用于制造玻璃质的方法和设备 |
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| 申请号 | CN201180026041.2 | 申请日 | 2011-05-25 | 公开(公告)号 | CN103003451A | 公开(公告)日 | 2013-03-27 |
| 申请人 | 保尔伍斯股份有限公司; | 发明人 | 罗曼·弗里登; 比尔·埃布内; 汤姆·肖尔; 斯科特·邓肯; 乔治·保罗; 霍斯特·卡佩斯; | ||||
| 摘要 | 一种用于制造玻璃质炉渣的方法，包括以下步骤：使锥体围绕竖直锥体轴线旋转，锥体包括具有侧表面的外部壳体；冷却外部壳体的侧表面；将 熔化 炉 渣倾倒在锥体的侧表面上，以通过重 力 形成炉渣的膜，当所述膜由于锥体而围绕锥体轴线被旋转地被拖拉时所述膜 凝固 ；并且，在所述膜已经被拖拉经过锥体的0.6与0.9圈之间之后，将所述膜的片从侧表面分离，并去除片的形式的凝固炉渣，在倾倒区域中将熔化炉渣倾倒至侧表面上，并且，熔化炉渣铺展开以在侧表面的基本上整个长度上形成膜，优选地，在侧表面的长度的75%与95%之间上形成膜。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于制造玻璃质炉渣的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 用于制造玻璃质的方法和设备技术领域背景技术[0005] 日本专利61-08357B（C.A.Vol.105，Ref.9845y）公开了一种用于使炉渣粒化的设备，该设备由小型滚筒组成。将水冷翼附接至中心轴，并使水冷翼可逆地旋转以分离炉渣。用流动的水来冷却滚筒的底部半部，并且，将已经加热的水传递至用于回收能量的设备。滚筒具有侧入口和用于排出粒化炉渣的出口。 [0007] 熔渣的喷射流在撞击目标时分解，并且，炉渣以小颗粒的形式从目标表面弹开，所述小颗粒投射到流化床（fluidized bed）中并冷却。该目标的外表面是硬的、平滑的、耐热的且导热的。该目标具有大约60°至80°的顶角。 [0008] SU 1101432A1描述了一种用于冷却固定、反转的空心锥的内表面上的液体炉渣的设备。在反转锥的冷却表面的上部上，在从顶部覆盖冷却表面的支撑物上布置盖，并且所述支撑物通过驱动器将所述盖设定成围绕与冷却表面的竖直轴线同轴的轴线旋转运动。在可移动盖上，布置用于供应炉渣的通道和用于压碎炉渣的装置。为了便于将熔化炉渣传送至该设备，用于供应炉渣的通道由接收导管、分配导管和连接这两个导管的斜槽组成，所述接收导管的轴线与可移动盖的旋转轴线重合，所述分配导管布置在可移动盖的围边。在可移动盖的旋转过程中，分配导管沿着冷却表面的上边缘移动。将用于压碎炉渣的装置形成为具有摆锤的锤式粉碎机，并且所述用于压碎炉渣的装置具有单独的驱动器。 [0009] 美国专利No.US 4,909,837公开了一种用于使炉渣粒化的方法和设备，其中，将熔化炉渣装填入滚筒，使炉渣凝固，进而在冷却的表面上在所述滚筒中粒化。为了确保以高生产率快速冷却，将熔化炉渣施加至滚筒的内表面，该滚筒在水平轴线上旋转并具有冷却的壳体，并且，在滚筒旋转大约3/4转之后，将炉渣的固化膜与内表面机械地分离。 [0011] 在US 4,330,264中，描述了一种用于制造玻璃质炉渣的设备，该设备包括：一对冷却滚筒，所述这对冷却滚筒的外周表面彼此接触，并且，所述这对冷却滚筒以相同的外周速度在彼此相对的方向上旋转；一对溢吝（weir），设置于所述这对冷却滚筒的两端的上半部处，以与所述这对冷却滚筒的所述两端接触，一炉渣槽通过所述这对溢吝和所述这对冷却滚筒的本体形成，并将熔化炉渣倾倒入所述炉渣槽中；冷却介质，用于冷却所述这对冷却滚筒，所述冷却介质包括在大气压下具有至少200℃的沸点的高沸点传热介质，将所述高沸点传热介质供应至所述这对冷却滚筒的每个中，与所述炉渣槽中的所述熔化炉渣交换热2 量，所述熔化炉渣沉积在所述这对冷却滚筒的外周表面上，并在达5kg/cm 的压力下从所述这对冷却滚筒的每个排出以回收热量，由此，通过与所述高沸点传热介质的热交换，将所述熔化炉渣基本上完全转换成玻璃质炉渣，并用刮刀将炉渣从所述这对冷却滚筒的外周表面剥去。 [0012] 已知的方法并不总能满足需求或商业实践，而且，具有其在实践中难以执行的缺点。 [0013] 因此，本发明的一个目的是，提供一种没有上述缺点的用于干燥炉渣凝固的方法和设备。 发明内容[0014] 根据本发明，通过一种用于制造玻璃质炉渣的方法来实现此目的，该方法包括以下步骤： [0015] 使锥体围绕竖直锥体轴线旋转，所述锥体包括具有侧表面的外部壳体； [0016] 冷却所述外部壳体的侧表面； [0017] 将熔化炉渣倾倒至所述锥体的所述侧表面上，以通过重力形成炉渣的膜，当所述膜通过所述锥体而围绕所述锥体轴线被旋转地被拖拉时所述膜凝固；以及 [0018] 在所述膜已经被拖拉通过所述锥体的0.6与0.9转之间之后，将所述膜的片与所述侧表面分离，并去除所述片的形式的凝固炉渣， [0019] 其中，在倾倒区域中将所述熔化炉渣倾倒至的所述侧表面上，并且，所述熔化炉渣铺展开以在所述侧表面的基本上整个长度上形成膜，优选地，在所述侧表面的长度的75%与95%之间上形成膜。 [0020] 因此，将熔化炉渣施加至锥体的外部或外部侧表面，该锥体在竖直轴线上旋转并具有冷却的壳体，以便形成玻璃质炉渣的凝固膜。优选地，在锥体的大约75%至95%转之后，将玻璃质炉渣的凝固膜从外表面机械地分离并将分离的炉渣排出。 [0021] 在根据本发明的方法中，将熔化炉渣连续地或不连续地倾倒至锥体顶部附近的倾斜侧表面上，优选地，在所述锥体的上半部中，更优选地，在所述锥体的上1/3中，并且，通过重力和基本上在锥体的冷却壳体的整个高度上的旋转的作用而铺展开。 [0022] 需要重要指出的是，将液体炉渣倾倒（即分配）在锥体的侧表面上，以避免炉渣流动而反弹到空气中并分解成颗粒。因此，将炉渣从与倾倒槽的壁厚加上安全余量相对应的最小高度处倾倒在锥体上，以避免倾倒槽与旋转锥体接触。该高度优选地在100与600mm之间，更优选地在200与400mm之间。因此，将炉渣的冲击速度保持较低，优选地，低于1m/s。 [0023] 可选地，可以用一个或多个滚柱（roller）来帮助炉渣在锥体的侧表面上铺展开并控制炉渣膜的厚度。可以冷却该一个或多个滚柱，以从炉渣去除热量。然而，优选地，不用这种滚柱来实现炉渣在锥体的侧表面上的铺展，而仅在重力和旋转的作用下实现。 [0024] 本方法的一个优点是，通过重力和旋转的组合作用来形成均匀的膜，使得所述膜的形成在实践中可以没有困难地执行。液体炉渣向下通过锥体的冷却侧表面，并在与冷却表面接触后形成凝固外壳。