用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备和高炉设备 |
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| 申请号 | CN201090000938.9 | 申请日 | 2010-12-03 | 公开(公告)号 | CN202626211U | 公开(公告)日 | 2012-12-26 |
| 申请人 | 保尔伍斯股份有限公司; | 发明人 | 托马斯·斯加尔比; 马克·施魏策尔; 鲍勃·格赖弗蒂尔; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于处理由 冶金 厂产生的熔融物质的设备和 高炉 设备。用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备包括：主动 力 脱 水 单元和至少一个粒化单元。主脱水单元包括移动部件，用于将 浆液 分成粒化物质部分和水分部分。所述设备包括：至少一个浆液溢流装置和次脱水单元，该次脱水单元具有：入口，被连接用于接收经由浆液溢流装置而排出的过量浆液；第一出口，被连接用于将次脱水部分返回至主脱水单元；以及第二出口，被连接用于接收水分部分。该设备排出出水口上游的过量浆液，从该出水口回收来自主脱水单元的水，并且将排出的过量浆液分成返回至主脱水单元的次脱水部分和没有经过主动力脱水单元而被回收的次水分部分。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备，所述设备包括： |
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| 说明书全文 | 用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备和高炉设备技术领域[0001] 本实用新型一般涉及处理冶金厂中的熔融物质的领域，并且更具体地，涉及诸如高炉熔渣的熔渣的颗粒化。 背景技术[0002] 在各种冶金生产工艺中，必须使熔融物质流颗粒化，以便有助于进一步利用这些物质，这些物质通常是诸如高炉熔渣的副产物或者是诸如冰铜的中间产物。 [0003] 对于使高炉熔渣颗粒化的具体情况，当前已经知道各种不同类型的设备。现在广泛接受的做法是通过水淬火来使熔渣颗粒化，该做法构成了对传统熔渣坑排放(slag pit discharge)的相当大的改进。例如在水泥生产中进一步利用粒化熔渣之前，通常必须使由于水淬火的必然结果而产生的浆液(即粒化熔渣和水的混合物)脱水。 [0004] PAUL WURTH S.A提供了当前普遍的尤其为高炉熔渣的颗粒化和脱水而设计的系统，其商品名为 例如，从美国专利第4,204,855号、从国际专利申请WO96/11286和WO2006/005653、或从欧洲专利第EP0573769号中可知该设计的示例。这些系统典型地包括粒化单元，该粒化单元用于通过用喷水(water jet)淬火熔渣流来使从撇渣器中接收的熔渣流颗粒化。粒 化单元通常包括流槽端(runner tip)，熔融流从该流槽端被倒入由一个或多个喷头(通常称作“鼓风箱”)产生的高压水注中。由此而产生的浆液滴入到池中，浆液从该池中取出以便脱水。粒化单元通常还包括在池上方用于冷凝所产生的水蒸气的冷凝塔。粒化单元产生的粒化物质和水的浆液经由供给管(例如经由流槽或管道)被送到动态脱水单元(dynamic dewatering unit)的入口。作为 系统的关键部件，脱水单元包括旋转脱水转鼓，该旋转脱水转鼓包括被设计成具有筛滤器(sieving filter)功能的转鼓壳以及用于向上提升粒化炉渣的内部铲斗(bucket)，粒化炉渣从该铲斗滴到带传送器上。由于这种设计，脱水转鼓被构造成将浆液分成由带传送器送到浆液出口的粒化物质部分(相(phase))和在筛选转鼓底部排出并送到出水口以回收作为处理水的水分部分(相)。 [0005] 从美国专利第4,909,821号知道了一种设计，其中，脱水转鼓布置在粒化单元内部，也就是，其中，在单个整体结构中执行颗粒化和脱水。例如，从建议使用脱水螺旋传送器的国际专利申请WO2006/108517、WO2005/031008或日本专利申请JP01079044中，或从提供具有外部脱水铲斗(scoop)的扬水轮(scoop wheel)的德国专利申请DE4 214 948中，知道了建议其他种类的移动脱水部件来代替旋转转鼓的可选择动态脱水单元。从美国专利第3,615,329号中知道了作为另一替换的脱水斗式提升器(bucket elevator)。并且从都提供使用专门构造的环形传送器型作为移动脱水部件的美国专利第3,645,708号和美国专利第4,230,477号中知道了另一类型的动态脱水单元。从公开了被构造成用于分离水和粒化炉渣的旋转水平脱水盘的美国专利第3,912,487号中知道了另一个不同类型的动态脱水单元。 [0006] 其它的非动态脱水单元也是已知的，也就是不使用用于分离的移动部件的系统。例如，德国专利申请DE 102 16 415建议使用由 水力旋流器所补充的一组固定脱水箱(bin)来加速脱水。例如，具有脱水箱或具有沉淀池的固定系统通常需要占据工厂较大部分地面的大型设备，并且更重要的是，需要更频繁和更谨慎(intense)的维护。因此，考虑到固定系统的高投入和运行成本，所以不经常应用固定系统。 [0007] 应当理解的是，尽管动态脱水单元具有广泛接受的优点和先进的发展态势，但动态脱水单元仍为进一步的改进留有空间。这些动态脱水单元的特定限制是它们的固有处理容积，即仍保证可靠分离的浆液流速的最大引入(incoming)体积。