对粉末状散装材料进行重量计量的方法和设备与流程

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对粉末状散装材料进行重量计量的方法和设备与流程

本发明涉及一种对粉末状散装材料进行重量计量的设备,所述系统包括容纳散装材料的存储容器;用于将散装材料从存储容器供应到剂量容器的供料管;以及用于将散装材料从剂量容器连续地排出到排料管并排出到排料线上的剂量排料装置,其中所述剂量容器安装在至少一个称重传感器上,其中供料管设有第一柔性管构件,排料管设有第二柔性管构件。这种设备可以从US 5,670,751中获知。



背景技术:

在WO 03/002469中描述了一种所谓的旋风炉。预热的燃烧空气和悬浮在空气中的粉状的煤(或者其他燃料)的混合物被供应到燃烧室中。在燃烧室中,悬浮的颗粒材料和空气进行循环,形成旋风循环系统(或接近形成旋风循环系统)。然后,在存在悬浮的颗粒矿物材料的情况下,悬浮的燃料在燃烧室中燃烧。这通常称作旋风炉。预热空气中的煤以及颗粒矿物材料的悬浮物是经由燃烧室的顶部或顶部附近引入的。

这种燃烧应该在燃烧室的顶部中进行,但是如果空气和燃料混合物不恰当,燃烧就可能在自燃烧室向上延伸的排气管中进行,这是不理想的,因为这会导致燃烧室内部温度降低,从而降低矿物熔融工艺的效率。为了控制该工艺,发现诸如粉状煤之类的燃料的精确供应是非常重要的。

为了确保粉状煤的恒定供应,这种供应必须在重量上恒定地按剂量供应以便于恒定地控制燃烧燃料(比如粉状煤)和氧气的正确混合。

粉状煤形式的燃料容纳在一个或多个存储容器中,从该存储容器对一个或多个剂量容器进行批量填充。然后从至少一个剂量容器实施连续的材料供应,用于材料的进一步处理。正如在US 5,670,751中描述的,剂量容器支撑在称重传感器上。然而,根据存储容器中存在的材料的量、系统中的压力差或者可以影响称重传感器的其他因素,称重传感器的测量可能会受到影响从而变得不精确。为了对此进行补偿,在存储容器与剂量容器之间的供料管上设置有柔性管补偿器,在来自剂量容器的排料线上设置另一个补偿器。除了这些措施之外,在US 5,670,751所公开的系统中设置有电子计量控制器。可以从EP 0 123 777中获知类似的技术方案。虽然这些矫正措施能够减少称重测量不精确的问题,但是在一些按重量对散装材料进行供料的应用中,比如向旋风炉供应粉状煤的应用中,这是不够的,尤其是在剂量容器的再填充过程中是不够的,因为存储容器和剂量容器在内容物的重量变化时具有一些外部位移。



技术实现要素:

因此,本发明的目的是在用于对粉末状或颗粒状散装材料进行重量计量的设备中获得改进的称重精度。

该目的是通过最开始提到的那种用于对粉末状散装材料进行重量计量的设备达到的,其中第一柔性管构件包括第一补偿器和第二补偿器,在第一补偿器和第二补偿器之间设置有刚性管构件,其中刚性管构件固定到安装框架,该安装框架也固定地支撑剂量容器,其中该安装框架还固定地支撑排料管和排料线。

在本发明的第二方面中,提供了一种对粉末状散装材料进行重量计量的方法,所述方法包括以下步骤:经由供料管从存储容器向安装在至少一个称重传感器上的剂量容器批量供应散装材料;以及通过剂量排料装置从剂量容器向排料管连续地排出散装材料,并且然后将粉末状散装材料从排料管排出到排料线上用于对散装材料进行进一步处理,籍此通过所述至少一个称重传感器记录剂量容器的重量,且籍此供料管被形成为在轴向上是柔性的以补偿存储容器和供料管的任何外部位移,供料管设有第一柔性管构件,而排料管设有第二柔性管构件,其中第一柔性管构件包括第一补偿器和第二补偿器,在第一补偿器和第二补偿器之间设置有管状构件,其中该管状构件固定到安装框架,该安装框架还固定地支撑存储容器和排料管和排料线。

通过在排料管中设置两个补偿器,消除了存储容器和供料管的外部位移的影响。存储容器中内容物的重量将使该容器发生稍微的偏转。这种偏转将会在双补偿器中被吸收,从而使得其不影响支撑剂量容器的称重传感器。