液体炉渣朝着锥体的底部进一步前进，从而更多的炉渣凝固，并且，在到达表面的下端时，膜完全凝固。熔化炉渣向下经过锥体的侧表面，像是向下经过火山斜坡的熔岩流。通过锥体的旋转，炉渣与新的冷却表面不断接触，因此，可确保没有液体炉渣在锥体的下边缘上经过。 [0025] 因此，通过重力和旋转的组合作用，炉渣均匀地分布在冷却锥体的表面上，即使炉渣一个相当小的倾倒区域处落在锥体的顶部附近的表面上，也不需要铺展装置或储存器。这是比上述现有技术的炉渣凝固装置好得多的优势，其中，炉渣经由储存器、和/或经由差不多复杂的铺展装置而分配在冷却表面上。这些现有技术装置的缺点是，炉渣迟早会凝固，并且，由于形成了硬壳而阻塞这些装置，从而危及液体炉渣的均匀分布并由此使得必须频繁地站立不动地进行维修。 [0026] 在根据本发明的方法中，并非必须如例如在美国专利No.US4,909,837中描述的那样在表面的全长上供应液体炉渣。在实践中，实际上非常难以通过使以液体炉渣填充的倾倒槽倾斜而在一定长度上形成均匀的膜，因为炉渣具有在槽内形成硬壳的趋势，并且，过一会之后，变得不能将液体炉渣均匀地倾倒在槽的长度上。此外，不需要用例如在LU 87677中描述的刮刀的装置来确保实现均匀厚度的膜。这种刮刀装置具有这样的缺点：炉渣相对快速地在刮刀边缘周围凝固，并且，将形成的炉渣膜变得不规则。需要中断凝固，并且，在可继续凝固之前，必须使刮刀清除掉凝固的炉渣。 [0027] 与现有技术相反，厚度或膜在侧表面上的长度（即，液体炉渣从倾倒区域沿着侧表面向下流动直到液体炉渣完全凝固并停止流动的距离）是可调节膜的，并且仅通过改变锥体的旋转速度而保持在可接受的范围内。 [0028] 优选地，将锥体的旋转速度设定为，在锥体的侧表面的全长上形成5至10mm厚度的炉渣膜，即，在倾倒区域与锥体的下边缘之间。该厚度根据炉渣的温度而自身调节。优选地，与所测的膜厚度相关地调节锥体的角速度。如果温度较低，那么炉渣层将较厚，且锥体将必须更慢地转动。在更高的温度下，炉渣层将更薄且速度更快。 [0029] 由根据本发明的使炉渣凝固的方法提供的另一优点是，锥体的旋转连续形成可用于冷却熔化炉渣的新的冷却表面，并对炉渣的凝固和玻璃化确保理想的条件。可确保始终获得基本上完全玻璃化的炉渣的膜，而与初始温度和炉渣的粘度（仅通过调节锥体的旋转速度来获得）无关。 [0030] 如在本发明中使用的，术语“锥体”指的是从平坦的（通常圆形的）底部平滑地逐渐变细至一点（叫做顶点或最高点）的三维几何形状。更精确地，所述锥体是由平面底部以及通过将顶点与底部的周边连接的所有直线线段的位置形成的表面（叫做侧表面）所界定的立体图形。锥体的轴线是直线，通过顶点，侧表面围绕该顶点具有旋转对称性。 [0031] 优选地，在本发明中使用的锥体是直立圆锥，其中，直立意味着轴线与底部的平面成直角地通过底部的中心，圆形意味着底部是圆形的。优选地，是所谓的截头锥体，即，在顶点的下方或上方切断。 [0032] 可从悬挂在倾倒装置中的炉渣桶和/或通过倾倒槽来倾倒炉渣，所述倾倒槽在锥体顶部附近终止。可从金属产生炉的炉渣浇道系统直接倾倒炉渣，并且炉渣浇道系统延伸至锥体顶部附近的点。对于前苏联专利SU 1101432A1的固定锥体和旋转进料来说，这将几乎是不可能的。 [0033] 形成于锥体表面上的膜的厚度取决于炉渣的粘度，底部与锥体表面之间的角度α，炉渣的质量流或流速，以及锥体的旋转速度。