脱水容积通常由最大运行速度(例如，转鼓/轮/传送器的旋转速度)和移动部件的尺寸来确定，这两者都设置用于可靠处理的容积的上限。 [0008] 在卢森堡专利第86943号中提出了试图以这样的方式来增强 型设备，即增加设备的脱水容积，而不增加脱水转鼓的尺寸；或者可替换地，提出了试图实现较小脱水转鼓的给定容积。所提出的方案实质上包括在粒化单元与动态脱水单元之间中提供具有相当大立体容积的中间大型缓冲箱(buffer tank)。然而，在设备的附加地面空间并且尤其在维护成本方面，这个方法的缺点是在没有对现有工厂进行相当大修改的情况下，其不能容易地适于增大现有脱水单元的容积，并且该方法需要相当高的成本。 [0009] 从US专利第6’610’243号中可以获知另一方法，该方法虽然主要不是解决增加脱水容积的，但其可以用于该目的。作为一种实施方式，该专利提出了一种用于处理熔融材料的设备，该设备具有用于高炉熔渣的水淬火、用作第一动态脱水单元的脱水转鼓以及用作第二动态脱水单元的水力旋流器。US 6’610’243建议将分配器/分离器安装在颗粒化箱的下游以及脱水单元的上游。该分配器具有多个漏斗形集中箱，颗粒根据其重量而沉淀于集中箱中。分配器/ 分离器设计成用于分离地将具有细颗粒的浆液供应给脱水转鼓，并且分离地将具有细颗粒的浆料供应给水力旋流器。当用作改装设备时，这种方法可允许增加容积。但是，其中难以获得该特别设计的分配器/分离器的可靠操作，原因在于浆液的产量远远不恒定。其可示出峰值大于一周期期间平均值的四倍。而且，根据US 6’610’243的适当分离器还需要相当大的地面空间。 [0010] 技术问题 [0011] 本实用新型的首要目的是提供一种用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备和方法，具体地是用于使高炉熔渣颗粒化的设备，该设备允许以超过动态脱水单元的脱水容积的浆液输入流速运行，而无需很大改变现有动态脱水单元并且无需大型高容积缓冲箱的设备。实用新型内容 [0012] 本实用新型涉及一种用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备，具体地，是用于处理高炉熔渣的设备。该设备包括一个或多个粒化单元，所述粒化单元用于通过用水(具体地是用比较冷的高压水注)来淬火熔融物质流来使熔融物质流颗粒化，以产生粒化物质和水的浆液。该设备还具有带浆液入口的主动态脱水单元，该浆液入口经由供给管(例如经由开放流槽或封闭管道)连接至一个粒化单元或多个粒化单元，用于接收由一个粒化单元或多个粒化单元产生的浆液。该主动态脱水单元具有可以回收粒化物质的物质出口和可以回收处理水的出水口，具体用于将处理水再循环到一个粒化单元或多个粒化单元。主动态脱水单元包括移动部件，优选但不必须是旋转脱水转鼓(如在 设备中)，该旋转脱水转鼓允许将接收的浆液分成直接或间接被送到浆液出口的粒化物质部分和直接或间接被送到出水口的水分部分。 [0013] 为了实现上述首要目的，该设备包括： [0014] -浆液溢流装置，被构造成用于在浆液不能进入设备的“净水(clean water)”部分之前排出超过主动态脱水单元的脱水容积的过量浆液。根据主动态脱水单元的类型，浆液溢流装置布置在浆液入口的上游，例如在供给管中，或者可选择地布置在浆液入口处(例如其下方)，即与浆液入口相邻。 [0015] -次脱水单元，也被构造成将浆液分成次脱水部分和次水分部分。次脱水单元具有：入口，被连接用于接收经由浆液溢流装置所排出的过量浆液；第一出口，被连接用于将次脱水部分送回主动态脱水单元，具体地送到主动态脱水单元的移动部件上或其移动部件中；以及第二出口，被连接用于允许次水分部分的独立回收。 [0016] 应当理解的是，该设备被构造成用于排出主动态脱水单元的出水口上游的过量浆液，并且用于将排出的过量浆液分成返回到主动态脱水单元的次脱水部分和不经过主动态脱水单元而被回收的次水分部分。 [0017] 因此，所建议的布置(尤其是溢流装置和与次脱水单元的连接)防止了浆液“污染”设备的“干净水”部分。当相比于用过量浆液操作现有设备超过一定时间的理论可行性，这是所建议的结构的无可置疑的优点。因而，所述设备使得能够连续处理超过主动态脱水单元的脱水容积的浆液流。 [0018] 应当注意，浆液通常具有大部分的水和少部分的固体，与所提出的溢流装置相结合的较低脱水容积的较小辅助(次)脱水单元确保明显地增加所结合的脱水容积。通过所建议的设备，仅较少的次脱水部分返回到主动态脱水单元，而较多的水分部分直接可用于另外的用途，而不经过主动态脱水单元。还应当理解的是，克服了先 前对例如根据卢森堡专利第86943号的大缓冲容积的必要性，或由更贵更大容积的主动态脱水单元代替的必要性。为增加通过量(throughput)并且将覆盖区(footprint)最小化，次脱水单元也优选为动态型(即与重力引起的固定脱水箱或沉淀池相对)，即一种由于受驱脱水部件(例如脱水转鼓)的运动或由于浆液本身的运动而进行脱水的装置。应当理解的是，所提出的设备，尤其是所提出的浆液溢流装置和次脱水单元确保现有设备的节省成本的提高(改进)，从而增加总脱水容积，而没有现有主部件的较大和昂贵结构上的变化。另一方面，本实用新型同样确保新设备可靠地处理超过主动态脱水单元的正常容积的更高浆液输入流速，即使用与现有技术相比具有减小容积的主脱水单元。 [0019] 根据本实用新型，提供一种用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备，设备包括：至少一个粒化单元，包括流槽端，流槽端连接至熔渣流槽和一个或多个布置在流槽端下方的水喷头；主动态脱水单元，具有：浆液入口，其经由供给管而连接至粒化单元；传送装置，形成物质出口；以及出水口，连接至水处理循环回路，主动态脱水单元包括可移动部件；其特征在于，设备还包括：浆液溢流装置，布置在浆液入口处或布置在浆液入口的上游，并且布置在出水口的上游；次脱水单元，次脱水单元具有：入口，入口直接地连接至浆液溢流装置或者通过收集箱或缓冲箱连接至浆液溢流装置；第一出口，连接至主动态脱水单元；以及第二出口，连接至水处理循环回路。 [0020] 进一步地，主动态脱水单元包括：旋转脱水转鼓，作为可移动部件；收集箱，布置在旋转脱水转鼓的下方，收集箱具有上部和物质能够沉淀其中的下部，浆液溢流装置连接至收集箱；并且其特征在 于，设备包括再循环管，再循环管包括至少一个再循环泵并且将收集箱的下部连接至次脱水单元的入口(162)。 [0021] 进一步地，收集箱的上部包括：主沉淀隔室，布置成接收由旋转脱水转鼓分离的水分部分，并且布置成与出水口相通；以及浆液隔室，通过隔板与主沉淀隔室分离，浆液溢流装置连接到浆液隔室中；其中，浆液隔室与收集箱的下部连通。 [0023] 进一步地，再循环管包括正常负载泵和超量负载泵，正常负载泵具有连接至收集箱的下部的输入端，而超量负载泵并行地连接至正常负载泵，并且超量负载泵具有连接至收集箱的下部的输入端。 [0024] 进一步地，再循环管包括支路管，支路管连接于收集箱的下部以及主动态脱水单元。 [0025] 进一步地，浆液溢流装置包括布置在脱水转鼓正面下方的至少一个收集槽。 [0026] 进一步地，浆液溢流装置包括布置在脱水转鼓上游正面下方的第一收集槽、布置在脱水转鼓下游正面下方的第二收集槽、以及连接于第一和第二收集槽并通入收集箱中的排放管。 [0027] 进一步地，浆液溢流装置包括布置在主脱水单元上游的供给管中的溢流管、以及通过收集箱将溢流管连接至次脱水单元的排放管。 [0028] 进一步地，浆液溢流装置包括： [0029] 溢流管，布置在主脱水单元上游的供给管中，并且具有将溢流管连接至次脱水单元的浆液入口的分流管；或者 [0030] 溢流缓冲箱，布置在供给管与主脱水单元之间，缓冲箱具有连接至次脱水单元的入口的排放口。 [0031] 进一步地，溢流缓冲箱具有：溢出口形式的排放口，溢出口将过量浆液引入连接于次脱水单元的入口的溢流收集器中；以及出口，形成主动态脱水单元的浆液入口。 [0032] 进一步地，主动态脱水单元的可移动部件是脱水螺旋体、具有外部脱水铲斗的脱水扬水轮、水平脱水盘或脱水斗式提升器。 [0033] 进一步地，设备包括用于使熔融流颗粒化的第一粒化单元和用于使熔融流颗粒化的第二粒化单元，其特征在于，主动态脱水单元具有连接至第一粒化单元和第二粒化单元的浆液入口。 [0034] 进一步地，主动态脱水单元包括旋转脱水转鼓，并且次脱水单元是次动态脱水单元，次动态脱水单元包括至少一个水力旋流器并具有在主脱水单元的脱水容积的20％至50％范围中的脱水容积。 [0035] 进一步地，设备还包括：溢流检测装置，溢流检测装置用于检测超过主动态脱水单元的脱水容积的过量浆液是否被供应到主动态脱水单元；以及再循环管，再循环管装配有用于将经由浆液溢流装置排出的过量浆液送到次脱水单元的入口的泵，溢流检测装置连接于泵。 [0036] 根据本实用新型，还提供一种高炉设备，其包括根据前述任一种的用于处理由冶金厂产生的熔融物质的设备。 [0037] 如将要理解的，所述设备特别适用于高炉厂的改装设备或新设备。 [0038] 本实用新型还涉及一种用于处理由冶金厂产生的熔融材料的方法，所述方法尤其用于处理高炉熔渣。 [0039] 所建议的方法包括： [0040] -通过淬火熔融物质流使所述熔融物质流颗粒化，以产生粒化物质和水的浆液； [0041] -将产生的浆液供应给主动态脱水单元，所述主动态脱水单元包括移动部件，尤其是旋转脱水转鼓， [0042] -通过主动态脱水单元将所接收的浆液分离成在浆液出口处待被回收的粒化物质部分和在出水口处待被回收的水分部分。 [0043] 为了获得上述第一个目的，所述方法包括： [0044] -将超出主动态脱水单元的脱水容积的浆液流通过供给管朝向主动态脱水单元供应； [0045] -通过布置在浆液入口的上游或者可替换地邻近于浆液入口布置的浆液溢流装置，在出水口的上游，排出超出脱水容积的过量浆液； [0046] -将所排出的过量浆液从所述浆液溢流装置供应至次脱水单元； [0047] -将所排出的过量浆液通过次脱水单元分离成次脱水部分和次水分部分， [0048] -将次脱水部分返回至主动态脱水单元，并且回收次水分部分，而不使次水分部分通过主动态脱水单元。 [0050] 参照附图，从下面的几个实施例的详细且非限制的描述中，本实用新型的其它细节和优点将会显而易见，其中： [0051] 图1是示出了装配有次动态脱水单元和浆液溢流装置第一变型的脱水转鼓型主动态脱水单元的示意布局图和流程图； [0052] 图2示出了图1的主动态脱水单元的示意布局图和流程图，图1以透视图示出了可旋转脱水转鼓并且示出了将来自次脱水单元出口的粒化物质回收到脱水转鼓中； [0053] 图3示出了图1的主动态脱水单元的示意竖直截面图，其中，图1示出了用作溢流检测装置的液面传感器； [0054] 图4是用于图1-3的主动态脱水单元中的示例性收集箱的示意透视图； [0055] 图5A&5B是装配有浆液溢流装置的第二变型的第二实施例的示意布局图和流程图，图5A示出了正常运行模式，而图5B示出了高容积运行模式(“连续溢流模式”)； [0056] 图6是第三实施例的示意布局图和流程图，其中，扬水轮类型的主动态脱水单元装配有次动态脱水单元和浆液溢流装置的第三变型。 [0057] 图7是第四实施例的示意布局图和流程图，其中，脱水螺旋式动态脱水单元装配有如图6中的次动态脱水单元和浆液溢流装置。 [0058] 在这些附图中，相同参考标号以及具有增量百位标号表示相同或功能上相似的部件。 具体实施方式[0059] 在图1中，用于处理熔融物质的设备一般由参考标号100来标识。具体地，根据第一实施例的设备100被设计成用于将生铁熔渣处理成玻璃化的粒化熔渣(“熔渣砂”)。未处理的生铁熔渣是在高炉(未示出)中产生的低价值生铁副产物。熔渣砂是适于例如在水泥厂进一步利用的高价值产物，尽管没有示出包括高炉本身的整个厂，但设备100意指大规模冶金厂的主要部分。 [0060] 设备100包括两个粒化单元110、120，它们被构造成用水来淬火熔渣流，并且更具体地，它们被构造成将比较冷(例如，在小于100℃的温度)的高压水柱注入到例如大于1200℃的液体热熔渣下降流(falling stream)中。为此，每个粒化单元110、120都具有相应的流槽端(runner tip)112、122，流槽端112、122具有布置在流槽端各自下面的相关喷头114、124(也称作“鼓风箱(blowing box)”)。每个喷头114、124可以提供冲击从相关流槽端112、122下落的熔渣的高压水柱，以便实现颗粒化。在例如EP1 422 299中公开了一种合适的喷头。熔渣通常以间歇的方式被送到粒化单元110、120中，也就是以高炉(未示出)经由在撇渣器(未示出)处开始的相应渣槽(未示出)而分流(tapped)的大约有规则时间间 隔。流槽端112、122是渣槽的下游端。每个粒化单元110、120都具有在其喷头114、124下面的充水池(water-filled basin)116、126和排风罩(hood)，该充水池用于收集由于熔渣的淬火产生的浆液(也称作“矿浆(pulp)”)，该排风罩用于收集烟气和水汽排放。合适的粒化单元110、120的一般构造是已知的。因此，为进一步的细节而参照例如US4,758,260。然而，值得注意的例外方面在于每个粒化单元110、120优选包括除主喷头 114、124外可以任选地操作的辅助喷头118、128。辅助喷头118、128允许以高输入流速(在正常流速之上)使熔渣颗粒化。 [0061] 进一步参照图1，设备100包括装配有移动脱水部件的主动态脱水单元130，更具体地，装配有圆柱旋转脱水转鼓132，该圆柱旋转脱水转鼓132是电机驱动的并且具有用于使浆液脱水的类似过滤器(colander)的过滤功能。脱水单元130的合适的一般构造在现有的 设备中是已知的并且在诸如US4,204,855中已经描述。因此，下文中仅讨论与本实用新型相关的特征。动态脱水单元130，尤其是具有旋转转鼓132的动态脱水单元的主要优点在于其保证了连续脱水、构造紧凑，高可用性以及低维护和运行成本。 [0062] 主动态脱水单元130连接在粒化单元110、120的下游用于浆液的进一步处理。在运行中，主动态脱水单元110、120连续分离粒化物质的固体部分(如粗糙熔渣砂和微细熔渣砂)和液体部分(如处理水)，以便有助于每部分的独立回收。装配有脱水转鼓132的优选主动态脱水单元130允许从具有更高含水量(例如单位体积大于85％)的浆液(“矿浆”)中回收具有较低含水量(例如单位体积小于15％)的粒化熔渣。 [0063] 主动态脱水单元130具有浆液入口，通常由参考标号134来标识。在图1的实施例中，旋转脱水转鼓132上游开启的正面形成浆 液入口134。浆液入口134通过相应的供给管(例如，倾斜重力自流进料开口流槽或者相应装配有图1所示的泵的封闭管道136、138)独立地连接至每个粒化单元110、120。主动态脱水单元130还具有回收来自旋转脱水转鼓132的脱水粒化物质的物质出口140。如图1所示，物质出口140由通常布置在托盘(stockyard)上的带传送器的传递端形成，所述带传送器是主动态脱水单元130的典型部分并且在脱水转鼓132内部具有接收端。类似地，主动态脱水单元130具有出水口142，从该出水口142中可以回收具有低成分或非常低成分的悬浮微细(粒化)物质颗粒的过滤处理水。在设备100中，出水口142从收集箱144(所谓的“热水箱” 型主动态脱水单元130的另一典型部分)形成。更具体地，出水口142从收集箱144的净水隔室145上形成或在收集箱144处形成。净水隔室145例如通过溢出堰(spillover weir)而连接在收集箱144的主沉淀隔室146的下游(见下文)。如图2更好地示出的，主沉淀隔室146竖直地布置在旋转转鼓132的下方。 [0064] 如图1所示，在处理水方面，设备100具有闭路设计。水处理循环回路148连接至出水口142，并且装配有泵和冷却塔149。水循环回路148使在出水口142处回收的比较热的水在冷却塔149中冷却至合适的淬火温度之后再循环，该淬火温度是一个或两个粒化单元110、120的喷头114、118；124、128所需的。 [0065] 应当注意，设备100具有布置在浆液入口134处的带有第一收集槽150的浆液溢流装置。在图1中，第一收集槽150直接布置在脱水转鼓132的开启上游正面处以及开启(open)上游正面的下方。此外，浆液溢流装置可具有第二收集槽152，第二收集槽也类似地布置在脱水转鼓132的开放下游正面处。因此，收集槽150、152形成确保排出任何过量浆液的浆液溢流装置，例如，经由供给管136、138而接收的超过旋转脱水转鼓132的脱水容积(如图1中的 其立体容积)的任何浆液部分。也就是，起先送到脱水转鼓132中的不能被适当处理而溢到浆液溢流装置150、152中的任何浆液部分。