Способ введения второго потока пылевидных материалов в трубопровод пневматической транспортировки, по которому перемещают первый поток пылевидных материалов с регулируемой подачей

 

Изобретение относится к способу введения второго потока пылевидных материалов в транспортный трубопровод, по которому перемещают первый поток пылевидных материалов с регулируемой подачей. Способ заключается в том, что вводят второй поток пылевидных материалов с контролируемой подачей и делают регулирование первой подачи пневматической транспортировки нечувствительным к нарушениям, вызываемым введением второго потока, регулируя первую подачу прямо или косвенно выше точки вдувания второго потока. Технический результат заключается в осуществлении контролируемого ввода второго потока пылевидных материалов в трубопровод, по которому перемещается первая регулируемая подача пылевидных материалов без нарушения этой первой подачи. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу введения второго потока пылевидных материалов в транспортный трубопровод, по которому перемещают первый поток пылевидных материалов с регулируемой подачей.

Хотя оно и не ограничивается этим, настоящее изобретение относится к введению пылевидных частиц, извлеченных из газов доменных печей, в подачу пылевидного угля.

В установках по очистке газов доменных печей загрязняющие твердые примеси отделяют от газовой фазы с помощью сухих сепараторов, как, например, пылеуловителей, циклонов, рукавных фильтров и электрофильтров. Эти твердые остатки собирают в бункеры, установленные непосредственно под сухими сепараторами.

Эти бункеры, которые должны регулярно опорожняться, разгружают с помощью оборудования для извлечения или непосредственно в вагоны или кузовы грузовых автомобилей, или просто в кучу под бункером в зависимости от твердых остатков. Потом твердые остатки загружают механическими лопатками в вагоны или кузовы и вывозят на разгрузку. Следует отметить, что твердые остатки, отделенные от газов доменных печей, в основном, состоят из пылевидных частиц железа и кокса.

Операция удаления твердых остатков из бункеров сепараторов является очень пыльной, что неизбежно влечет за собой проблемы, связанные с благоприятными условиями работы и защитой окружающей среды. Последующая разгрузка на атмосферном воздухе автоматически высвобождает также вредные или токсичные газы или пары, которые увлекаются твердыми остатками из установки очистки газа, при разгрузке бункера. Эти газы и пары, автоматически высвобождающиеся, несомненно представляют собой проблему обеспечения безопасности, которой нельзя пренебречь. Очевидно, что такое периодическое хранение твердых остатков является вредным для здоровья, загрязняющим и дорогостоящим приемом. Чтобы избежать необходимости выгрузки этих твердых остатков, было предложено снова вводить их в доменную печь. Средством введения является, очевидно, установка для вдувания пылевидного угля в доменную печь через сопла поддувала. Действительно, располагают установкой для вдувания больших количеств пылевидных материалов в доменную печь. Если будут знать, как использовать эту установку для повторного вдувания пылевидных частиц в доменную печь, то будут располагать эффективным средством повторного повышения ценности (ревалоризации) материалов, содержащихся в пылевидных продуктах, и сумеют избежать затрат на выгрузку этих пылевидных продуктов.

Наиболее простым средством, очевидно, будет смешение пылевидных материалов с углем в складском бункере и вдувание смеси угля с пылевидными материалами в доменную печь. Однако, это решение обладает несколькими недостатками. Действительно, складские бункеры для угля обычно достаточно удалены от доменной печи и установок для очистки газа. Следовательно, будет необходимо транспортировать пылевидные материалы из очистной установки к складским бункерам, а потом возвращать в доменную печь. Поскольку пылевидные материалы являются намного более абразивными, чем частицы угля, этот способ приведет к быстрому износу транспортных трубопроводов для угля. Кроме того, нельзя будет точно контролировать количество вдуваемого углерода, потому что неизвестна концентрация угля, и она не является постоянной.

Другое возможное решение заключается во вдувании пылевидных материалов вблизи доменной печи в основной транспортный пневматический трубопровод, по которому подают пылевидный уголь. Такое решение устраняет бесполезную транспортировку пылевидных частиц и позволяет свести к минимуму износ трубопроводов из-за истирания пылевидными частицами.

Между тем вдувание угля является важным параметром при эксплуатации доменной печи. Следовательно, очень важной является возможность точно контролировать расход вдуваемого угля в любой момент, и следует избегать нарушений режима вдувания угля при введении второго потока продуктов в подачу пылевидного угля.

Целью настоящего изобретения является разработка способа, который позволяет контролируемым образом вводить второй поток пылевидных материалов в трубопровод, по которому перемещается первая регулируемая подача пылевидных материалов, без нарушений этой первой подачи.

