Способ транспортировки мелкозернистого твердого материала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к транспортировке сыпучих материалов, конкретно к непрерывной транспортировке мелкозернистого твердого топлива. Сущность изобретения: твердое вещество подают в распределительную емкость и оттуда транспортируют с помощью транспортирующей среды через каждый питающий трубопровод к соответствующему месту потребления (от А до D) с желаемым заданным количеством в единицу времени. Каждое количество в единицу времени делят на два или несколько заданных частичных количеств в единицу времени и каждое заданное частичное количество в единицу времени отводят с помощью транспортирующей среды по индивидуальному частичному питающему трубопроводу от распределительной емкости к соответствующему месту потребления (от А до D). При этом частичные питающие трубопроводы, подведенные к этому месту потребления, выборочно запирают или держат открытыми. Изобретение обеспечивает высокую надежность в работе при невысоких затратах. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу непрерывной транспортировки мелкозернистого и/или пылевидного твердого материала с помощью транспортирующей среды к двум или нескольким местам назначения, причем твердое вещество загружают в распределительную емкость и из нее твердое вещество транспортируют с помощью транспортирующей среды по соответствующему питающему трубопроводу к каждому месту назначения в желаемом объеме использования в единицу времени, а также устройству для осуществления этого способа.

Из патента DE-C-30 50 394 известно, что твердые материалы от мелкозернистых до пылеобразных транспортируют посредством сжатого воздуха из распределительной емкости к нескольким местам использования, в частности угольную пыль к нескольким местам потребления, например к фурмам доменной печи. Для этого применяют аэрозольный транспорт, причем угольную пыль сначала пневматически загружают в распределительную емкость в таком количестве в единицу времени, при котором угольная пыль далее транспортируется от этой емкости. От распределительной емкости к месту назначения отходят несколько питающих трубопроводов, то есть к фурмам доменной печи, причем каждая фурма загружается потоком материала, транспортируемым собственным питающим трубопроводом.

Известно, что распределение угольной пыли в распределительной емкости, функционирующей в качестве статического распределителя, осуществляется по отдельным питающим трубопроводам с относительно высокой точностью (±5% от заданного количества в единицу времени). Регулирование заданного количества в единицу времени, транспортируемого к местам потребления, можно осуществлять, например, простым способом путем регулирования разницы между давлением в месте потребления и давлением внутри распределительной емкости.

Если необходимо индивидуально устанавливать или регулировать заданное количество твердого вещества в единицу времени для мест потребления, питающихся от общей распределительной емкости, возникают большие сложности. Поэтому было бы необходимо применять в каждом питающем трубопроводе регулирующую арматуру, например, клапаны, вентили и т.п., позволяющие регулировать количество, а также измеритель весового расхода. Однако при этом на практике наталкиваются на непреодолимые трудности, так, как регулирующая арматура такого типа и измеритель весового расхода при транспортировке мелкозернистых или пылеобразных твердых материалов подвергаются чрезвычайно высокому износу. Выход из строя регулирующей арматуры приводит к неполадкам и в остальных местах потребления. Замена регулирующей арматуры является дорогостоящей, так как необходимо прерывать транспортировку.

Целью изобретения является исключение этих недостатков и трудностей и ставится задача создания способа транспортировки мелкозернистого твердого вещества вышеназванного типа, с помощью которого простым образом питающиеся от общей распределительной емкости места потребления могут снабжаться индивидуальным, по-разному регулируемым заданным количеством мелкозернистых или пылевидных твердых веществ в единицу времени. Способ должен осуществляться, в частности, с небольшими затратами, и служащее для этого устройство должно быть менее подвержено нарушениям в работе и иметь большой срок службы.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что заданное количество в единицу времени, предназначенное для каждого места потребления, разделено на два или несколько заданных частичных количеств в единицу времени, и соответствующее одно заданное частичное количество в единицу времени отводится с помощью собственного частичного питающего трубопровода от распределительной емкости посредством транспортирующей среды, позже заданные частичные количества в единицу времени совместно подводятся к соответствующему месту потребления, и что с целью регулирования заданного количества в единицу времени на одном месте потребления в определенном размере, частичные питающие трубопроводы, подводящие к этому месту потребления, по выбору, удерживаются запертыми или открытыми.