实际上，锥体的旋转速度由此会影响膜的厚度。锥体的更高的旋转速度或增加的角度α通常导致更薄的炉渣膜。 [0034] 当炉渣膜移动经过锥体的大约3/4转时，炉渣膜通过分离装置以小块或小片的形式分离。这种分离或剥离装置可以包括刮刀或松模装置（rapping device，拍击装置）或二这者，或类似的装置。所述分离或剥离装置沿着锥体的基本上整个表面的高度安装。松模装置可包括锤座（hammer station）和/或凸面滚柱，所述锤座和/或凸面滚柱在锥体的旋转方向上适当地位于刮刀的前面。 [0035] 当将炉渣装填至锥体上时，所述炉渣优选地在大约1200至1600℃的温度下，并且，当玻璃质炉渣的凝固薄膜达到大约600℃至900℃时，优选地将所述炉渣从锥体排出。典型地，膜以不规则形状的小块或板状片的形式分离，其具有大约5至10mm的厚度和达到大约100mm的长度和宽度尺寸。当更大的凝固炉渣的片从锥体落入例如斜槽中时，这些更大的凝固炉渣的片可能破裂。炉渣片的长度和宽度可以取决于松模装置和/或刮刀的结构，由此可通过该结构进行调节。 [0036] 优选地，分离的炉渣片或小炉渣块收集在适当装置中的刮刀下方，并通过该装置从锥体排出，所述装置适当地包括位于锥体下方的炉渣收集斜槽。然后，可用绝缘传送带、振动传送槽等，将所分离的炉渣片或小炉渣块传送至例如炉渣压碎器。 [0037] 在炉渣压碎器中被压碎之后，炉渣可以在热交换器中进一步冷却，并且优选地，用回收的热量产生蒸汽和/或电力。实际上，将冷空气吹过包含压碎的炉渣的料仓的底部，冷空气由于与压碎的炉渣接触而加热，并在所述料仓的顶部回收。然后，将加热的空气传送至锅炉，以产生蒸汽和/或电力。必须指出，在凝固过程中回收的热量也可用来产生蒸汽和/或电力。 [0038] 根据另一方面，本发明涉及一种用于制造玻璃质炉渣的装置，该装置包括： [0039] 锥体，具有基本上竖直的锥体轴线和壳体； [0040] 所述壳体具有第一侧面和第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相对； [0041] 用于使所述锥体旋转的驱动器，所述驱动器适于使所述锥体围绕其锥体轴线旋转； [0042] 炉渣进料器，布置在壳体附近，以将倾倒区域中的熔化炉渣倾倒至所述壳体的所述第一侧面上； [0043] 分离装置，用以从壳体去除炉渣膜； [0044] 冷却装置，用于冷却所述壳体， [0045] 其中，将所述装置构造为，将沉积至所述壳体上的熔化炉渣转换成玻璃质炉渣膜。 [0046] 分离的炉渣片或小炉渣块收集在适当装置中的刮刀下方，并通过该装置从锥体排出，该装置适当地包括位于锥体下方的炉渣收集斜槽。然后，将分离的炉渣片或小炉渣块传送至绝缘传送带、振动传送槽等，可能传送至炉渣压碎器并传送至热交换器。 [0047] 用于制造玻璃质炉渣的装置可以包括一个或多个滚柱，所述一个或多个滚柱布置为面向锥体壳体，以帮助炉渣在锥体壳体上的铺展并控制炉渣膜的厚度。可以冷却所述一个或多个滚柱，以从炉渣去除热量。 [0048] 该用于制造玻璃质炉渣的装置优选地是用于从炉渣回收热量的设备的一部分。该设备优选地包括被布置为（可能在炉渣压碎器中压碎炉渣片之后）从玻璃质炉渣制造装置接收凝固炉渣的热交换器。