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去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法

阅读:942发布:2020-05-12

专利汇可以提供去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且去涂层系统的冷却系统可以包括窑炉 喷雾器 ,其配置成将冷却剂选择性地注入到窑炉中以控制窑炉内的气体的 温度 。冷却系统还可以包括回流喷雾器,其配置成用冷却剂选择性地冷却从后燃器流到窑炉的气体。替代地或附加地,可以使用去涂层系统的热交换系统,其包括 热交换器 和 蒸汽 发生器 。热交换器被配置为冷却从后燃器到窑炉的气体,并且 蒸汽发生器 被配置为冷却从后燃器排放并且不被引导到热交换器的气体。,下面是去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种去涂层系统,其包括:
后燃器;
窑炉;和
冷却系统,其包括回流喷雾器,所述回流喷雾器配置成用冷却剂选择性地冷却从所述后燃器流到所述窑炉的回流气体。
2.根据权利要求1所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括窑炉喷雾器,所述窑炉喷雾器配置成将冷却剂注入到所述窑炉中以控制所述窑炉内的气体温度
3.根据权利要求1所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括后燃器喷雾器,所述后燃器喷雾器配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
4.根据权利要求1所述的去涂层系统,其中所述冷却剂是,并且其中所述冷却系统被配置成将所述回流气体从后燃器工作温度冷却至窑炉工作温度。
5.根据权利要求1所述的去涂层系统,还包括分流器,其中所述分流器被配置为选择性地转移离开所述窑炉的旁路气体,以与从所述后燃器流向所述窑炉的所述回流气体混合。
6.根据权利要求1所述的去涂层系统,其还包括热交换系统,其中所述热交换系统被配置为将从所述后燃器流到所述窑炉的所述回流气体从后燃器工作温度冷却到中间温度。
7.根据权利要求6所述的去涂层系统,其中所述热交换系统被配置为将从所述后燃器排出的排气从所述后燃器工作温度冷却至冷却温度,并且其中所述热交换系统被配置为选择性地将来自所述热交换器的所述回流气体从所述中间温度降低到窑炉工作温度。
8.根据权利要求6所述的去涂层系统,其中所述热交换器配置为在将所述回流气体冷却至所述中间温度时将空气加热,并且其中所述热交换系统进一步配置为将该加热空气从所述热交换器引导至所述后燃器。
9.根据权利要求8所述的去涂层系统,其中所述加热空气是用于所述后燃器的燃烧器点火的燃烧用空气。
10.一种控制去涂层系统中的温度的方法,包括:
测量从所述去涂层系统的后燃器流到所述去涂层系统的窑炉的回流气体的回流气体温度;
将所述回流气体温度与所述窑炉的窑炉工作温度进行比较;和
如果所述回流气体温度高于所述窑炉工作温度,则启动冷却系统的回流喷雾器并将冷却剂注入所述回流气体以冷却所述回流气体。
11. 根据权利要求10所述的方法,还包括在测量之后和比较之前:
在测量所述回流气体温度后,将所述回流气体温度与所述窑炉的所述窑炉工作温度进行比较;和
启动所述冷却系统的后燃器喷雾器,并将冷却剂注入所述后燃器。
12.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括:
确定分流器的位置
如果所述分流器处于关闭位置,则将所述分流器打开到打开位置,并引导离开所述窑炉的旁路气体与从所述后燃器流向所述窑炉的回流气体混合;和
如果所述分流器处于打开位置,则启动所述冷却系统的窑炉喷雾器,并将冷却剂注入所述窑炉中。
13.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括:
引导从所述后燃器流至所述窑炉的所述回流气体流经热交换系统的热交换器,并将温度从后燃器工作温度降低至中间温度。
14. 根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
引导通过蒸汽发生器离开所述后燃器的排气,并将所述排气的温度从所述后燃器工作温度降低到冷却温度;和
将处于所述冷却温度的来自所述蒸汽发生器的至少一些所述排气与处于所述中间温度的来自所述热交换器的所述回流气体混合。
15.一种去涂层系统,其包括:
配置成排出窑炉气体的窑炉;
分离器,其配置成接收所述窑炉气体、从所述窑炉气体中过滤有机颗粒物并排出过滤后的窑炉气体;
后燃器,其被配置为加热所述过滤后的窑炉气体并排放排气,其中至少一些所述排气被分流作为从所述后燃器流向所述窑炉的回流气体;
被配置为冷却所述回流气体的热交换系统;和
旋风分离器控制系统,其被配置为控制所述旋风分离器的旋风分离器温度。
16.根据权利要求15所述的去涂层系统,其中所述旋风分离器控制系统通过选择性地转移至少一些所述排气作为再循环气体并将所述再循环气体与所述窑炉气体混合来控制所述旋风分离器温度。
17.根据权利要求15所述的去涂层系统,其还包括冷却系统,所述冷却系统包括回流喷雾器,所述回流喷雾器配置成用冷却剂选择性地冷却从所述后燃器流到所述窑炉的所述回流气体。
18.根据权利要求17所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括后燃器喷雾器,所述后燃器喷雾器配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
19.根据权利要求15所述的去涂层系统,其中所述热交换系统被配置为在将所述回流气体冷却时将空气加热,并且其中所述热交换系统进一步配置为将该加热空气从所述热交换器引导至所述后燃器。
20.根据权利要求19所述的去涂层系统,其中所述加热空气是用于所述后燃器的燃烧器点火的燃烧用空气。