Заданное количество в единицу времени, предназначенное для одного места потребления, можно изменять простым способом с помощью подсчета итога заданных частичных количеств в единицу времени, подводимых к этому месту потребления, причем один или несколько частичных питающих трубопроводов, ведущих к этому месту потребления, в зависимости от желаемого, предназначенного этого заданного места потребления заданного количества в единицу времени, удерживают запертыми или открытыми. Это легко реализовать за счет того, что в частичных питающих трубопроводах предусматриваются исключительно клапаны с функцией запирания и открывания, которые практически не подвергаются более сильному износу по сравнению с другими элементами устройства, необходимыми для осуществления способа. Специальные регулирующие клапаны и измеритель весового расхода могут быть исключены.

Является целесообразным выбрать предназначенные для одного места потребления заданные частичные количества в единицу времени примерно одинаковыми, благодаря чему в распределительной емкости получается особенно равномерное и не имеющее нарушений в работе распределение заданных частичных количеств в единицу времени.

Для того, чтобы разделить предназначенное для одного места потребления заданное количество в единицу времени на равновеликие части, согласно предпочтительной форме выполнения, выбирают частичное (-ые) количество (-а) в единицу времени, предназначенное (-ые) для одного или нескольких мест потребления, выбирают неодинаковыми по сравнению с заданными частичными количествами в единицу времени.

Способ согласно изобретению можно осуществить с особым преимуществом, если в качестве транспортирующей среды применяют сжатый газ. Но является также возможным применить в качестве транспортирующей среды жидкость.

Если в одном месте потребления хотят изменить заданное количество в единицу времени, а у другого или других мест потребления поддерживать абсолютно постоянными заданные количества в единицу времени, является предпочтительным при изменении заданного количества в единицу времени, предназначенного для одного места потребления, дополнительно изменить количество в единицу времени, вводимое в распределительную емкость.

Устройство для осуществления способа отличается комбинацией следующих признаков: распределительная емкость, в которую входит подводящий трубопровод для транспортируемого твердого вещества и для транспортирующей среды, два или более мест потребления, к которым должно подводиться мелкозернистое твердое вещество, по меньшей мере два частичных питающих трубопровода, выходящих из распределительной емкости и ведущих к каждому месту потребления, и в каждом частичном трубопроводе имеется соответственно один запирающий клапан, который может приводиться в положение запирания и открывания.

Конструктивно простая и дешевая форма выполнения отличается тем, что запирающие клапаны расположены вблизи распределительной емкости и частичные питающие трубопроводы, ведущие к соответствующему месту потребления, входят по направлению потока в питающую магистраль, ведущую к этому месту потребления.

Предпочтительно поперечные сечения частичных питающих трубопроводов, ведущих к одному месту потребления, имеют соответственно одинаковые поперечные сечения.

Предпочтительная форма выполнения, которая представляет собой мелкое разделение заданных количеств в единицу времени, предназначенных для одного места потребления, отличается тем, что частичные питающие трубопроводы, ведущие к одному из мест потребления, имеют разные поперечные сечения.

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью примера выполнения, схематически показанного на чертеже.

Металлургическую установку 1, например плавильную емкость, такую как доменную печь, снабжают мелкозернистым твердым веществом, например пылевидным углем, пылевидными наполнителями, железной рудой, губчатым железом и т.п., причем мелкозернистые твердые вещества должны вводиться в четыре места потребления A, B, C, D в металлургической установке 1.

Сначала мелкозернистые твердые вещества загружают из запасного бункера 2 с помощью механического транспортирующего средства 3, например лопастного затвора, в две передающие емкости 4, 5, в частности, попеременно. Во время заполнения одной из передающих емкостей, во вторую передающую емкость подают или направляют транспортирующую среду, например псевдоожиженный газ, причем твердые вещества из этой передающей емкости транспортируют посредством транспортирующего трубопровода 6 к распределительной емкости 7, работающей как статический распределитель. Транспортирующую среду подводят по трубопроводу 8 к передающим емкостям 4, 5 и по трубопроводу 9 к транспортирующему трубопроводу 6. Регулирующая арматура 10, выполненная в виде клапанов, осуществляет не только попеременное заполнение передающих емкостей 4, 5, но и регулировку количества транспортирующей среды в единицу времени, подаваемой по трубопроводу 8. Регулирующая арматура 10 служит как для регулировки количества транспортирующей среды, подводимой по трубопроводам 8 сверху к передающим емкостям 4 и 5, так и для регулирования количества транспортирующей среды, подводимой снизу к передающим емкостям 4, 5 для псевдоожижения твердого вещества.

