筒仓13相关。为了运输粉煤灰，位于存储筒仓13中的粉煤灰通过筒仓排出15被释放到移动容器17中。排出15可以是重力馈送或气动助力的。在这两种情况下，粉煤灰移动经过筒仓排出15时呈现出类似流动态。
为使粉煤灰开始流动，与筒仓排出15相符合的筒仓排出阀70被打开。处理流体22的供应馈送处理流体供应阀24，处理流体供应阀24在压力下供应处理流体给排出喷嘴30。处理流体的速度主要由泵24的速度决定。泵24的速度被校准，以使处理流体的总供应量与粉煤灰的流动速度相对应。粉煤灰的平均流量可通过预先试验测定，或者由流量仪实时校准。根据一个实施例，移动容器17被放置在秤80上。通过在从筒仓13到移动容器17的粉煤灰传递过程中使用秤80，可以很容易地确定粉煤灰流动时的粉煤灰流量。
当粉煤灰流动和处理流体被散布到粉煤灰中时，包括排出15的子系统可被视为连续或准连续系统，该系统中在连续的基础上引入处理流体并与粉煤灰混合。
如上述所讨论的，处理流体20是包括溶解固体的任意液体或液体混合物，其通过与粉煤灰的组分发生反应或沉降到粉煤灰颗粒的表面以改变粉煤灰的物理或化学原始特性。处理流体的典型实施例是牺牲剂、表面活性剂和涂料化合物。
牺牲剂是一种易于与粉煤灰材料中的单体碳结合的化学合成物，从而降低粉煤灰中碳的活性。牺牲剂用于与粉煤灰中的未反应碳进行反应，并考虑到在随后的混凝土制造过程中添加的任何表面活性剂而中和碳。牺牲剂预期对所得到的混凝土混合物的加气处理特性影响极小。因此，该牺牲剂优选不是强表面活性剂。牺牲剂本身，并非略微降低混凝土中水和固体颗粒间的表面张力。
牺牲剂优选为弱表面活性剂，例如带有一个或多个磺酸盐(或酯)、羧酸酯或氨基、和这些基团的组合的芳族有机化合物；具有约2000Da或更小分子量的乙二醇或乙二醇衍生物；和这些化合物的任意组合。更优选的是，该牺牲剂为苄胺、1-萘甲酸钠、2-萘磺酸钠、二-丁基萘磺酸钠、乙二醇苯基醚、乙二醇甲基醚、丁氧基乙醇、二-乙二醇丁基醚、二-丙二醇甲基醚、聚乙二醇、1-苯基2-丙二醇或它们的组合。乙二醇苯基醚和二-异丙基萘磺酸钠的组合是特别优选的，其中乙二醇苯基醚和二-异丙基萘磺酸钠的相对比例在重量比为1∶5到50∶1的范围内变化，优选为约1∶1到20∶1。
牺牲剂化合物的优选量，以及一个对另一的优选比例，随被处理的粉煤灰的含碳比例(LOI)变化。通常，高含碳比例的粉煤灰需要添加较大牺牲剂以有效中和碳量。典型地，所添加牺牲剂的量处于0.001wt％到1wt％之间。
举例来说，碳含量在0.1wt％到10wt％间的粉煤灰可用用量分别为0.050磅/100磅灰到0.500磅/100磅灰的乙二醇苯基醚(ethylene glycol phenyl ether)进行处理。优选地，碳含量在0.1wt％到6wt％间的粉煤灰可用用量分别为0.050磅/100磅灰到0.300磅/100磅灰的乙二醇苯基醚进行处理。在粉煤灰中可以保留未反应碳的情况下，粉煤灰可以用少于所要求量的牺牲剂进行处理。使用多于所要求量的牺牲剂对所得到的粉煤灰没有危害，但是浪费过量的牺牲剂材料。如果使用，优选采用温和的表面活性剂二-异丙基萘磺酸钠(sodiumdi-isopropyl naphthalene sulfonate)，其供应给碳含量在0.1wt％到5.0wt％之间的粉煤灰的优选用量分别为0.006磅/100磅灰到0.015磅/100磅灰。
