ANDPROCESSES FOR THEIR PR0DUCT10N(粒化炉渣产品及其制备过程)”的美国临时申请第62/007，180号中更详细地讨论，该申请以引用方式全文并入本文中。
[0063]作为增加的益处，相比湿式粒化过程，本发明的过程可导致诸如二氧化硫和硫化氢之类的含硫气体的减少的排放。就这一点而言，炉渣的空气雾化使炉渣中的硫氧化，并且也改变炉渣的性质，使得它具有更大的吸收硫的能力。结果，更多的硫保留在炉渣中，并且更少的硫被作为SO2或H2S排放。
[0064]现在参照附图描述用于执行上述过程的设备。
[0065]图1示意性地示出了用于制备基本上干燥的炉渣粒料的设备10。设备10包括倾斜表面12，倾斜表面12具有用于接纳熔渣的料流16的上端14和用于排放熔渣的料流16的下端
18。表面12倾斜，以便允许炉渣的料流16依靠重力从倾斜表面12的上端14流至下端18。因此，炉渣流动方向被限定在倾斜表面12的上端14和下端18之间。炉渣流量通常在约45度的倾角下为约0.1-10吨/分钟。倾斜表面12可具有约0.2-4米的宽度和约1.5-2米的长度，沿着表面12流动的炉渣的停留时间为约3-10秒。应当理解，这些参数在一定程度上依赖于炉渣性质。
[0066]倾斜表面12由耐热材料构成并可包括进料槽的平坦基部，其具有侧面(未示出)以保持熔渣的料流16。熔渣通过炉渣容器或流槽20从冶金炉(未示出)输送至设备10，流槽20将熔渣进给至倾斜表面12的上端14。
[0067]分散装置位于倾斜表面12的下端18处或下方。在本实施例中，分散装置包括在雾化室24中的雾化器22，雾化器22位于倾斜表面12的下端18正下方。当熔渣料流16从倾斜表面12的下端18排放并下落通过室24时，雾化器22将雾化流体的料流导向至熔渣料流16。
[0068]雾化器22包括:气体入口44;雾化鼓风机46;雾化喷嘴23，其宽度与倾斜表面12的宽度基本上相同；以及管道48，其将雾化鼓风机46连接到雾化喷嘴23。雾化流体具有可变的组分，并可包括空气、蒸汽、液态水、惰性气体、可再循环的过程气体等中的一者或多者。气体可以是压缩空气或在环境压力下的空气。例如，在气体处于环境压力的情况下，雾化器22可包括普通鼓风机46，其可产生小于约80英寸水或约20kPa的最大总压升。
[0069]当雾化流体接触下落的熔渣料流16时，它将熔渣分散成小滴，这些小滴被喷射通过室24。小滴在喷射通过室24时冷却并固化，并且落在雾化器22附近的收集区域30内。固化的炉渣沉积在收集区域30中，并且主要包括基本上干燥的炉渣粒料。
[0070]设备10还包括流分布元件以横跨倾斜表面12的宽度分布或散开熔渣的流，其中，该宽度被限定为横向于炉渣流动方向。如上所述，炉渣具有会聚成难以用空气分散的厚料流的趋势，从而限制了干式粒化设备在高流量下处理炉渣的能力，并且限制其规模。本发明人已发现，将流分布元件结合到设备10中可跨倾斜表面12的宽度来分布熔渣的流，以便减小炉渣料流16的厚度并使炉渣料流在到达雾化器22时更容易分散。流分布元件有助于确保从倾斜表面12的下端18排放的炉渣料流16的厚度在倾斜表面12的整个宽度上且在雾化器喷嘴23的整个宽度上相对均匀。如上文所解释的，这有助于控制炉渣粒料的粒度和粒度分布。另外，通过使炉渣料流的厚度更均匀，流分布元件有助于减少由雾化器22产生的炉渣绒的量，而不论是否需要受控量的水以实现减少炉渣绒形成的目的。
[0071]流分布元件可采取多种形式，例如，形成于倾斜表面12上的一个或多个直立的肋或其它元件以用于分布炉渣流，或者位于倾斜表面12上方且横跨倾斜表面12的宽度延伸的固定条或旋转元件。流分布元件位于倾斜表面的上端14和下端18之间，并且也在雾化器22上游。在图示实施例中，流分布元件包括呈圆柱形辊32形式的旋转元件，其具有横跨倾斜表面12的宽度延伸的旋转轴线。辊32可以是实心的或可包括中空的水冷滚筒，并且可以在顺时针或逆时针方向上旋转。辊32横跨倾斜表面12的基本上整个宽度延伸，并且与倾斜表面12间隔开间隙34，以便将炉渣料流16均匀地分布在倾斜表面12的宽度上，并且将炉渣料流16的厚度减小至间隙34的高度。辊32的高度可以是可调整的，从而可以针对不同类型的炉渣调整间隙34的高度。可以看到，流分布元件允许炉渣料流16变得更均匀，使得炉渣在倾斜表面12的宽度上的流量相对恒定，并且设备10的容量仅由雾化器22和倾斜表面12的宽度限制。
