專利名稱：將細(xì)粒至粗粒的固體顆粒輸入容器及轉(zhuǎn)交至高壓系統(tǒng)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過閉鎖機(jī)構(gòu)將細(xì)粒至粗粒的固體顆粒輸入容器及移交到高壓 系統(tǒng)中的設(shè)備和方法，其中所述容器配備了用于輸入固體顆粒和輸入提高容器中壓力的氣 體的裝置并且配備了用于在裝料和出料時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力平衡的裝置，其中容器底部構(gòu)成為通向 閉鎖機(jī)構(gòu)的給料漏斗。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用情況下需要把燃料例如從周圍環(huán)境輸入到系統(tǒng)中，此燃料在后繼過程 中用明顯高于環(huán)境壓力的壓力進(jìn)行處理。例如當(dāng)固體燃料進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這樣的情形，例如不同的煤炭、泥煤、氫化 殘?jiān)⑾履_料、垃圾、生物質(zhì)、煙塵或者類似物質(zhì)以及這種物質(zhì)構(gòu)成的所有混合物。這種轉(zhuǎn)換 過程可例如是加壓燃燒、加壓氣化、流化焙燒工藝或煙霧燃燒工藝。在這類方法中(例如在煤粉加壓氣化時(shí))，達(dá)45bar的壓力是很很正常的，即待轉(zhuǎn) 換的物質(zhì)必須在氣化之前被置于此壓力下，其中更高的壓力也會(huì)使設(shè)備的容量更高。設(shè)備的能力更高意味著待傳輸?shù)娜剂系臄?shù)量更多，反過來同時(shí)要處理了多的余燼 或殘?jiān)Ｔ诖诵枳⒁?，這種閘門或閘門容器的幾何尺寸的上限通過松散物料的預(yù)期特性來 確定、出料機(jī)構(gòu)、連接管、零配件或現(xiàn)場地形條件來確定。這種提高例如通過以下方式實(shí)現(xiàn)， 即增加容器數(shù)量和/或提高通過閘門的流量。已經(jīng)有許多解決此問題的方法，WO 2004/085578A1提出一種閘門容器，它在錐形 的容器部分內(nèi)設(shè)置了氣體輸送元件，通過它可把容器帶到目標(biāo)壓力。DE 41 08 048提出的 高壓罐的錐形部件也具有類似元件，以便實(shí)現(xiàn)固體顆粒裝料的流化狀態(tài)，以便改善從高壓 罐出發(fā)的氣動(dòng)輸送。在WO 98/11378中建議，通過在貯倉的排出錐體中的多孔元件輸入氣 體，以便實(shí)現(xiàn)均勻的物質(zhì)流。在US 4 941 779中描述了類似的方法。例如還從DE 11 30 368A、DE 195 21 766A、GB 940 506A 或 US2 245 664A 中已知 在容器內(nèi)的用于簡化粉末狀物質(zhì)排出的裝置。還已知的是，通過螺旋輸送器或類似元件來使松散物料從容器中排出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種輸入固體顆粒的設(shè)備，此設(shè)備可以在高壓下使用，并且 能夠?qū)⑷萜鬟m當(dāng)?shù)某錆M，以便在操作時(shí)避免壓縮松散物料，確保即使不易輸送的松散物料 也可以被順利地輸送，可以靈活地應(yīng)用于不同的松散物料，以及盡可能提高輸往接收容器 的物質(zhì)流。借助前述類型的裝置，此目的按本發(fā)明這樣得以實(shí)現(xiàn)，即在容器的內(nèi)部在重力方 向上在閉鎖機(jī)構(gòu)的上方隔開一定距離地設(shè)置至少一個(gè)垂直定向的、上下均敞開的中心管， 并且設(shè)置對容器底部和/或中心管吹氣的、用于在中心管中產(chǎn)生固體顆粒流的氣體引入裝置。業(yè)已證實(shí)，設(shè)置中心管以及氣體引入裝置的做法對于自閘門容器轉(zhuǎn)交到布置在下 游的壓力容器中的作用可以產(chǎn)生很好的效果。這還使非常短的周期時(shí)間。本發(fā)明的其它構(gòu)造方案由從屬權(quán)利要求得出，其中可規(guī)定，中心管構(gòu)成為雙壁的 并且被至少一個(gè)氣體弓丨入管道吹氣，其中管壁設(shè)有氣體排出孔。