通过将管状构件固定到安装框架,该安装框架还固定地支撑存储容器和排料管和排料线,由此确保了存储容器和/或供料管相对于剂量容器没有伸长或者其他类型的位移,所述伸长或者其他类型的位移是由于例如当对剂量容器进行批量供料时内容物的移动、这些容器之间的压差、内容物量的变化等而造成的。

在本发明的优选实施方式中,排料线是气动供料系统。这确保了向燃烧室或类似装置的可靠的供料。

优选地,在排料管的上游端与剂量容器的顶端之间设置有通气管。通过本发明可以意识到除了在供料管上的双补偿器之外还可以设置通气管,或者设置通气管作为对双补偿器的替代。通气管确保了在两个柔性管构件上具有相同的压力,即在供料管的下游端处的剂量容器的顶部上的补偿器和在排料管的上游端和剂量排料装置的端部上的补偿器。

供料管优选地还可以设置有气塞/闸门,以便于减小或者甚至消除在从存储容器对剂量容器批量供料的过程中产生的任何压差。

在本发明的优选实施方式中,剂量排料装置是适于连续地提供预定体积量的散装材料的螺旋输送机。具体来说,该螺旋输送机可以适于提供预定的转速以便于获得预定体积量的散装材料。颗粒状散装材料的体积被保持恒定,且由于精确的重量排料,粉末状材料的密度从而还有粉末状材料的量被保持恒定,籍此精确地控制了对散装材料的处理,比如旋风炉中粉末状煤燃料的燃烧。

在本发明的一个实施方式中,可以设置多个供料管来将多个剂量容器连接到共用的存储容器。这种具有对多个剂量容器进行批量供料的中央存储容器的构造在生产效率方面是有吸引力的,但是如果必须使用迄今已知的用于消除位移的电子补偿器则完全不可能获得符合运行要求的重量更新系统。然而,通过本发明,发现本发明对于这种构造的粉末状材料供料系统是尤其有利的。

附图说明

下面参照附图更详细地描述本发明,其中:

图1是需要精确的散装材料供料的旋风炉装置的示意性总体视图;

图2是根据本发明的实施方式的用于对粉末状散装材料进行重量计量的设备的示意性侧视图;以及

图3是示出了在根据本发明的重量计量系统中选定的测量参数随着时间的图表。

具体实施方式

图1示出了一种循环燃烧室1,其包括圆柱形顶部、截头圆锥形底部和圆柱形基部。诸如粉状煤之类的颗粒燃料从一个或多个供应源2被引入到循环燃烧室1中。预热的矿物材料经由矿物材料管道3被引入到循环燃烧室1中。煤2和矿物材料与燃烧空气和辅助空气一起经由管道4引入,辅助空气由压缩空气源5提供并且通过至少两个诸如矛状物(未示出)的切向入口引入到循环燃烧室1中以确保煤2与燃烧空气6的彻底混合并且保持燃烧气体和悬浮材料在循环燃烧室1中的循环运动。还可以通过供应源(未示出)将辅助燃料,在这个例子中是天然气或者天然气和粉状煤的混合物也可以通过供应源(未示出)注入到循环燃烧室1的基部中。

煤2在循环燃烧室1中在优选地是富氧空气的燃烧气体6中燃烧。得到的熔融物9被收集在循环燃烧室1的基部区域中并经由出口离开燃烧室。废气通过在循环燃烧室1顶部处的烟道10供应到第一管道11,在该第一管道11中使用废气对即将被供应到循环燃烧室1中的颗粒矿物材料进行加热。然后废气被引导到第一预热器旋风器12,在该第一预热器旋风器12中废气与在此处混合在一起的矿物材料分离。废气经由第二管道14从第一预热旋风器12流到第二预热旋风器13。在第二预热旋风器13之后,废气通过管道15流动到集尘旋风器16并进入到进一步的处理装置17中,在该进一步的处理装置17中与燃烧气体发生间接热交换以对燃烧气体进行预热。然后如通过过滤器(未示出)对废气进行处理以使废气安全地排到大气中。

在管道15中,废气可以穿过对空气进行预热的逆流式换热器100,然后废气被供应到旋风炉1中的燃烧空气6的入口。对压缩空气的预热不会多于通过压缩而对其产生的加热,大约是180-200℃。优选地在逆流式换热器100的下游还设置第二换热器101。该第二换热器101确保将管道15中的废气的温度冷却到预定温度,例如200℃以下,以确保不会破坏16中的过滤器。该热量然后可以用于其他目的。