如图2更好地示出的，浆液溢流装置可以包括相应向上开口的收集槽或收集沟150、152，收集槽或收集沟150、152布置在脱水转鼓132的对应正面下方并且沿着对应正面的宽度布置，以便接收任何溢出的浆液。如图2进一步看出的，收集槽150、152连接至排放管154，该排放管154将排出的浆液引入到独立专用浆液隔室中，或者如以下与图4相关的详细描述的，优选地将排出的浆液引入到布置在收集箱144的体积中但与主沉淀隔室146和净水隔室145分开的完整浆液隔室147中。 [0066] 还应当理解，设备100还包括辅助次动态脱水单元160，该辅助次动态脱水单元被构造成用于将浆液分成次脱水部分(残渣)和次水分部分，该优选的辅助次动态脱水单元160包括一个水力旋流器(或一组并行的水力旋流器)，所述水力旋流器的构造本身是已知的并且以前进的模式被连接。原理上，可以利用任何运动引起的连续过滤(动态)脱水装置。优选利用这样的动态脱水装置：该动态脱水装置即使没有实现最佳脱水，即在脱水部分(稠密部分)中具有非常低的含水量下，仍具有较高通过量(流速)的优点。作为一个替换或除一个或多个水力旋流器外，次动态脱水单元160可以包括其它脱水装置，例如一个或多个合适类型的电机驱动精确(true)离心机，例如管状转筒离心机、腔体转筒离心机、无孔篮式离心机、磁盘组分离器或沉降式离心机(未示出)。 [0067] 从图1至图2看出，次动态脱水单元160具有入口162，该入口162被连接用于接收来自收集箱144的浆液，尤其是接收经由浆液溢流装置150、152而排到浆液隔室147中的过量浆液。次动态脱水单元160还具有例如在水力旋流器排出侧(reject side)的第一出口164以及例如在水力旋流器接收侧的第二出口166，第一出口 164连接有用于将次脱水部分(稠密部分/残渣)返回至主动态脱水单元130的管道，第二出口166连接有用于回收被过滤的次水部分(轻的/液体部分)的管道。次脱水部分，即在第一出口164处获得的残渣在主脱水单元130中不一定但通常需要后处理，以达到最后回收的粒化物质的理想含水量。 [0068] 因此，如图2更好地示出的，再循环管172(例如耐磨管)连接至入口162以将来自收集箱144底部的浆液(具体地将经由浆液溢流装置150、152而排出的过量浆液)送到次脱水单元160。第一出口164反过来连接至诸如耐磨管的第一回流管174，该第一回流管将来自次动态脱水单元160的稠密次脱水部分(即具有比输入浆液含水量明显低的含水量的残渣)送回至主动态脱水单元130。更具体地，如图2更好地看到的，第一回流管174优选引导至脱水转鼓132的内表面上。回流管174在凹入且像刀片的过滤组件的侧面上排放，即脱水转鼓132内部的铲斗173向上旋转。因此，次脱水部分为进一步脱水被送至过滤铲斗173上的一层粒化物质上并且经由带传送器被送至物质出口140用于排放。很少优选地或通过不同类型的脱水单元，第一回流管174还可以引导至供给管136、138中的一个或充水池116、126中的一个中。如图1至图2进一步看到的，例如在缺少过量浆液的情况下或为了维护的目的，提供支路管175以将再循环管172直接连接至第一回流管174，而无需经过次动态脱水单元160。支路管175和再循环管172中的合适阀门(未示出)引导需要穿过或绕过次动态脱水单元160的流动。第二出口166反过来经由第二回流管176(如管路)被连接，以便以避开主动态脱水单元130的含固相(solid-laden)部件的方式将次水部分(轻的/液体部分)送至具有过滤的“干净”处理水的蓄水池，优选地直接送至出水口142的上游，例如直接送至收集箱144的净水隔室145中。 [0069] 如图1至图2进一步看到的，再循环管172装配有被定义尺寸用于正常负载的第一泵177和被定义尺寸用于超量负载的第二泵178。泵177、178并行地连接以便交替运行，并且所述泵具有各自的输入端(intake)，该输入端在浆液隔室147的侧面处连接至收集箱144底部。泵177、178通过适当的程序控制而交替运行是以由以下结合图3所述的溢流检测装置所确定的运行条件为基础的，以便在需要时将浆液传送至次动态脱水单元160或穿过支路管175。 [0070] 如从前文所理解的，由于布置了浆液溢流装置150、152，在出水口142上游和主动态脱水单元130净水运载部件(诸如净水隔室145)上游，设备100能够排出由主动态脱水单元130接收的任何过量浆液，从而避免了回收的“干净”处理水的污染。此外，由于次动态脱水单元160和其管道连接的作用，设备100可以连续地将排出的过量浆液分成返回至主动态脱水单元130的稠密部分和没有经过主动态脱水单元130及其含固相部件(诸如主沉淀隔室146)而被回收的水。 [0071] 因此，应当注意的是，设备100能够以两种模式运行，即正常运行模式以及应注意的新型“连续溢流”运行模式。在正常运行模式中，送至主动态脱水单元130的浆液的输入流速不超过其最大脱水容积，而在新型“连续溢流”运行模式中，处于超过最大脱水容积的输入流速的浆液以比较长的时间(即准连续)被送至主脱水单元130。 [0072] 示例： [0073] 主动态脱水单元130的最大脱水容积是：2400m3/h [0074] A)正常运行模式(见图5A)： [0075] 仅一个粒化单元110、120运行并产生2000m3/h的浆液； [0076] 正常负载泵177：开启；超量负载泵178：关闭； [0077] 支路175：开启；入口162：闭合； [0078] -经由任一个供给管136、138的浆液流速：2000m3/h； [0079] -经由再循环管172的再循环流速：200m3/h； [0080] -在浆液入口处的浆液输入流速：2200m3/h。 [0081] B)“连续溢流”运行模式(见图5B) [0082] 两个粒化单元110、120都运行并且产生总计3000m3/h的浆液(远大于脱水容积) [0083] 正常负载泵177：关闭；超量负载泵178：开启； [0084] 支路175：闭合；入口162：开启； [0085] -经由第一供给管136的浆液流速：1500m3/h； [0086] -经由第二供给管138的浆液流速：1500m3/h； [0087] -过滤浆液流速：600m3/h(+100m3/h返回的残渣)； [0088] -经由再循环管172的再循环流速：700m3/h； [0089] -次动态脱水单元160的残渣/液体速率：1∶6； [0090] -返回的次脱水部分(残渣)的流速：100m3/h； [0091] -回收的次水分部分(液体)的流速：600m3/h； [0092] -在浆液入口处的浆液输入流速：3100m3/h； [0093] 应当理解的是，所提供的设备允许以明显超过为主动态脱水单元130设计的正常最大容积(例如大于125％)的流速来运行，总容积的实际增大主要取决于次动态脱水单元160的容积。 [0094] 转到图3，示出了示例性的溢流检测装置180，该溢流检测装置180用于检测经由浆液入口134接收的浆液流速(见图3的箭头181)是否超过主动态脱水单元130的脱水容积，即是否供给了“过量浆液”。优选的溢流检测装置180例如是如图3所看到的液位发送器(level transmitter)，该液位发送器连接至工厂处理控制系统的信号线182，并且布置在脱水转鼓132的最底部里面。图3的溢流检测装置180确定转鼓132内的浆液液位是否保持在上限183和下限184中。也可以是可替换的或补充的溢流检测装置，例如，包括用于测量脱水转鼓132内部或供给管136、138内部浆液液位的雷达探测器的装置，或者是包括用于测量不平衡(非平衡质量)的非平衡传感器或用于测量含浆液转鼓132的转动惯量的转矩仪表的装置。溢流检测装置180的选择主要取决于主动态脱水单元130的类型。与溢流检测装置的构造无关，溢流检测装置180例如经由信号线182提供数据，这些数据以处理控制系统在正常模式与连续溢流模式(见上文)之间切换运行状态为基础，其中，通过相应地启用或停用正常负载泵177、超量负载泵178、支路管175处的阀门以及次动态脱水单元160(如果是电机驱动的)来进行该运行状态的切换。 [0095] 图4示出了用于收集从旋转脱水转鼓132滴落的过滤水的收集箱144的示例性构造。该收集箱144具有上部190。所述上部190布置在旋转脱水转鼓132的下方，并且适于转鼓132的尺寸，即具 有足够大的上表面，以收集通过脱水转鼓132的滚筒(barrel)向下滴落的所有水。收集箱144还具有大体向下逐渐变细(例如圆锥形)的下部192，其中，固体熔渣颗粒可以沉淀以便稠密地聚集在底端(bottom tip)。应当注意的是，图4的收集箱144具有内隔板194，例如倾斜板，内隔板194从顶部向下延伸并且在收集箱144底部的上面终止。隔板194将收集箱144的内部空间分成主沉淀隔室146和侧向布置在主沉淀隔室146的短边(shorter side)的浆液隔室147。由于隔板没有完全隔开下部192，因此隔室146、147经由下部192的最下区域而相通。将浆液隔室147结合到收集箱144中具有以下优点：可以允许容易地改装具有用于次脱水的起动空间(priming volume)的现有设备，而无需对现有具体的收集箱144进行较大修改，同时还简化了浆液溢流装置的收集槽150、152的连接。换而言之，现有的“热水箱”用作具有用于泵177、178的足够多吸入压头的起动空间。此外，还可以通过运行正常负载泵177经由次动态脱水单元160而容易地回收在主沉淀隔室146中正常运行期间(见上文)所沉淀的固体。 [0096] 在图4的实施例中，净水隔室145布置为独立箱或者通过隔板被布置在收集箱144侧向(如布置在收集箱144的长边(long side))。净水隔室145与主沉淀隔室146相通，并且可选择地仅经由最上边缘(例如经由溢出堰或溢出流槽)与浆液隔室147相通，从而由于重力而很少有固体溢出。 [0097] 由图1-2更好地示出的，根据图4的箭头193，浆液溢流装置150、152被连接用于将排出的过量浆液直接送到浆液隔室147中。因此，根据箭头195，从主沉淀箱144的最下端到用于再循环处理中的再循环管172中，从主沉淀隔室146抽出沉淀的所有浆液(例如沉淀的固体)以及在过量浆液的情况下(“连续溢流”模式)主要从浆液隔室147抽出所排出的过量浆液。为了防止由于粗糙浆液 而产生的过度磨损，面向浆液隔室147内体积的收集箱144的侧壁部分和隔板194的侧面都覆盖有耐磨层196，例如覆盖有耐磨混凝土。另一方面，根据箭头197，净水从主沉淀隔室146溢出进入净水隔室145中，并且根据箭头199，净水从该净水隔室经由出水口142注入到水循环回路148中。 [0098] 在图5A和图5B中，部分地示出根据本实用新型的设备200的第二实施例，标注相同或功能性类似部件的参考标号增加了一百。设备200主要在浆液溢流装置250构造上与图1-4的设备不同。设备200具有浆液溢流装置250，该浆液溢流装置布置在主动态脱水单元230的浆液入口234上游的单个供给管236(例如向上开启的倾斜流槽或管道)中。在供给管236的上游，直接连接或分别通过Y型部件来连接一个粒化单元(未示出)或一对粒化单元(未示出)。 [0099] 浆液溢流装置250的第二变型包括布置在供给管236中的溢流管251，以排出(draw off)过量的浆液。