强表面活性剂可被散布到粉煤灰中。表面活性剂被混凝土制造工典型添加到混凝土炉中。然而，根据本发明的实施例，表面活性剂与粉煤灰混合，以改进包括处理后粉煤灰的混凝土的加气处理特性。本发明实施中应用了阴离子、非离子和阳离子表面活性剂，其包括但不限于硬脂酸、棕榈酸、二十二烷酸(behenic acid)、癸酸、己酸、辛酸、蓖麻油、十六烷醇、十六烷基十八烷醇、椰脂酸、芥酸、氢化蓖麻油、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸(红油)、棕榈仁脂肪酸、硬脂醇、妥尔油脂肪酸、三榨硬脂酸(55％棕榈酸)以及甘油。
诸如偶联剂的涂料化合物可被散布到粉煤灰中。涂料化合物典型地与粉煤灰混合，以准备用作塑料中填料的粉尘。可用作接合剂的典型化合物包括硬脂酸、硬脂酸盐、氨基硅烷(aminosilane)、氯代硅烷、氨基磺酸盐(或酯)、酰胺基硅烷(amidosilane)、乙烯基硅烷和有机钛酸盐(或酯)。这些化合物的每一个都能作为液体溶液而被散布。
参见图5，示出了本发明的一个可选实施例，该实施例与被放置用于排出粉煤灰流到移动容器17的粉煤灰存储筒仓13相关。为了示范目的，该实例中对用作处理流体、具有乙二醇和磺酸盐(或酯)化合物的牺牲剂有详细描述。
根据本实施例，粉煤灰处理系统的操作参数由诸如可编程操作控制站(OCS)的自动控制器控制，该可编程操作控制站能够监控多个输入并同时控制多个输出。OCS的示范为可从GE Fanuc Charlottesville Virginia获得的MiniOCSTM。
OCS 100被操作地连接到筒仓排出阀70、乙二醇供应泵24和磺酸盐(或酯)供应泵44。通过可读指示器82，OCS 100还被操作地连接到移动容器秤80上。一旦有关粉煤灰碳含量的信息被手动输入到OCS 100中，OCS能够自动开启筒仓排出阀70，并操作乙二酸供应泵24和磺酸盐(或酯)供应泵44以提供适量、适比例的处理流体。通过监控由刻度指示器82指示的重量变化速度，OCS 100能够依据所测得的注入移动容器17的粉煤灰流量来调节泵速24、44。另外，当移动容器17的重量接近最大承重时，OCS 100可以自动关闭筒仓排出阀70，或者也可被手动关闭筒仓排出阀70。
来自乙二酸供应22的乙二酸被提供给泵24，来自磺酸盐(或酯)供应42的磺酸盐(或酯)被供应给泵44。泵24和44的输出被结合入处理流体馈送线26。来自处理液体馈送线26的流体通过一个或多个排放喷嘴30被引入到筒仓排出15中。优选地，排放喷嘴30以散布良好的喷射或喷雾方式将处理流体遍散分布到筒仓排出15中。
来自伊利诺斯州Wheaton的Spring系统公司的诸如1/4JAU型号的自动空气雾化喷嘴，是一个具有良好散布特性的示范性喷嘴。该自动空气雾化喷嘴通过使连续的高压气流经过喷嘴体而工作。来自馈送线26的处理流体被喷成雾状与高压气流混合，并以散布良好的雾状流入筒仓排出15。该喷嘴具有销型触发器设备，该触发器设备可以快速开启和关闭处理流体馈送入气流。通过流控制设备104和102，气流和销触发器都可以分别被OCS 100控制。
尽管能够使用喷嘴的任意组合，但系统优选使用至少两个排放喷嘴30。根据喷嘴30的一个优选安排，喷嘴30沿筒仓排出15的壁布置，以使喷嘴30沿着筒仓排出30周边相互相对。每个喷嘴角度都朝着排出15的顺流方向轻微倾斜。使用多于一个的喷嘴30会改善处理流体26和粉煤灰的混合。喷嘴朝顺流方向倾斜使粉煤灰流不易进入和堵塞喷嘴，并使粉煤灰不致被一个喷嘴的气流直接冲到排出15的另一边并进入相对位置上的喷嘴30的出口。