热交换器配置为进一步冷却凝固炉渣，并使得炉渣的热能可进一步用来（例如）用回收的热量产生蒸汽和/或电力。热交换器可以构造为料仓，所述热交换器可以用热凝固炉渣填充，并且，空气可以通过所述热交换器从底部吹向顶部。空气由于与凝固炉渣接触而被加热，并在料仓的顶部处回收。然后，优选地，将加热的空气传送至锅炉，以产生蒸汽和/或电力。必须指出，在炉渣在锥体上凝固的过程中回收的热量也可用来产生蒸汽和/或电力。 [0049] 在一个优选实施方式中，用于制造玻璃质炉渣的装置包括锥形炉渣凝固装置，所述锥形炉渣凝固装置设置有冷却器和驱动器/齿轮，以使锥体围绕其轴线旋转。优选地，将驱动器/齿轮设计为使锥体以大约0.5至5rpm的速度旋转。根据本发明的一个优选实施方式，锥体底部的直径可以是大约2至30m。从倾倒区域向底部测量，锥体的壳体可以具有大约1至10m的长度。有利地，底部与侧表面之间的角度α在10与35度之间。当然，这些尺寸取决于必须处理的熔化炉渣的预期生产量。上述尺寸可适应大约1300℃下大约6t/min（吨每分）的炉渣生产量。如果使用更小或更大的生产量，本领域的技术人员可由此容易地采用凝固装置的尺寸。 [0050] 在冷却介质已在炉渣凝固过程中加热之后，可将冷却介质传送至回收热量的设备。另外，可以简单的方式将倾倒操作过程中形成的烟雾完全去除。 [0051] 优选地，根据本发明的用于制造玻璃质炉渣的装置设置有用于冷却锥体壳体的装置。此冷却装置可以包括内部冷却壳。冷却装置可以包括水（或其他传热介质）通道，保持水或其他传热介质不暴露于工业环境的空气和污物。优选地，旋转锥体上的传热介质通道经由旋转联接接头连接至冷却剂回路的固定部件。冷却装置可以进一步包括设置于壳体的第二侧（即，相对侧）上的喷洒喷嘴，至少在液体炉渣在其中倾倒的区域中将液体炉渣倾倒至壳体上。应理解，喷洒喷嘴在壳体的“背侧”上喷洒冷却介质（优选地是水），即，在上面被倾倒炉渣的表面的相对侧上。因此，可确定，冷却介质与炉渣不会直接接触。 [0052] 在与倾倒液体炉渣的壳体的一侧相对的一侧上，可围绕锥体的壳体的部分或全部适当地布置额外的喷嘴。结果，冷却水将实际上与旋转锥体的壳体的整个第二侧流动地接触。已经加热的冷却介质可以收集在锥体下方的桶中，并可以传送至用于回收热量的设备。额外的喷嘴可以构造为，仅在紧急情况中操作，例如，如果炉渣的流速超过锥体的设计参数且通过冷却剂回路的热排放变得不足。 [0053] 根据另一优选实施方式，压碎所述炉渣膜的分离的块以形成炉渣颗粒，将所述炉渣颗粒装填在热交换器中，用冷却气体的逆流冷却，并从热交换器排出。将热交换器分成多个子单元，每个所述子单元具有炉渣颗粒入口端口、炉渣颗粒出口端口、冷却气体入口端口和冷却气体出口端口，其中，通过入口端口对所述子单元中的至少一个装填热炉渣颗粒，将冷却的炉渣颗粒从所述子单元中的所述至少一个通过所述炉渣颗粒出口端口排出，在装填和排出炉渣颗粒的过程中关闭所述冷却气体入口端口和所述冷却气体出口端口，其中，在装填和排出炉渣颗粒的同时，通过将冷却气体流通过冷却气体入口端口喷射并从所述冷却气体出口端口收回加热的冷却气体流，来冷却其他子单元中的至少一个，在冷却炉渣颗粒的过程中，关闭所述炉渣颗粒入口端口和所述炉渣颗粒出口端口，其中，加热的冷却气体用于能量回收。 [0054] 因此，以上实施方式提出了使用包括多个不连续操作的子单元的热交换器。