這種經(jīng)由中心管的管壁以及容器壁(尤其是容器底部)均可引入氣體的設(shè)計(jì)方式 不論是在容器的裝載待轉(zhuǎn)交物料的階段，或者在高壓下的物料轉(zhuǎn)交階段都會(huì)產(chǎn)生一系列的 優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一種重要的構(gòu)造方案在于，中心管配備了分布在其長度上的、用于固體 顆粒的流入孔，因此固體顆?？闪魅胫行墓軆?nèi)部。由于中心管配備了朝外定向和/或朝內(nèi) 指向的氣體排出孔(本發(fā)明同樣規(guī)定了這一點(diǎn))，因此可按操作者的意圖使得固體顆粒在 容器的內(nèi)部具有特定的流動(dòng)特性。本發(fā)明的另一有利的構(gòu)造方案在于，在雙壁的中心管中通過隔板構(gòu)成管段或環(huán)形 腔，其中每個(gè)環(huán)形腔都設(shè)有至少一個(gè)氣體引入管道，其中在環(huán)形腔之間設(shè)置進(jìn)入中心管內(nèi) 部的固體顆粒進(jìn)料口，并且各環(huán)形腔可以具有相同的直徑或具有不同的直徑。由于單個(gè)的 環(huán)形腔都設(shè)有獨(dú)立的氣體引入裝置，所以可通過較高環(huán)形腔的端面改善固體顆粒由外朝內(nèi) 通過相應(yīng)的固體顆粒進(jìn)料口的流入。因此還可能的是，在重力方向上設(shè)置直徑方面從上往下變小的階梯式環(huán)形腔，或 交替地設(shè)置直徑較小或較大的環(huán)形腔，或環(huán)形腔自身構(gòu)成為漏斗狀(例如其較小的直徑在 重力方向上位于下部)。本發(fā)明還規(guī)定了氣體排出孔的多重分布，例如在容器壁、中心管壁、配備給閘門的 連接管接頭中或諸如此類，其中特別是還規(guī)定，排出孔配備了相應(yīng)的氣流引導(dǎo)元件，以形成 預(yù)定義的氣流(例如切向氣流)。還可規(guī)定，在中心管上方設(shè)置保護(hù)罩/轉(zhuǎn)向罩，以便在氣體充滿容器時(shí)使向上的 固體顆粒流轉(zhuǎn)向和避免中心管在裝料過程中被填入固體顆粒。借助開頭所述類型的方法，本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下方式得以實(shí)現(xiàn)，即在容器 的內(nèi)部在重力方向上在閉鎖機(jī)構(gòu)的上方隔開一定距離地設(shè)置至少一個(gè)垂直定向的中心管， 首先將固體顆粒裝入處于環(huán)境壓力下的接受容器的在容器內(nèi)壁和中心管外壁之間構(gòu)成的 環(huán)形空間中，并在裝料過程中如有需要?jiǎng)t將氣體輸送到閉鎖機(jī)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)，其中通過氣體 的輸入/輸出調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)容器內(nèi)的壓力平衡，并且隨后通過輸入氣體使容器達(dá)到較高的系統(tǒng) 壓力，也就是作用在閉鎖機(jī)構(gòu)那邊的系統(tǒng)壓力，其中將氣體這樣輸入，使得在中心管中構(gòu)成 向上的固體顆粒流。本發(fā)明的其它構(gòu)造方案從涉及本發(fā)明的其它從屬權(quán)利得出。


下面借助附圖示例性地詳細(xì)闡述了本發(fā)明。其中圖1示出了按本發(fā)明的閘門容器的原理圖示意圖；圖2在類似的方式中示出了按本發(fā)明的具有中心管的閘門容器的原理剖面圖；圖3示出了中心管的截面的略微放大的細(xì)節(jié)圖；以及
圖4示出了在朝向閉鎖機(jī)構(gòu)的連接管中的氣體引入裝置的放大的示意性細(xì)節(jié)剖 面圖。