Для достижения этой цели настоящее изобретение предлагает способ введения пылевидных материалов в транспортный пневматический трубопровод, по которому перемещается первая регулируемая подача пылевидных материалов, отличающийся тем, что вводят второй поток пылевидных материалов с контролируемой подачей и делают регулирование первой подачи пневматическим транспортом, не чувствительным к нарушениям, вызываемым введением второго потока, регулируя первую подачу прямо или косвенно выше точки введения второго потока.

Способ согласно настоящему изобретению обладает тем преимуществом, что можно вдувать второй поток пылевидных материалов в пневматическую систему без нарушения регулирования первой подачи. Действительно, первая подача является функцией других условий, как, например, давления в трубопроводе в точке выгрузки. Если регулировать подачу - прямо или косвенно - не в точке выгрузки, а в точке выше точки вдувания второго потока, первую подачу регулируют, как если бы фиктивная точка выгрузки находилась в точке регулирования, расположенной выше второй точки вдувания. Достаточно учесть в параметрах, используемых для регулирования подачи в этой точке, влияние отрезка трубопровода, располагающегося между точкой регулирования и точкой реальной выгрузки.

Согласно первому варианту предпочтительного осуществления изобретения первую подачу регулируют, измеряя и устанавливая первую подачу пылевидных материалов на заранее определенном уровне, выше точки вдувания второго потока.

Согласно предпочтительному варианту осуществления первую подачу регулируют, измеряя давление и устанавливая его внутри трубопровода на заранее определенном уровне - выше точки вдувания второго потока.

Предпочтительно второй поток пылевидных материалов вдувают в точке инжекции в среду первого потока пылевидных материалов. Это позволяет защитить стенки трубопроводов против абразивного износа из-за вдуваемых частиц.

Предпочтительно, чтобы второй поток пылевидных материалов вдували вертикально к направлению течения первого потока. Это позволяет удерживать вдуваемые частицы в среде первого потока пылевидных материалов и свести к минимуму абразивный износ.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения второй поток пылевидных материалов поддерживают на постоянном уровне. Преимущество контроля второй подачи заключается в том, что нарушения, вызванные в системе этим вдуванием, являются менее значительными и тогда регулирование первой подачи становится менее сложным.

Важно отметить, что настоящий способ позволяет вводить различные материалы в заранее определенном соотношении. Следовательно в любой момент можно знать количество вдуваемого угля.

Другие особенности и характеристики будут видны из описания способа предпочтительного осуществления изобретения, представленного ниже в качестве иллюстрации со ссылками на приложенные чертежи, на которых: на фиг. 1 - представлена общая схема установки для вдувания пылевидного угля и пылевидных материалов; и на фиг. 2 - представлена схема давлений в зависимости от различных точек контура, включающего точку вдувания второго потока пылевидных материалов.

На фиг.1 показано два бункера 10, соответственно 14, для вдувания пылевидного угля. Из этих двух бункеров попеременно питают отводящий трубопровод 18, каждый из них снабжен системой 22 взвешивания, позволяющей контролировать в любой момент массу бункера и также определить количество пылевидного угля, выведенное в единицу времени. Отводящий трубопровод 18 снабжен устройством 23 для прямого измерения подачи и устройством 24 прямого регулирования подачи или, альтернативно, устройством 26 измерения давления и устройством 28 регулирования давления, расположенными выше устройства 30 впрыскивания второго потока пылевидных продуктов. Устройство 23 контроля и устройство 24 регулирования подачи, соответственно, устройство 26 контроля и устройство 28 регулирования давления позволяют эффективно и просто регулировать подачу угля в зависимости от давления, преобладающего в бункерах для вдувания пылевидного угля. В точке регулирования поддерживают давление внутри трубопровода 18 на более высоком уровне, чем давление вдувания второго продукта на уровне вдувающего устройства 30. Таким образом вдувание второго продукта не нарушает подачу пылевидного угля. Таким образом подача угля должна быть независима от давления в точке выгрузки.

Устройство 30 для вдувания предпочтительно расположено в вертикальном сечении трубопровода 18 для облегчения введения второго продукта.

Устройство 30 состоит из расширенного участка трубопровода 18, в который вдувают второй продукт через сопло 34 инжектора, расположенное предпочтительно в середине расширенного участка указанного трубопровода 18. Таким образом, второй продукт, более абразивный, чем уголь, удерживается в среде подачи угля, что защищает трубопроводы от абразивного износа от вдуваемых частиц.