Согласно изобретению заданное количество в единицу времени, предназначенное для каждого места потребления A-D, сначала делят на заданные частичные количества в единицу времени, причем каждое частичное количество в единицу времени транспортируют по собственному частичному питающему трубопроводу 11 из распределительной емкости 7. Согласно показанному на чертеже примеру выполнения соответственно каждый их шести частичных питающих трубопроводов 11 предназначен для места потребления от A до D. Частичные питающие трубопроводы 11, ведущие к месту потребления от A до D, входят в питающую сборную магистраль 12, ведущую к относящемуся к ней месту потребления от A до D. Каждый из частичных питающих трубопроводов 11 снабжен запорным клапаном 13, который должен приводиться исключительно в положение запирания и открывания.

Регулирование общего количества твердого вещества в единицу времени, подводимого к металлургической установке 1, осуществляют с помощью регулируемой арматуры, имеющей клапан 15 на выходе из каждой передающей емкости 4, 5, и путем взвешивания передающей емкости с помощью взвешивающего устройства 14. Вместо регулирующей арматуры с клапанами 15 здесь могут быть предусмотрены и другие устройства, например лопастные затворы. Во время переключения с одной передающей емкости 4 на другую передающую емкость 5 количество твердого вещества в единицу времени, подводимое к распределительной емкости 7, остается практически постоянным.

Если заданное количество в единицу времени, предназначенное для одного из мест потребления от A до D, должно быть уменьшено, согласно изобретению один или согласно изобретению два или несколько из предназначенных для этих мест потребления от A до D частичных питающих трубопроводов 11 перекрывают с помощью соответствующего запорного клапана 13. В случае, если должно быть увеличено заданное количество в единицу времени на одном из мест потребления от A до D, это может быть достигнуто запиранием отдельных частичных питающих трубопроводов 11 других мест потребления от A до D, причем изменяют распределение общего количества твердого вещества в единицу времени, подводимого к распределительной емкости 7.

В случае постоянно подводимого к распределительной емкости 7 общего количества мелкозернистого твердого вещества в единицу времени, это приводит при уменьшении заданного количества в единицу времени, подводимого к одному из мест потребления от A до D, к увеличению заданного количества в единицу времени, обычно подводимого к питающимся от распределительной емкости 7 остальным местам потребления от A до D, питающимся от распределительной емкости 7, причем количество в единицу времени, для уменьшения заданного количества единиц времени одного из мест потребления, распределяется среди оставшихся мест потребления. Если нужно исключить это увеличение на оставшихся местах потребления, согласно изобретению уменьшают лишь общее количество в единицу времени, подводимое к распределительной емкости 7.

Для увеличения заданного количества в единицу времени, подаваемого к одному из мест потребления, при полном постоянном удерживании заданных количеств в единицу времени, подаваемых к остальным местам потребления, наоборот нужно увеличить общее количество в единицу времени, подводимое к распределительной емкости 7. Так как это могло бы привести к увеличению на всех местах потребления, в оставшихся местах потребления должен быть уменьшен поток материала, а именно должен быть выключен один или несколько частичных питающих трубопроводов 11, ведущих к оставшимся местам потребления.

Хотя согласно изобретению заданное количество в единицу времени не регулируют бесступенчато, но с помощью соответствующего включения и выключения или открывания и закрывания запорного клапана 13 отдельных частичных питающих трубопроводов 11 удается удовлетворительно решить проблемы регулирования для многих технических применений.

Регулирование заданного количества в единицу времени осуществляется тем точнее, чем больше частичных питающих трубопроводов 11 предназначено для места потребления от A до D, то есть чем мельче делят или дробят заданное количество в единицу времени на частичные количества в единицу времени.