为了控制处理流体的供应，OCS 100通过按照与前面计算的流体流量相关的速度操作泵，以控制泵24和44。可选地，通过使用流/比例监控器110以及流量计28和48，OCS 100可以更加精确地控制乙二酸20和磺酸盐(或酯)40的流动。如图所示，流/比例监控器110被操作连接到OCS 100。OCS100提供目标流量给流/比例监控器110。在监控与乙二酸馈送线25符合的乙二酸流量计28和与磺酸盐(或酯)馈送线47符合的磺酸盐(或酯)流量计48的同时，流/比例监控器110反过来连续调节泵24、44的速度。通过独立调节泵24和44的速度，流/比例监控器110保证了合适的处理流体总供应量和合适的乙二酸与磺酸盐(或酯)比例。
如下该，控制器100可以方便控制操作顺序。
开始处理过程前，操作员将移动容器17放置到车重地衡80上，并启动操作员控制面板120上的触发器，表示操作员请求系统操作。操作员控制面板120被操作连接到OCS 100。OCS 100上预编程了筒仓13中粉煤灰的碳含量信息。在操作员启动操作控制面板120后，粉煤灰处理完全由OCS 100自动完成。
OCS通过开启气流控制设备104使空气在排放喷嘴30中自由流动，以为处理作准备。高压气流驱逐可能容纳在排放喷嘴30中的残余粉煤灰，并且一旦排放喷嘴30中被供应了处理流体，提供用于散布处理流体的就绪流。
OCS 100接下来直接或通过流/比例监控器110间接地发乙二酸泵24和磺酸盐(或酯)泵44操作信号。基于被预编程的粉煤灰碳含量，OCS 100确定乙二酸泵24和磺酸盐(或酯)泵44的最佳泵速，以获得流量和成分适宜的处理流体。如果系统中用到了流/比例监控器，OCS 100将确定泵24、44的最佳泵速，并将该预期的速度提供给流/比例监控器110以控制泵。
OCS 100开启筒仓排出阀70，筒仓排出阀70允许粉煤灰自由地从筒仓流经粉煤灰排出15。在短暂的延迟之后，OCS 100启动处理流体流控制设备102，以使处理流体能被注射到排放喷嘴30中并被气流带入到筒仓排出15中。筒仓排出阀70开启后，处理流体的排出被立即延迟，以避免在粉煤灰流到达排放喷嘴30前浪费处理流体。
通过监控秤80和刻度指示器82，OCS 100测定移动容器17的重量改变率，并以此确定粉煤灰流的流量。基于该流量，OCS 100调节乙二酸泵24和磺酸盐(或酯)泵44的速度以保持适宜的处理流体比例和流量。乙二酸和磺酸盐(或酯)的真实流量可分别由乙二酸流量计28和磺酸盐(或酯)流量计48连续监控。如果实际流量和预期值不一致，根据流/比例监控器110对泵速进行调节。
当移动容器17接近其最大承重能力时，刻度指示器82将指示。当移动容器接近其最大承重时，筒仓排出阀70被关闭，OCS 100关闭处理流体流控制设备102。结束装货循环后，OCS 100可以自动切断乙二酸泵24和磺酸盐(或酯)泵44的电供应，并关闭气流控制设备104和处理流体流控制设备102。可选地，操作员可以在操作中的任意点关闭筒仓排出阀70。在感知到排出阀70关闭时，OCS 100可以被预编程为切断泵24、44的电供应并关闭气流控制设备104和处理流控制设备102。
参见图6，根据本发明的一个实施例，粉煤灰处理系统可以被提供为孤立或者甚至是便携式的系统，该系统便于附加到现存的粉煤灰存储系统中。典型的粉煤灰存储系统包括连接到筒仓排出15上的粉煤灰筒仓13，筒仓排出15具有与其相符合的筒仓排出阀70。筒仓排出15悬垂在秤80上，使得移动容器17可以被置于秤80上以接收来自筒仓排出15出口的粉煤灰。操作员控制面板120被操作连接到筒仓排出阀70，并可以被连接或不连接到秤80上，以使操作员控制面板120在预定的时刻、或当车重地衡80达到预定承重时开启筒仓排出阀70。