具體實(shí)施例方式圖1基本示意性地描述了整體上用1表示的設(shè)備。此設(shè)備1在此基本上由閘門容 器1'構(gòu)成，在此閘門容器1'內(nèi)部設(shè)置管子，以下稱為中心管2。此容器1'設(shè)有固體顆粒 裝料3，其中圖1通過箭頭示出了流動(dòng)路徑，如其在吹入壓縮空氣使得容器充滿時(shí)(即在形 成負(fù)壓的情況下)形成。圖1和2用實(shí)線箭頭示出了固體顆粒流，而虛線示出了氣體流。在圖表的右側(cè)還 標(biāo)出了朝下指的箭頭，它表示重力方向“g”。在圖1的實(shí)施例中，在用19表示的容器底部中設(shè)置氣體引入裝置7，并且在容器 底部通向排出管接頭9的過渡區(qū)域中設(shè)置氣體引入裝置16，此排出管接頭9導(dǎo)入閉鎖機(jī)構(gòu) 18中，其中在排出管接頭9上設(shè)置有額外的氣體引入裝置17，其中借助氣體引入裝置可產(chǎn) 生氣流，此氣流例如在容器裝料時(shí)可產(chǎn)生偏向中心管2的固體顆粒流，此固體顆粒流在中 心管2內(nèi)是朝上的，如同通過圖1的箭頭所示。為了避免固體顆粒在填料過程中從上方流 入中心管內(nèi)，可在中心管的上方設(shè)置轉(zhuǎn)向罩或保護(hù)罩，它在圖1中用20標(biāo)出并在該處示意 性地示出。在圖4中詳細(xì)地描述了在管接頭9中的氣體引入。借助14和15示出了平衡氣體管道，通過它們例如位于容器內(nèi)部的氣體在裝料過 程中可以流出，從而使得在此裝料過程中容器中的壓力可保持恒定。在圖2所示的實(shí)施例中，中心管2簡化成雙壁管，其具有由各管段構(gòu)成的管子，其 中各單個(gè)用8表示的管段分別彼此隔開一定間隔設(shè)置，從而產(chǎn)生在清空容器時(shí)用于固體顆 粒以及被相應(yīng)引導(dǎo)的輸送氣體的流入孔5。在圖2中展示了此清空情形，其中固體顆粒流在 此用小實(shí)線箭頭標(biāo)出，而氣流借助虛線箭頭表示。具有內(nèi)管壁11的管段8在它的外管壁10上具有氣體排出孔，它們用12表示。在圖2的實(shí)施例中，氣體引入裝置7不僅設(shè)置在容器1'的漏斗部位中，而且還設(shè) 置在圓柱形的邊緣區(qū)域中。氣體引入裝置在圖6中用6標(biāo)出。中心管2的在內(nèi)管壁10和 外管壁11之間的環(huán)形腔可通過輸入管道4加載氣體，其中可規(guī)定，可實(shí)現(xiàn)共同的氣體引入 (圖2)，或每個(gè)管段都分別進(jìn)行獨(dú)立的氣體引入(如圖3所示)。按本發(fā)明的裝置或按本發(fā)明的方法的工作方式如下首先，固體顆粒通過固體顆粒輸入裝置13這樣裝入容器1'中，即沒有固體顆粒 裝入相對于漏斗形的容器底部位于閉鎖機(jī)構(gòu)18上方的中心管中，其中一定份額的固體顆 粒堆積在閉鎖機(jī)構(gòu)的上方。在圖1中示出了此情形。當(dāng)容器被充滿，氣體就會(huì)同時(shí)以單獨(dú)控制的方式經(jīng)由中心管2的管段8以及經(jīng)由 設(shè)置在容器壁和/或容器底部上的氣體引入裝置6、7以及氣體引入裝置16、17被引入，以 在中心管的內(nèi)部形成圖1所示的上升的固體顆粒流，其中還需注意，通過氣體引入裝置17 吹入的氣體也會(huì)將堆積在閉鎖機(jī)構(gòu)18正前方的固體顆粒吹散或吹松。在此有利的運(yùn)行方 式是，通過排出口中的這個(gè)氣體引入管道17實(shí)現(xiàn)主要的氣體引入。因此，可在容器內(nèi)部實(shí) 現(xiàn)強(qiáng)制性的固體顆粒循環(huán)，從而避免在靜態(tài)裝料時(shí)出現(xiàn)固體顆粒固化現(xiàn)象。在圖4中示出了氣體引入裝置17可這樣構(gòu)成，即通過該處用20表示的渦流生成元件在用17'表示的連接管接頭9的排氣口中產(chǎn)生渦流流體，此渦流流體可以帶動(dòng)固體顆 粒也形成渦流。如圖4所示，氣體引入裝置17/17'可例如構(gòu)成為環(huán)繞的環(huán)形間隙，或在圓 周上設(shè)置其它的排出孔。這種構(gòu)造方式的特殊優(yōu)點(diǎn)是，利用再循環(huán)的含有灰塵的氣體產(chǎn)生 氣流。當(dāng)容器被清空后，則可將氣體引入，以減少清空管中或清空管周圍以及容器壁上 的壁摩擦，從而使局部堆積在這些壁上的固體顆粒松散開來。引入的氣體在此加速地將固 體顆粒傳遞到后繼的設(shè)備部件中。通過輸入氣體，由于清空固體顆粒而空出的容器空間被 重新填滿。在此可輸入過量的氣體，這對避免排出孔9上的負(fù)壓差是很重要的。例如當(dāng)固體顆粒的排出速度比用氣體再次填充空出的空間的速度更快，則可能會(huì) 產(chǎn)生上述的負(fù)壓差，因此導(dǎo)致排出口中的氣體朝上流(與箭頭“g”反向地)，即與固體顆粒 朝下運(yùn)動(dòng)的方向相反，這可明顯阻礙固體顆粒的排出。