Трубопровод 18 заканчивается распределительным устройством 38 пылевидных продуктов, таким, как описано в патенте США N 5123632. В этом устройстве подаваемые продукты разделяются и подаются в различные поддувала и затем вдуваются в доменную печь.

Система питания пылевидными материалами, вдуваемыми через сопло 34 в пневматический трубопровод, состоит из питающего бункера 110, установленного под сепаратором твердых частиц (не показан) установки для очистки газов доменной печи. В этот питающий бункер 110 поступают твердые остатки, отделенные в сепараторе газов доменной печи. Следует отметить, что эти газы доменной печи содержат токсичные газы, например СО, и более или менее значительные количества паров воды. Твердые остатки главным образом состоят из пылевидных частиц кокса, угля и железной руды.

Разгрузочный трубопровод 112, установленный выше запирающего приспособления 114 для твердых остатков и ниже изолирующего клапана 116 шлюзового затвора для газов, соединяет питающий бункер 110 с закрытым приемником 118. Закрытый приемник 118 состоит из термоизолированного сосуда под давлением, в верхнюю часть которого входит разгрузочный трубопровод 112. В своей нижней части приемник 118 оборудован ожижающим устройством, позволяющим вдувать газ снизу через твердые остатки, выгруженные в приемник 118. Ожижающее устройство состоит, например, из периферической поверхности, проницаемой для газов и разграничивающей в нижней части приемника 118 пространство для хранения твердых остатков.

Из верхней части закрытого приемника также выходит трубопровод 124 для продувки и декомпрессии. Этот трубопровод 124 для продувки и декомпрессии предпочтительно соединяют с сепаратором 128. Бункер под фильтром сепаратора 128 разгружается через разгрузочный трубопровод 130, снабженный изолирующим клапаном (не показан) шлюзового затвора газов, в приемник 118. Газы продувки и декомпрессии, профильтрованные через сепаратор 128, отводят через эвакуирующий трубопровод 134, снабженный изолирующим клапаном (не показан) шлюзового затвора газов.

Подача газа из ожижающего устройства осуществляется по трубопроводу 136, соединенному с подачей газа (не показано).

Нижний конец приемника 118 выведен через изолирующий клапан 140 в транспортный пневматический трубопровод 144.

Работа устройства, описанного выше, может быть кратко изложена следующим образом.

Разгрузочный трубопровод 112 позволяет выгрузить под действием силы тяжести указанные твердые остатки из питающего бункера 110 в закрытый приемник 118 при открывании изолирующего клапана 116, который запирает затем приспособление 114. Когда закрытый приемник заполняется до определенной высоты, что определяется по определителю уровня, в первую очередь закрывают запирающее приспособление 114, прерывая выгружаемый поток перед закрытием изолирующего клапана 116 шлюзового затвора газов. При загрузке приемника 118 клапаны продувки и изолирующий клапан открыты, чтобы обеспечить удаление газов, содержащихся в приемнике 118.

Затем в устройство для ожижения подают инертный газ при постоянной подаче. Эту подачу газа вдувают снизу через твердые остатки для создания статического слоя или ожиженного слоя твердых частиц.

Инертный газ, увлекающий за собой газы и пары, содержащиеся в приемнике 118 и заключенные в твердых остатках, выводят по трубопроводу 124 и через фильтр 128 - в трубопровод 134 продувки. В сепараторе 128 газовую смесь отделяют от увлеченных твердых частиц.

Закрытый приемник 118 соединен с буферным бункером 210 трубопроводом 144. Указанный бункер 210 также оборудован в верхней части декомпрессией 214. Эту декомпрессию 214 целесообразно соединить с сепаратором 218. Из питательного бункера в нижней части сепаратора 218 выгружают твердые частицы, удержанные фильтром, через разгрузочный трубопровод 222, снабженный запирающим клапаном (не представлен) шлюзового затвора газов, в бункер 210. Газы декомпрессии, отфильтрованные в сепараторе 218, отводят по отводящему трубопроводу 226, снабженному изолирующим клапаном 230 шлюзового затвора газов. Этот клапан 230 соединен управляемым устройством 238 измерения давления с устройством 234, регулирующим давление, контролируя постоянство давления, установленного внутри бункера 210. Из источника подачи газа (не представлен) в бункер 210 подают газ по трубопроводу 242. Первая ветвь 246, содержащая клапан 250 шлюзового затвора газа, питает устройство ожижения, такое как описано выше, расположенное в нижней части бункера 210. Вторая ветвь 254 питает газом верхнюю часть бункера 210. Это питание регулируют с помощью клапана 258, снабженного регулирующим устройством 262, управляемым устройством 238 измерения давления.