粉煤灰处理系统300易于连接到现存的粉煤灰存储系统中，以获得如图5所示和下述的完整系统。
为使粉煤灰处理系统300与现存粉煤灰存储系统相结合，操作员控制面板120的输出从筒仓排出阀70上断开，并如连接器202所指示的被连接到OCS 100的输入上。OCS 100的输出通过连接器点204被连接到筒仓排出阀70的输入上。
为监控移动容器的重量，系统300的刻度指示器82通过连接器208被连接到车重地衡82上。如果现存的粉煤灰存储系统200已经包括车重地衡82，则将车重地衡82操作连接到OCS 100的输入上。
一或多个排放喷嘴30被配置在筒仓排出15的壁之内。根据本领域的公知方法，排放喷嘴30可以被轻易地附加到筒仓排出的壁上。举例来说，安装设备可以简单地在筒仓排出的壁上钻孔，并将喷嘴30的喷射端固定到所钻的孔内。
能够将粉煤灰处理系统300安装到现存粉煤灰存储系统200的性能，既降低了与改进粉煤灰存储系统200相关的资金花费，还将安装费用和时间减至最少。
本领域的技术人员能够设想在此提出的本发明的各种修改和其他实施例，这些发明具有前述描述和相关图中所提出的经验益处。因此应该理解到，本发明并不局限于所公开的示范性实施例，还包括符合所附权利要求范围的修改和其他实施例。尽管此处使用了限定性词语，但其用作一般性和描述性意义，而非出于限制目的。
权利要求
1.一种粉煤灰与处理流体的混合方法，包括步骤使粉煤灰流流动；确定该粉煤灰的流量；以及将至少一种处理流体以与该确定的粉煤灰流量相对应的流量而散布到该粉煤灰中。
2.如权利要求1的方法，其中该流动步骤包括通过管道在流态化的流中传输粉煤灰。
3.如权利要求1或2的方法，其中该将处理流体散布到粉煤灰中的步骤包括提供该粉煤灰的被测量流量到控制器；用与该控制器操作通信的增压装置为该处理流体增压；和将该被增压的处理流体散布到该粉煤灰流中。
4.如权利要求3的方法，其中该粉煤灰的流量由与刻度指示器操作连接的秤测量。
5.如权利要求3或4的方法，其中该处理流体被增压，以提供流体流量与该粉煤灰的被测量流量相对应的处理流体。
6.如权利要求3-5中任一项的方法，其中该增压装置是泵。
7.如权利要求6的方法，其中该增压程度由该泵的泵速确定。
8.如权利要求1-7中任一项的方法，其中该粉煤灰流通过重力自由降落流动。
9.如权利要求1-7中任一项的方法，其中该粉煤灰流通过气动传输器流动。
10.如权利要求1-9中任一项的方法，其中该将处理流体散布到粉煤灰中的步骤包括将液体处理流体喷射入该流动的粉煤灰流中。
11.如权利要求10的方法，其中该液体被雾化。
12.如权利要求11的方法，其中该液体被空气雾化。
13.如权利要求1-12中任一项的方法，其中该处理流体包括选自如下组中的剂牺牲剂、表面活性剂、涂料组分，以及其组合。
14.如权利要求13的方法，其中该处理流体包括牺牲剂，并且该牺牲剂是芳族有机化合物，该芳族化合物具有至少一个选自如下组的官能团磺酸盐(或脂)、羧酸酯或氨基。
15.如权利要求13的方法，其中该处理流体包括牺牲剂，并且该牺牲剂是分子量约为2000Da或更少的乙二醇或乙二醇衍生物。
16.如权利要求1-15中任一项的方法，进一步包括测量该粉煤灰的原始碳活性的步骤；其中该散布步骤包括将碳-反应牺牲剂散布到该粉煤灰中，其量足以使该粉煤灰中的碳活性降低到低于该粉煤灰的原始碳活性的值。