更具体地，如图5B中的箭头255更好地示出的，浆液溢流装置250包括类似撇渣器的溢流管251，构造该溢流管251使得溢流管251的管缘(lip)或顶部上的任何量的流入浆液流出供给管236。如箭头257所示，通过在供给管236的横截面中适当设置溢流管251顶部的水平(高度)来选择对浆液溢流装置的限制，即流入到主动态脱水单元230的浆液的最大速度。因此，甚至在超过最大脱水容积的任何比例的过量浆液可以进入脱水转鼓232之前，图5A和图5B的浆液溢流装置250运出(carry off)这些过量浆液。在溢流管251的下游，分流管253(具体为管道或流槽)被连接以将过量浆液直接引入到收集箱244的浆液隔室247中。因此，与图2的排放管154类似的分流管253直接将溢流管 251连接至次动态脱水单元260的入口262(例如连接至一个或一组水力旋流器)。 [0100] 图5A进一步示出了没有过量浆液的正常运行模式，其中，次动态脱水单元260没有运行。因此，沉淀在主沉淀隔室246中的典型固体负载经由再循环管272并且经由支路 275再循环返回到脱水转鼓232的内部。相反，图5B示出了“连续溢流”运行模式，其中，次动态脱水单元260运行。因此，在“连续溢流”模式中，过量浆液通过浆液溢流装置250排出，并且被送到浆液隔室247中。因此，相当高的过量浆液负载从浆液隔室247被抽到入口 262中，并且由次动态脱水单元260脱水。因此，在“连续溢流”模式中，具有较低含水量的残渣(总过量浆液的较小部分)以相对较低的流速经由第一回流管274返回到脱水转鼓232的铲斗上，由此比较干净的水(总过量浆液的较大部分)以相对较高的流速经由第二回流管276被直接返回到净水隔室245中，以便再循环用作处理水。 [0101] 图6示出了根据第三实施例的用于处理熔融物质的设备300，设备300主要通过主动态脱水单元330的不同类型并且通过浆液溢流装置350的第三变型与先前实施例不同。不再重复描述功能上基本相同的图6中的其他部件，并且这些部件具有基于图1-4增加到三百的参考标号。 [0102] 图6中的主动态脱水单元330为扬水轮类型。因此，其移动脱水部件是具有类似过滤器的外部脱水铲斗(铁铲)373的竖直旋转扬水轮332。在扬水轮332旋转期间，脱水铲斗373将浆液铲出浆液箱343，使浆液脱水并且将脱水的物质朝物质出口340送到诸如传送带的送料器上。由于脱水铲斗373类似过滤器的构造以及由于扬水轮332本身，水向下滴出脱水铲斗373，例如，水滴到斗轮332中。接着，如图6所示的，可以从扬水轮332回收过滤的处理水，并且将过滤的处理水经由合适的管道送到独立的净水箱345。净水箱345的出口还构成主动态脱水单元330的出水口342。例如在德 国专利DE4214948C1中详述了合适的扬水轮332，因此本文对此不进一步讨论。 [0103] 图6中的设备300的浆液溢流装置350包括直接布置在主动态脱水单元330的浆液箱343上游的溢流箱或溢流缓冲箱(overflow surge tank)353。布置两个供给管336、338，以将浆液首先从粒化单元310、320送到溢流缓冲箱353。如图6所示，溢流缓冲箱353设置有溢出口(overfall)355形式的排放口，例如较低的溢流边缘，过量浆液经由该溢流边缘从溢流缓冲箱353排放到溢流收集器357中。在底部，溢流缓冲箱353具有引入到浆液箱343中的出口(outlet opening)359。因此，出口359形成主动态脱水单元330的浆液入口334。出口359的横截面被定义尺寸，以具有对应于可允许最大浆液流入量(即对应于主动态脱水单元330的脱水容积)的最大通过量(throughput)。因此，过量浆液不能进入浆液箱343。仅将可允许最大流入量接收到浆液箱343中，同时任何过量浆液经由溢出口 355不可避免地溢到溢流收集器357中。可选择地，出口359可以具有类似阀门的构造，以便控制浆液根据动态脱水单元330、360的处理容积而溢到溢流收集器357中的流速。上文已经描述了次动态脱水单元360示意性示出的适当构造。应当注意且同样可应用于先前实施例的是，次动态脱水单元360还可以包括其它运动类型的动态脱水单元，优选地是容积减小的次动态脱水单元，例如，其脱水容积在主动态脱水单元330的脱水容积20％至50％的范围中。 [0104] 如图6进一步所看到的，溢流收集器357经由具有泵377的再循环管372连接至次动态脱水单元360的入口362。与图1至图5B类似，第一出口364由第一回流管374连接，以将脱水的浆液(残渣)返回到主动态脱水单元330，并且更具体地，将脱水的浆液(残渣)直接返回到扬水轮332的脱水铲斗373上，并在带传送器上的 铲斗排放点的上游。第二出口366也连接至第二回流管376，以便将由次动态脱水单元360回收的水直接返回到净水箱345中。 [0105] 图7示出了设备400的第四实施例，所述设备除了使用另一不同类型的主动态脱水单元外实质上与图6的设备相对应。图7中，主动态脱水单元430包括例如根据WO2006/108517或WO2005/031008的脱水螺旋传送器433。脱水螺旋传送器433具有移动脱水螺旋体(screw)435，该移动脱水螺旋浆435布置成旋转并且将浆液从浆液箱443向上取出，并且布置成在朝物质出口440向上运动期间使浆液脱水。如图7所示，第一回流管474将残渣从次动态脱水单元460直接送到脱水螺旋体435上，优选地送到浆液箱443中的浆液液位之上的部分上。浆液溢流装置450的构造与图6的浆液溢流装置的构造相同。图7中设备400的其他部件在功能和/或结构上大体上与图1-5B的部件相同，因此具有基于图1-4而增加到四百的参考标号。