为了确保颗粒煤2的燃烧在燃烧室1中而不是在烟气排气管10中进行,燃料(颗粒煤)和天然气和氧气的混合物必须是正确的以便于达到将矿物材料熔融的足够高的温度。如果燃料混合物不正确以及氧气含量太低,那么燃烧就可能发生在排气管10中,在该排气管10中冷却空气被抽入到排气系统中。排气管中的燃烧将导致燃烧难以控制,并且这会使熔融温度发生变化,导致熔融物特性变化,从而影响熔融物的质量。这是要避免的,因此必须将粉末状煤精确地供应到燃料混合物中并进入燃烧室中。

通过根据本发明的设备,比如图2中示出的实施方式,可以实现粉末状材料的这种精确供应。通过供料管24将诸如颗粒煤2的粉末状散装材料从存储容器20供应到剂量容器22中。通过剂量螺旋输送机26从剂量容器22执行重量和体积恒定的排料,该剂量螺旋输送机26将材料从剂量容器连续地排放到排料管28中和增压空气源5中,该增压空气源5设有增压空气供应源51,比如罗茨鼓风机。来自剂量螺旋输送机26的输出由螺旋输送机26的转速来控制。

剂量容器22经由一个或多个称重传感器38安装到设备框架(在图2中总体表示为40),剂量容器22的重量——从而还有其中的材料的量——被不断地记录。当剂量容器22处于一定的限值以下时,通过经由供料管24批量供应更多的散装材料而从存储容器20对剂量容器22进行填充。在批量供应过程中,即当阀36打开允许粉末状散装材料从存储容器20流入供料管24中并进入剂量容器22中时,通过提供增压空气的逆流来触发闸门36以在批量供应过程中保持两个容器中的空气压力并避免或者至少抵抗其任何均衡化。

在供料管24的下游部或出口部上,就在剂量容器22上方,设置有第一补偿器32。在排料管28的上游部或者入口部处还设置第三补偿器30。这两个补偿器30、32可以是柔性的,从而补偿在剂量容器22被清空时剂量容器22内的空气压力差,从而使得空气压力上的任何变化不会影响称重传感器38上的读数。还可以设置通气管35作为另一种措施来提供空气压力均衡。通气管35将螺旋输送机26的出口与剂量容器22的顶部连接。

除了设置配衡的第一和第三补偿器32、30来消除压力变化对称重传感器38的影响之外,在第一补偿器32的上游还设置有第二补偿器33,在第一和第二补偿器32、33之间具有管状管道部34。第一和第二补偿器32、33一起用作双补偿器来消除批量供应过程中散装材料的外部位移对于称重传感器38的影响。为此目的,第一和第二补偿器32、33之间的管状部34安装到框架40上。存储容器20也安装到框架40上,从而也是在图2中标示出的排料系统。这样提供了一种刚性系统,从而确保了来自于称重传感器38的精确读数。

这还图示在图3中,图3示出了选定的参数随着时间的测量结果,所述参数用于控制使用根据本发明的设备和方法确保重量恒定的材料量的供料工艺。因此,显示来自于排料螺旋输送机的材料的输出流量的曲线被示出标记为“流量”。还监视了螺旋输送机每分钟转数,被示出为“剂量RPM”。剂量容器中的压力被示出为“压力”,而剂量容器20的重量显示为“静态重量”。

正如可以在图3中看出的,静态重量随着时间以线性下降的方式持续下降。这显示出单位时间排出的材料的重量是恒定的。剂量容器的流出量也是恒定的,而且排料剂量螺旋器26的RPM也是恒定的。

当剂量容器22中的内容物高度变低时,如上所述,从存储容器20对剂量容器22填充材料。在图3中,示出了该填充过程是如何影响这四个参数的。正如清楚地看到的,“静态重量”快速增大。该填充过程略微影响了剂量容器22中的压力,但是仅是很小的程度,可以看出在整个供应过程中排料流量和剂量RPM是实际上恒定的。

上面参照一些优选实施方式对本发明进行了描述。然而,可以意识到在不脱离正如由所附的权利要求限定的本发明的范围的前提下可以提供其他的变型。

再多了解一些
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