17.如权利要求16的方法，其中该将碳-反应牺牲剂散布到该粉煤灰中的步骤包括将碳-反应牺牲剂散布到该粉煤灰中，其量足以使该粉煤灰中的碳活性降低到预定值。
18.一种修改现有的粉煤灰存储筒仓的方法，能够自动处理从该筒仓排出的粉煤灰，其中该现有的筒仓具有排出、排出阀和秤，该修改步骤包括提供自动化处理系统，该系统包括流提供线，其与位于该提供线第一端的喷嘴流通信；第一流增压装置，具有与该流提供线第二端流通信的出口以及与第一流储器流通信的入口；流测量设备；以及与该第一流增压装置和该流测量装备操作连接的自动控制系统；将该系统的喷嘴布置到该筒仓排出的壁之内；将该筒仓排出阀操作地连接到该控制器的输出；以及将该秤操作地连接到该流测量装备。
19.一种粉煤灰处理方法，包括步骤通过开启粉煤灰存储筒仓的排出阀，使粉煤灰流过粉煤灰排出；提供处于压力下的处理流体；雾化该被增压的处理流体；将该被雾化的处理流体散布到该粉煤灰流中；监控该粉煤灰流量；以及当预定量的粉煤灰已被处理后，关闭该排出阀并停止散布处理流体。
20.如权利要求19的方法，其中处理流体被散布的量根据所监控的粉煤灰流量而变化。
21.一种粉煤灰处理方法，包括步骤通过管道传输粉煤灰；以及散布至少一种处理流体到该粉煤灰中；其中该处理流体，是包括选自由牺牲剂、表面活性剂、涂料组分、以及其组合所构成的组中的至少一种成分的液体。
22.一种粉煤灰处理系统，包括流体提供线，适于附加到粉煤灰传输管道；具有与该流体提供线流通信的出口的第一流体增压装置；以及流测量设备，用于当该粉煤灰被传输经过该传输管道时测量该粉煤灰的流量；以及与该第一液体增压装置和该流测量设备操作通信的自动控制系统。
23.如权利要求22的粉煤灰处理系统，其中该第一流增压装置是泵。
24.如权利要求22或23的粉煤灰处理系统，其中该流提供线被连接到该粉煤灰管道，并通过喷嘴与该粉煤灰管道通信。
25.如权利要求24的粉煤灰处理系统，进一步包括第二流增压装置，其中该第二流增压装置与该自动控制系统操作连接，并且该第二流增压装置具有与该流提供线流通信的出口。
26.如权利要求25的粉煤灰处理系统，进一步包括处于该第一流增压装置和该流提供线之间的第一流传感器，并且操作地连接到所述自动控制系统。
27.如权利要求26的粉煤灰处理系统，进一步包括处于该第二流增压装置和该流提供线之间的第二流传感器，并且操作地连接到所述自动控制系统。
28.如权利要求25-27中任一项的粉煤灰处理系统，其中该第二流增压装置是第二泵。
29.如权利要求22-28中任一项的粉煤灰处理系统，进一步包括粉煤灰控制阀，用于控制粉煤灰经过该粉煤灰管道的流动，其中该粉煤灰控制阀操作地连接到该自动控制系统。
30.如权利要求22-29中任一项的粉煤灰处理系统，其中该流测量设备是操作连接有刻度指示器的秤。
31.如权利要求22-30中任一项的粉煤灰处理系统，其中该粉煤灰传输管道被提供在粉煤灰存储筒仓之内。
全文摘要
一种通过平均散布处理流体到流动的粉煤灰流中以处理粉煤灰和处理流体的方法和系统。通过将处理流体散布到流动的粉煤灰中，该方法比当大量固体流动时所发生的自然混合和颗粒运动有优势。处理流体的应用被自动化控制器有利地控制，该自动控制器的输入和输出允许其根据所测量的粉煤灰流的流量调节处理流体的流量。
文档编号C04B14/00GK1741864SQ200480002819
公开日2006年3月1日 申请日期2004年1月22日 优先权日2003年1月24日
发明者马可－安德烈·塔迪夫, 罗斯·K·马杰斯, 罗素·L·希尔 申请人:博拉尔材料技术有限公司