Такое оборудование позволяет контролировать и регулировать давление внутри бункера 210 в любой момент. Действительно, когда заполняется бункер 210, избыточное давление сбрасывается через декомпрессию 214. Регулирующее устройство 234, управляемое устройством 238 измерения давления, позволяет выпустить только такое количество газа, которое необходимо для поддержания давления внутри бункера 210 на заранее определенном уровне. При разгрузке бункера газ вдувают в устройство для ожижения и, если давление падает ниже заданной величины, и это необходимо, газ вдувают по трубопроводу 254, клапан которого открыт. Этот бункер 210, благодаря такому регулированию давления, может быть загружен и разгружен одновременно без изменений расхода разгрузки.

Бункер 210 также оборудован системой 266 взвешивания, чтобы в любой момент можно было определить массу бункера 210 и вычислить расход при разгрузке.

Пылевидные материалы, ожиженные внутри бункера 210, выводят из нижней части бункера 210, снабженной запирающим приспособлением 270, которое управляется устройством 274 определения подачи, связанным с системой 266 взвешивания.

Поток материалов ожижают в камере 278 для ожижения, расположенной на выходе из бункера 210, перед тем как поток будет введен в выводящий трубопровод 18 через инжектор 30. Такой способ работы позволяет непрерывно нагнетать пылевидные материалы с контролируемой подачей в трубопровод 18.

Одно из существенных преимуществ этой системы заключается в том, что пылевидные частицы снова вдувают в доменную печь без контакта с атмосферным воздухом. Следовательно, устраняется загрязнение окружающей среды и рабочих мест пылевидными частицами.

На фиг.2 схематически показан пневматический контур, содержащий устройство для вдувания второго потока пылевидных материалов, и показаны давления, установленные в этом контуре.

Кривая А показывает диаграмму давления в контуре, не содержащем устройства для вдувания второго потока пылевидных материалов.

Кривая В показывает диаграмму давления в контуре, содержащем устройство для вдувания второго потока пылевидных материалов без регулирующего устройства. Вертикальные стрелки указывают вариации давления в течение времени в этом контуре. Значения давления и, следовательно, расходы сильно изменяются без регулирования и первая подача материалов, а именно пылевидного угля, в данном случае, очень сильно меняется в зависимости от изменений давления, вызванных нагнетанием второго потока. В этих условиях будет очень трудно контролировать обслуживание доменной печи, потому что неизвестно эффективное регулирование количества вдуваемого угля в течение времени.

Наконец, кривая С представляет собой изменения давления в регулируемом контуре, таком как описан выше. Регулирующее устройство 24 играет важную роль для установления давления и, следовательно, подачи вдуваемого угля. Действительно, регулирующее устройство 24 позволяет работать с более высоким давлением подачи при той же подаче пылевидного угля, и это давление не зависит от изменений давления, установленного в остальной части контура. Открывая или закрывая регулирующее устройство, создают большую или меньшую потерю давления на выходе, подгоняя давление перед указанным устройством к изменениям давления, создаваемым устройством для вдувания второго потока пылевидных материалов. Если давление повысилось ниже регулирующего устройства, оно будет открыто больше, чтобы создать менее значительную потерю давления. Если, напротив, давление падает ниже регулирующего устройства, оно будет закрыто немного больше, чтобы создать более значительную потерю давления. Важно подчеркнуть, что эта искусственная и регулируемая потеря давления не влияет на подачу вдуваемого угля, потому что давление в сосуде не находится под влиянием регулирующего устройства.

Формула изобретения

1. Способ введения второго потока пылевидных материалов в трубопровод пневматической транспортировки, по которому перемещают первый поток пылевидных материалов с регулируемой подачей, отличающийся тем, что вводят второй поток пылевидных материалов с контролируемой подачей и делают регулирование первой подачи пневматической транспортировки нечувствительным к нарушениям, вызываемым введением второго потока, регулируя первую подачу прямо или косвенно выше точки вдувания второго потока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют первую подачу пылевидных материалов на заранее определенном уровне выше точки вдувания второго потока.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую подачу регулируют, измеряя давление и устанавливая его внутри трубопровода для пневматической транспортировки на заранее определенном уровне выше точки вдувания второго потока.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что второй поток пылевидных материалов вдувают в точке вдувания, расположенной в среде первого потока пылевидных материалов.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что второй поток пылевидных материалов вдувают вертикально в пневматический трубопровод в направлении течения потока.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что вторую подачу пылевидных материалов поддерживают на постоянном уровне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2