应当理解的是，图6-7的设备300、400的运行与结合图1-5B所描述的设备的运行相对应，因此图6-7的设备300、400也包括以“连续溢流”模式运行的可能性，即处理超过主动态脱水单元330、430的脱水容积的浆液。 [0106] 应当注意的是，从图6-7类推，根据本实用新型的设备还可以包括其它已知类型的基于运动的主脱水单元，诸如根据美国专利第3,912,487号的水平脱水盘或根据美国专利第3,615,329号的脱水斗式提升器(bucket elevator)。 [0107] 参考标记/图标的列表： [0108] 图1-4 [0109] 100用于处理熔融物质的设备 [0110] 110；120粒化单元 [0111] 112；122流槽端 [0112] 114，124喷头 [0113] 116；126粒化池 [0114] 118；128辅助喷头 [0115] 130主动态脱水单元 [0116] 132脱水转鼓 [0117] 134浆液入口 [0118] 136，138供给管 [0119] 140物质出口 [0120] 142出水口 [0121] 144收集箱 [0122] 145净水隔室 [0123] 146主沉淀隔室 [0124] 147浆液隔室 [0125] 148循环回路 [0126] 149冷却塔 [0127] 150，152浆液溢流装置(收集槽) [0128] 154排放管 [0129] 160次动态脱水单元 [0130] 162(160的)入口 [0131] 164(160的)第一出口 [0132] 166(160的)的第二出口 [0133] 172再循环管 [0134] 173内部铲斗 [0135] 174第一回流管 [0136] 175支路管 [0137] 176第二回流管 [0138] 177正常负载泵 [0139] 178超量负载泵 [0140] 180溢流检测装置 [0141] 181接收的浆液 [0142] 182信号线 [0143] 183；184下限/上限 [0144] 190(144的)上部 [0145] 192(144的)的下部 [0146] 194隔板 [0147] 193，195浆液流动箭头 [0148] 196耐磨层 [0149] 197，199“净”水流动箭头 [0150] 图5A-5B [0151] 200用于处理熔融物质的设备 [0152] 230主动态脱水单元 [0153] 234浆液入口 [0154] 236供给管 [0155] 244收集箱 [0156] 245净水隔室 [0157] 246主沉淀隔室 [0158] 247浆液隔室 [0159] 250浆液溢流装置 [0160] 251溢流管 [0161] 253分流管 [0162] 255浆液溢流箭头 [0163] 257浆液流入箭头 [0164] 260次动态脱水单元 [0165] 262(260的)入口 [0166] 264(260的)第一出口 [0167] 266(260的)第二出口 [0168] 272再循环管 [0169] 274第一回流管 [0170] 275支路管 [0171] 276第二回流管 [0172] 277正常负载泵 [0173] 278超量负载泵 [0174] 图6 [0175] 300用于处理熔融物质的设备 [0176] 310，320粒化单元 [0177] 312，322流槽端 [0178] 314，324喷头 [0179] 316，326粒化池 [0180] 330主动态脱水单元 [0181] 332脱水扬水轮 [0182] 334浆液入口 [0183] 336，338供给管 [0184] 340物质出口 [0185] 342出水口 [0186] 343浆液箱 [0187] 345净水箱 [0188] 348循环回路 [0189] 349冷却塔 [0190] 350浆液溢流装置 [0191] 353溢流缓冲箱 [0192] 355溢出口 [0193] 357溢流收集器 [0194] 359(353的)出口 [0195] 360次动态脱水单元 [0196] 362(360的)入口 [0197] 364(360的)第一出口 [0198] 366(360的)第二出口 [0199] 372再循环管 [0200] 373脱水铲斗 [0201] 374第一回流管 [0202] 375支路管 [0203] 376第二回流管 [0204] 377泵 [0205] 图7 [0206] 400用于处理熔融物质的设备 [0207] 410，420粒化单元 [0208] 412，422流槽端 [0209] 414，424喷头 [0210] 416，426粒化池 [0211] 430主动态脱水单元 [0212] 433脱水螺旋传送器 [0213] 434浆液入口 [0214] 435脱水螺旋体 [0215] 436，438供给管 [0216] 440物质出口 [0217] 442出水口 [0218] 443浆液箱 [0219] 445净水箱 [0220] 448循环电路 [0221] 449冷却塔 [0222] 450浆液溢流装置 [0223] 453溢流缓冲箱 [0224] 455溢出口 [0225] 457溢流收集器 [0226] 459(353的)出口 [0227] 460次动态脱水单元 [0228] 462(460)的入口 [0229] 464(460的)第一出口 [0230] 466(460的)第二出口 [0231] 472再循环管 [0232] 474第一回流管 [0233] 475支路管 [0234] 476第二回流管 [0235] 477泵。 |
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