[0072]在需要用于减少炉渣绒形成的受控量的水的情况下，水可以在设备10中的一个或多个位置处添加。
[0073]例如，在熔渣由雾化器22分散时和/或紧接在其由雾化器22分散之后，受控量的水中的一些或全部可以被添加至熔渣。例如，(多个)水添加装置可以与雾化器22相关联，使得雾化流体包括雾化气体和气态和/或液态形式的水两者。在图示实施例中，水添加装置包括雾化器22通过其接纳液态水的水导管26，并且还可包括一个或多个喷雾嘴28，水通过喷雾嘴28分散到由雾化器22产生的空气流中。到雾化流体的其它可能的添加剂包括碳、金属碳酸盐和/或金属氧化物，如在上文提及的美国临时专利申请第62/007，180号中更全面讨论的。
[0074]设备10也包括位于雾化室24中的一个或多个水喷嘴40，其紧邻倾斜表面12的下端18和雾化器22的下游和上方处，高压水喷雾可以通过水喷嘴40导向至由雾化器22喷射的分散的炉渣粒料，以便在炉渣喷射通过室24时和它们落入收集区域30内之前实现骤冷和破碎粒料的目的。这样，来自喷嘴40的水喷雾进一步有助于确保在使炉渣绒的形成最小化的同时制备颗粒广品。
[0075]设备10也可包括位于倾斜表面12的上端14和圆柱形辊32之间的一个或多个喷水嘴36，喷水嘴36可以位于紧邻辊32的上游处。这些喷嘴36在倾斜表面12上方间隔开且向下指向倾斜表面12，并且在炉渣料流16的顶部上喷水。来自喷嘴36的水被绝大多数扩散到炉渣料流16中，并与炉渣反应以改变其如上文讨论的热物理性质。在给定的过程中，一组或多组喷嘴28、36、40可以被启用。这在受控量的水被添加至炉渣料流16时提供灵活性。
[0076]除了添加以改变炉渣的热物理性质的受控量的水之外，设备10可包括为其它目的添加水的额外的水添加装置。例如，在希望制备具有减小的密度、多孔的内部和/或多孔的外部的炉渣粒料的情况中，可能希望将额外量的水掺入炉渣中以用于炉渣膨胀的目的。就本公开的目的而言，为炉渣膨胀目的添加的任何额外量的水被认为是与通过一组或多组喷嘴28、36、40添加以改变炉渣的热物理性质的受控量的水分开且不同的。
[0077]如图1所示，设备10可包括在倾斜表面12的上端14处的一个或多个水喷嘴38，其在炉渣料流16被从流槽20接纳并沉积到倾斜表面12上的区域中。来自喷嘴38的水在倾斜表面12的上端14处被喷射到炉渣料流16下方，使得水绝大多数被转化为蒸汽并形成空隙，并且在水向上上升通过炉渣料流16时使炉渣膨胀。当膨胀的炉渣被分散时，它将产生具有减小的密度的炉渣粒料，其具有内部空隙并且任选地具有多孔的外表面。
[0078]设备10也可包括位于雾化室24中、雾化器22下游的一个或多个水喷嘴42，以用于形成用来冷却在炉渣分散期间生成的气体的薄雾的目的。气体可以通过管道50从室24排出，管道50连接到用于从气体回收热量的能量回收装置52。由热回收装置52生成的冷却气体可以通过管道54被再循环到雾化鼓风机46。
[0079]代替雾化器22，设备10可包括在倾斜表面的下端18处的旋转机械元件(未示出)以分散炉渣。旋转元件可包括旋转的圆柱形滚筒，该滚筒具有在其外表面上的静叶、旋盘、转杯等。在设备10包括旋转元件的情况下，受控量的水通过位于紧邻圆柱形辊32处的一个或多个喷嘴36和/或位于紧邻倾斜表面12的下端18的下游和其上方的水喷嘴40施加到炉渣料流16 ο
[0080]示例
[0081]具有约2.03泊的粘度和约1500°C的温度的硅锰炉渣被分散在类似于设备10的设备中，但该设备不具有圆柱形辊32。炉渣料流16沿着倾斜表面12的流量为2.0吨/分钟。雾化器22包括空气鼓风机，其产生流量1800m3/分钟的雾化空气。
[0082]炉渣料流16首先在不使用水的情况下被雾化(水流量=Okg水/吨炉渣)。这导致多达约50重量％的炉渣绒的形成，其余为炉渣粒料。
[0083]接着利用包括空气和水的雾化流体将炉渣料流雾化，其中，水通过位于雾化器处的喷雾嘴28