由于在热交换器的出口处获得恒定的热气流以确保最有效地使用电功率生成循环是有利的，所以，多个热交换器子单元以确保基本上恒定的热气流的方式交替地操作。通过这样做，可能获得与批量类型的物料处理分开的基本上连续的气体处理。 [0055] 每当其中一个热交换器子单元处于清空/填充阶段时，在清空/填充过程中，没有冷却气体流过此热交换器子单元。 [0056] 将相同量的颗粒装入交换器并从交换器提取出这些颗粒。同时，没有物料进入或离开其他热交换器子单元；因此，在冷却过程中，其他热交换器子单元可与环境完全密封隔开。 [0057] 优选地，通过入口端口对其中一个子单元装填热炉渣颗粒，与此同时，通过相同子单元的炉渣颗粒出口端口同时排出冷却的炉渣颗粒。 [0058] 一旦装满热交换器子单元，便密封炉渣颗粒入口端口和炉渣颗粒出口端口，并将子单元与冷却气流重新连接，同时，可能使另一热交换器子单元分离。因此，通过这些热交换器子单元的冷却气流不会发生任何泄漏，从而防止灰尘和能量离开系统。因此，热交换器子单元仅需要在装填和排出炉渣的过程中减压。 [0059] 根据一个优选实施方式，首先，在将炉渣颗粒装入其中一个热交换器子单元之前，将炉渣颗粒装在绝缘的预处理室中。优选地，通过耐火衬里或物料石盒来使预处理室绝缘，炉渣的低导热性提供了非常好的绝缘特性。 [0060] 还可以在炉渣颗粒从热交换器子单元排出并冷却之后，将炉渣颗粒装填入后处理室中。换句话说，由此可以将循环时间和装填炉渣的量选择成使得热交换器子单元内的传热可以控制并保持准稳态（quasi-stationary）。因此，将通过按照循环时间选择，而将由热交换器子单元的装填/排出所导致的出口气体温度波动减到最小。 [0061] 优选地，热交换器子单元在从1.2巴至4巴的压力下操作，所述压力即，在子单元的炉渣层的底部处测量的绝对压力。 [0063] 从参考附图的、对非限制性实施方式的以下详细描述中，本发明的其他细节和优点将是显而易见的，附图中： [0064] 图1是一种用于从炉渣回收热量的设备的示意性布局图，该设备包括旋转锥体玻璃质炉渣制造装置； [0065] 图2是由这里描述的炉渣制造装置生产的炉渣颗粒的优选冷却方法的流程图。 具体实施方式[0066] 图1示意性地示出了一种用于从炉渣回收热量的设备，该设备包括根据本发明的优选实施方式的旋转锥体玻璃质炉渣制造装置。如可在图1上看到的，将液体炉渣从炉渣浇道10倾倒在锥形炉渣冷却器14的外表面12上。在一个限定区域中将液体炉渣倾倒在冷却器的外表面12上，并且，液体炉渣在表面的全长上铺展开，即，通过重力的作用，基本上从倾倒区域向锥体的底部16铺展开。液体炉渣沿着炉渣冷却器14的倾斜表面移动，在所述锥体的表面上形成薄膜，并且，当液体炉渣在锥体上铺展开时凝固。由于锥体旋转的原因，炉渣基本上沿着锥体的外表面的主要部分形成凝固膜，例如，锥体的外表面的70%至95%。在锥形炉渣冷却器的旋转过程中，形成于锥体表面上的炉渣膜从大约1400至1600℃快速冷却至大约800℃并变成玻璃质。在大约75%至95%转之后，从锥体外壳去除炉渣，并且，炉渣落入位于锥形炉渣冷却器14下方的炉渣收集斜槽18中，然后，经由绝缘传送器20传送至炉渣压碎器22中，在所述炉渣压碎器处，玻璃质炉渣压碎成具有大约1至3mm的近似尺寸的小片（更小的尺寸是可能的，例如，如果将用炉渣生产水泥）。 [0067] 然后，将压碎的炉渣传送至炉渣冷却器24，以便冷却至大约100至大约300℃之间，从炉渣冷却器24排出，并储存以用于进一步使用。 [0068] 为了在炉渣冷却器24中冷却炉渣，经由炉渣冷却器24的底部处的风扇28喷射冷空气26，冷空气26在与热炉渣接触的地方逐渐加热，并在炉渣冷却器的顶部处收回。然后，将加热的空气30传送至热交换器（热水器）32，以加热水并产生蒸汽。可以用其他传热介质代替水。在锅炉32中产生的蒸汽用来驱动蒸汽涡轮机34和发电机36，以产生电力。可用其他方法（例如有机兰金循环系统）来发电。加热的空气30也可以在其他处理应用中使用。 [0069] 在蒸汽涡轮机34的后面，将冷却的蒸汽或其他传热介质供应至冷凝器38，并且，泵40将水或其他传热介质从冷凝器38传送至锥形炉渣冷却器14，在该冷却器处，传热介质用来冷却与热炉渣接触的外表面12。然后，将热水或其他传热介质泵送回锅炉32，以回收热量。 [0071] 图2示出了一种在热液体物料干燥粒化之后冷却热炉渣颗粒的优选方法的示意图。 [0072] 将压碎的炉渣颗粒从炉渣压碎器22传送至预处理室42，然后传送至炉渣冷却器/热交换器44，所述炉渣冷却器/热交换器包括在图2的实施方式中所示的以逆流模式操作的四个热交换器子单元A、B、C、D，即，在已经冷却热物料之后，将物料从顶部供应并从底部收回，然而，冷却气体（通常是空气）通过底部喷射，并在冷却空气已加热之后从顶部收回。在空气通过热交换器的过程中，加热空气，并将包含在热交换器中的炉渣冷却至大约100℃，并在后处理室46中排出。储存冷却的炉渣以用于进一步使用。 [0073] 在如图2所示的实施方式中，使用具有四个子单元A、B、C、D的热交换器。 [0074] 将凝固炉渣的片从预处理室42分配至四个不同的热交换器子单元A、B、C、D，所述热交换器子单元在顶部装配有物料门48，并在底部装配有密封瓣50。 [0075] 在热交换器的这些子单元中的一个处于清空/填充阶段的同时（参照图2：热交换器子单元D），剩余三个子单元处于冷却模式中（参照图2：操作中的A-B-C）。 [0076] 一旦热交换器子单元D填满，便关闭顶部处的物料门48和底部处的密封瓣50，并启动通过热交换器子单元D的冷却气流。然后，使序列中的下一个热交换器子单元与气路分离，排出冷却的炉渣颗粒，并将新的热炉渣颗粒传送至该子单元中。 [0077] 热交换器子单元的所述顺序操作允许在热交换阶段的过程中将热交换器44与大气完全密封隔开，而没有任何气体损失或没有任何灰尘到达环境。每个热交换器子单元仅在装填和排出炉渣颗粒的过程中减压并与气流隔离，以允许在对传热和对环境没有任何负面影响的情况下进行操作。 [0078] 以这样的方式选择循环时间和在一个循环中装填的炉渣颗粒的量，使得从传热的角度看，可将其认为是在气流中具有非常低的温度波动的准稳态操作。在这里，用术语循环时间来描述时帧，在该时帧的期间，每个热交换器子单元与连续气流连接或分离。在冷却过程中，交换器内的炉渣将具有从出口门处冷到炉渣入口门处热的温度梯度。因此，在一个循环过程中装填和排出的炉渣的量应该限制成使得，装填/排出之前和之后炉渣出口之间的温差不超过例如50℃。 [0079] 热交换器子单元A、B、C、D是专门设计的，并且，所述热交换器子单元适于在升高的压力下操作，这会显著地减小气流的压力损失，从而减小使气体通过热交换器和蒸汽发生器循环所必需的鼓风机/压缩机功率。