因此按本發(fā)明通過引入過量的氣體， 提高了固體顆粒的排出速度。因?yàn)閱蝹€(gè)的管段可設(shè)有單獨(dú)的氣體引入裝置，所以還存在著這樣的可能性，即對 單個(gè)的管段8進(jìn)行獨(dú)立地供氣，并因此有針對性地控制固體顆粒流。因此，分段地引入空氣 可在固體顆粒裝料中實(shí)現(xiàn)盡可能好的氣體分布，從而即使是不易輸送的固體顆粒在排出過 程中也可以形成良好的流化狀態(tài)。當(dāng)然，還能在多個(gè)方面改變本發(fā)明的所述實(shí)施例，而不會(huì)離開其基本理念。因此， 本發(fā)明并不局限于中心管體，此中心管體的橫截面形狀也可與管子形狀不同，也可設(shè)置多 個(gè)平行并排的這種中心管體，諸如此類。附圖標(biāo)記列表
1閘門容器
2中心管
3固體顆粒裝料
4氣體引入管道
5側(cè)面的固體顆粒流入孔
6氣體引入裝置
7氣體引入裝置
8管段/環(huán)形腔
9管接頭
10外管壁
11內(nèi)管壁
12氣體排出孔
13固體顆粒輸入裝置
14平衡管道
15平衡管道
16氣體引入裝置
17氣體引入裝置
18閉鎖機(jī)構(gòu)
19容器底部
20渦流生成元件
權(quán)利要求
一種通過閉鎖機(jī)構(gòu)將細(xì)粒至粗粒的固體顆粒輸入容器及移交到高壓系統(tǒng)中的設(shè)備(1)，其中所述容器配備了用于輸入固體顆粒和輸入提高容器中壓力的氣體的裝置并且配備了用于在裝料和出料時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力平衡的裝置，其中容器底部構(gòu)成為通向閉鎖機(jī)構(gòu)的給料漏斗，其特征在于，在容器(1′)的內(nèi)部在重力方向(g)上在閉鎖機(jī)構(gòu)(18)的上方隔開一定距離地設(shè)置至少一個(gè)垂直定向的、上下均敞開的中心管(2)，并且設(shè)置對容器底部(19)和/或中心管(2)吹氣的氣體引入裝置(4、7)，以在中心管中產(chǎn)生固體顆粒流。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，中心管(2)構(gòu)成為雙壁的并且被至少一個(gè)氣 體引入管道(4)吹氣，其中管壁(8)設(shè)有氣體排出孔(12)。
3.按權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，中心管(12)配備了朝外定向和/或朝內(nèi)指 向的氣體排出孔。
4.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，中心管(2)配備了分布在其長 度上的、用于固體顆粒的流入孔(5)。
5.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，除了漏斗形的容器底部(19) 夕卜，容器的其它部位和/或排出管接頭(9)也設(shè)有氣體引入裝置(6、16、17)。
6.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在雙壁的中心管(2)中通過隔 板構(gòu)成管段或環(huán)形腔(8)，其中每個(gè)環(huán)形腔都設(shè)有至少一個(gè)氣體引入管道(4)，其中在環(huán)形 腔(8)之間設(shè)置進(jìn)入中心管內(nèi)部的固體顆粒進(jìn)料口，并且各環(huán)形腔(8)可以具有相同或不 同的直徑。
7.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)環(huán)形腔(8)的壁配備在外 殼區(qū)域和/或端側(cè)區(qū)域內(nèi)的氣體排出孔(12)。
8.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，容器壁和/或中心管壁和/或 排出管接頭(9)上的氣體排出孔的至少一部分配備氣流引導(dǎo)元件(20)，以形成預(yù)定義的氣 流，例如切向氣流。
9.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，固體顆粒輸入相對于中心管偏 心地定位，從而避免固體顆粒在裝料過程中進(jìn)入中心管內(nèi)。