Особое преимущество изобретения следует усматривать в том, что в частичных питающих трубопроводах 11 требуется лишь запорная арматура 13 с функцией запора и открывания, которая подвергается значительно меньшему износу, чем регулирующие клапаны, осуществляющие дозирование количества. Предпочтительно применяется запорная арматура 13, которая при полном открывании поперечного сечения трубы остается свободной и не меняет направления подачи материала, как, например, шаровой кран или шибер, для защиты запорной арматуры 13 от износа.

К тому же на основе высокой точности распределения распределительной емкости 7 для многих задач транспортировки можно отказаться от измерения весового расхода заданных частичных количеств в единицу времени.

Изобретение можно применять для транспортировки самых различных мелкозернистых твердых веществ или сыпучих продуктов, то есть не только в области металлургии, но и в совсем других технологических областях, например, при производстве цемента, на тепловых электростанциях, мельницах, сахарных фабриках и т.п.

В электростанциях изобретение может применяться, например, для транспортировки угольной пыли или шламов (например, механически обезвоженного отстойного шлама или угольного шлама) для сжигания в котле, а также для введения добавок (например, известняка или доломита) в дымовой газ для образования сернистых веществ (например, серы).

Для газификации угля изобретение может служить для транспортировки и распределения угольной пыли в газификатор угля с несколькими местами питания.

При производстве цемента изобретение с успехом может применяться, например, для транспортировки и распределения известковой муки для операции предварительного кальцинирования.

Формула изобретения

1. Способ непрерывной транспортировки мелкозернистого и/или пылевидного твердого вещества с помощью транспортирующей среды к двум или более местам потребления (A - D), включающий загрузку твердого вещества в распределительную емкость и транспортировку из нее посредством транспортирующей среды через питающие трубопроводы к соответствующему месту потребления (от A до D) в заданном количестве в единицу времени, отличающийся тем, что заданное количество в единицу времени, предназначенное для каждого места потребления (от A до D), делят на два или более частичных количеств в единицу времени и каждое частичное количество в единицу времени отводят через индивидуальный частичный питающий трубопровод от распределительной емкости посредством транспортирующей среды, затем заданные частичные количества в единицу времени совместно подводят к соответствующему месту потребления (от A до D), при этом для регулирования заданного количества в единицу времени в определенном размере на месте потребления (от A до D) частичные питающие трубопроводы, подведенные к этому месту потребления (от A до D), выборочно держат закрытыми или открытыми.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданные частичные количества в единицу времени, предназначенные для одного из мест потребления (от A до D), выбирают одной величины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное частичное количество в единицу времени или заданные частичные количества в единицу времени, предназначенные для одного или нескольких мест потребления (от A до D), выбирают большими относительно других заданных частичных количеств в единицу времени.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве транспортирующей среды используют сжатый газ.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что при изменении заданного количества в единицу времени, предназначенного для одного из мест потребления (от A до D), дополнительно изменяют количество твердого вещества в единицу времени, загружаемое в распределительную емкость (7).

6. Устройство непрерывной транспортировки мелкозернистого и/или пылевидного твердого вещества с помощью транспортирующей среды к двум или более местам потребления (A - D), включающее распределительную емкость, соединенную с подводящим трубопроводом для транспортирования мелкозернистого твердого вещества посредством транспортирующей среды, отличающееся тем, что устройство снабжено, по крайней мере, двумя частичными питающими трубопроводами, соединяющими распределительную емкость с соответствующим местом потребления (от A до D), при этом каждый частичный трубопровод имеет один запорный клапан, обеспечивающий возможность запирания трубопровода и открывания.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что запирающие клапаны расположены вблизи распределительной емкости, а частичные питающие трубопроводы, ведущие к каждому месту потребления (от A до D), после запорных вентилей по направлению потока твердого вещества входят в питающую сборную магистраль, которая соединена с этим местом потребления (от A до D).

8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что частичные питающие трубопроводы, ведущие к одному из мест потребления (от A до D), имеют соответственно одинаковое поперечное сечение.

9. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что частичные питающие трубопроводы, ведущие к одному из мест потребления (от A до D), имеют различное поперечное сечение.

РИСУНКИ

Рисунок 1