在此结构中，仅仅在一个子单元减压的过程中发生的气体损失必须通过增压鼓风机/压缩机（未示出）（所述增压鼓风机/压缩机同时用作压力控制器）来补偿。可估计，将交换器内的压力从1巴增加至3巴（绝对值），必要的鼓风机/压缩机功率降至大约1/3。 [0080] 将由风扇52产生的气流通过气体管道54引导至处冷却模式中的三个热交换器子单元。在热交换器发生之后，将加热的气流通过热气体管道56引出。在将大约700℃下的热气体传送至热交换器以产生蒸汽60之前，灰尘在旋流器58中过滤掉。将由此产生的蒸汽传送至涡轮机（未示出）和发电机（未示出），以产生电力。然后，将冷却的气体经由闭环系统中的管道62引导回风扇52。 [0081] 在大约700℃的此温度水平处，用于发电的热力循环处理以最佳效率运行。此外，此温度水平为直接热回收提供最好的适应性和效率。 [0082] 由于炉渣-气体热交换器44连续运行，所以有效发电是可能的。在本实施方式中，物料和气流都连续进入和离开热交换器。然而，物料和气体处理是分开的：气体泄漏不再是一个问题，因为所述的热交换器子单元在装填和排出过程中与气流分离。因此，通过密封瓣可轻松地获得热交换器子单元的密封，因为，在气体流动的过程中，没有物料在交换器内移动。 [0083] 从此概念产生的优点很多。 [0084] 由于气流和物料流的分离，简化了热交换器的密封，并排入环境中的灰尘消除或相应地最小化。热交换器子单元在冷却操作过程中的密封消除了气体泄漏的危险，因此，由逸出气体带走的炉渣颗粒所导致的“喷砂（sand blasting）”的效果不再是一个问题。这导致低的磨损和增加的整体操作稳定性及可用性。 [0085] 热交换器子单元的冷却和装填/排出的分离允许在加压气路下操作冷却相，这减小了炉渣层上的压降和风扇的能耗。 [0086] 当总炉渣质量被分配至几个（而不是一个）热交换器子单元时，各个子单元具有较小的横截面。热交换器子单元的减小的直径允许逆流气流更容易在整个横截面上分配。此外，如上所示，可明显减小泄漏气体的量。此组合效果导致更好的总效率，因为所需的风扇功率较低。由于热空气的损失减小从而增加了炉渣粒化的总热效率。 [0088] 即使其中一个热交换器子单元交换器发生故障，此概念也允许连续操作，但是总炉渣流速减小。这允许简单地维护这些交换器子单元中的一个。此外，其中一个交换器子单元上的意外故障不会导致需要关闭整个处理。 [0089] 图例： [0090] 10 炉渣浇道 38 冷凝器 [0091] 12 外表面 40 泵 [0092] 14 锥形炉渣冷却器 42 预处理室 [0093] 16 锥体的底部 44 热交换器 [0094] 18 炉渣收集斜槽 A、B、C、D 热交换器子单元 [0095] 20 传送器 46 后处理室 [0096] 22 炉渣压碎器 48 物料门 [0097] 24 炉渣冷却器 50 密封瓣 [0098] 26 冷空气 52 压缩机 [0099] 28 风扇 54 气体管道 [0100] 30 热空气 56 热气体管道 [0101] 32 热交换器（热水器） 58 旋流器 [0102] 34 蒸汽涡轮机 60 用于产生蒸汽的热交换器 [0103] 36 发电机 62 管道。 |
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