10.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在中心管(2)上方設(shè)置保護(hù)罩 /轉(zhuǎn)向罩(20)，以便在氣體充滿容器時(shí)使向上的固體顆粒流轉(zhuǎn)向和避免中心管在裝料過程 中被填入固體顆粒。
11.一種用于將細(xì)粒至粗粒的固體顆粒輸入容器及移交到高壓系統(tǒng)中的方法，其中所 述容器配備了用于輸入固體顆粒和輸入提高容器中壓力的氣體的裝置并且配備了用于在 裝料和出料時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力平衡的裝置，其特征在于，在容器的內(nèi)部在重力方向上在閉鎖機(jī)構(gòu) 的上方隔開一定距離地設(shè)置至少一個(gè)垂直定向的中心管，首先將固體顆粒裝入處于環(huán)境壓 力下的接受容器的在容器內(nèi)壁和中心管外壁之間構(gòu)成的環(huán)形空間中，并在裝料過程中如有 需要?jiǎng)t將氣體輸送到閉鎖機(jī)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)，其中通過氣體的輸入/輸出調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)容器內(nèi)的壓 力平衡，并且隨后通過輸入氣體使容器達(dá)到較高的系統(tǒng)壓力，也就是作用在閉鎖機(jī)構(gòu)那邊 的系統(tǒng)壓力，其中將氣體這樣輸入，使得在中心管中構(gòu)成向上的固體顆粒流。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在將固體顆粒移交到高壓系統(tǒng)中時(shí)，通過 經(jīng)由容器壁和/或雙壁的中心管和/或容器底部中的氣體引入孔的氣體引入，將固體顆粒 吹散和/或?qū)⒐腆w顆粒向移交閘門的方向輸送。
13.按權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，使用氮?dú)狻⒍趸?、再循環(huán)的煙氣、 空氣、合成氣體或它們的混合氣體作為輸送-壓力平衡-吹松用的氣體，其中這些氣體也可 以是含塵的。
14.按權(quán)利要求11或后繼的權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，通過在氣體排 出孔的區(qū)域內(nèi)的氣流引導(dǎo)裝置在容器中形成有利于固體顆粒轉(zhuǎn)交的固體顆粒流。
15.按權(quán)利要求11或后繼的權(quán)利要求中之一所述的方法，其特征在于，這樣調(diào)節(jié)輸入 的氣體量，使得在壓出過程中的壓力變化遵循一個(gè)特定的時(shí)間相關(guān)性，此時(shí)間相關(guān)性優(yōu)選 處于極端情況內(nèi)，即參照閘門容器中的當(dāng)前的工作參數(shù)而言輸入的物質(zhì)流保持恒定并且輸 入的工作體積流保持恒定。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過閉鎖機(jī)構(gòu)將細(xì)粒至粗粒的固體顆粒輸入容器及移交到高壓系統(tǒng)中的設(shè)備的方法。此設(shè)備可以在高壓下使用，并且能夠?qū)⑷萜鬟m當(dāng)?shù)某錆M，以便在操作時(shí)避免壓縮松散物料，確保即使不易輸送的松散物料也可以被順利地輸送，可以靈活地應(yīng)用于不同的松散物料，以及盡可能提高輸往接收容器的物質(zhì)流。這一點(diǎn)通過以下方式得以實(shí)現(xiàn)，在容器(1′)的內(nèi)部在重力方向(g)上在閉鎖機(jī)構(gòu)(18)的上方隔開一定距離地設(shè)置至少一個(gè)垂直定向的、上下均敞開的中心管(2)，并且設(shè)置對容器底部(19)和/或中心管(2)吹氣的氣體引入裝置(4、7)，以在中心管中產(chǎn)生固體顆粒流。
文檔編號(hào)B65D88/28GK101939235SQ200980104516
公開日2011年1月5日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月9日
發(fā)明者E·庫斯克, J·科沃爾, S·哈梅爾 申請人:猶德有限公司