说明书全文

去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法

[0001] 相关申请的交叉引用本申请要求享有2017年5月26日提交的名称为“去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法”的美国临时申请62/511,378以及2017年6月26日提交的和名称为“去涂层窑炉的流体温度控制系统及方法”的美国临时申请62/524,649的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

[0002] 本申请涉及金属回收,更具体地涉及用于金属回收的去涂层系统。

背景技术

[0003] 在金属回收期间,将金属废料(例如或铝合金)压碎、切碎、切断或以其他方式减小成较小片的金属废料。通常情况下,金属废料具有各种涂层,如油、涂料、油漆、塑料、油墨和胶,以及各种其它有机污染物,如纸、塑料袋、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、糖残留物等等,它们必须先通过去涂层工艺清除,然后进一步处理和回收金属废料。
[0004] 在使用去涂层系统去涂层的过程中,通过在窑炉中加热废料并在后燃器中将蒸发的有机化合物作为主气流的一部分进行焚烧,去除金属废料的涂层中的有机化合物。后燃器通常在比窑炉温度高得多的温度下运行。发明内容
[0005] 本专利中使用的术语“发明”、“该发明”、“这发明”和“本发明”旨在广泛地指代此专利的所有主题和下文的专利权利要求。含有这些术语的陈述应理解为不限制本文所描述的主题或不限制下文的专利权利要求的含义或范围。本专利所涵盖的本发明的实施例由下文的权利要求限定,而不是由此发明内容限定。此发明内容是本发明的各个实施例的高级概述,并且介绍了在下文的具体实施方式部分中进一步描述的概念中的一些。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征,也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求理解本主题。在各种实例中,去涂层系统包括后燃器、窑炉和冷却系统。该冷却系统包括回流喷雾器,其配置成用冷却剂选择性地冷却从后燃器流到窑炉的回流气体。
[0006] 根据各种实例,去涂层系统包括窑炉和冷却系统。该冷却系统包括配置成将冷却剂选择性地注入到窑炉中以控制窑炉中的气体温度的窑炉喷雾器。
[0007] 在一些实例中,去涂层系统包括后燃器、窑炉和包括至少一个热交换器的热交换系统。所述热交换系统的所述至少一个热交换器被配置为降低从所述后燃器到所述窑的回流气体的温度。在各种实例中,热交换系统将回流气体的温度从后燃器工作温度降低到窑炉工作温度。在其他实例中,热交换系统将回流气体的温度从后燃器工作温度降低至后燃器工作温度与窑炉工作温度之间的中间温度。
[0008] 根据一些实例,去涂层系统包括窑炉、被配置为排放排气的后燃器以及热交换系统。该热交换系统包括蒸汽发生器和热交换器。热交换器配置成冷却从后燃器引导到窑炉的至少一些排气作为回流气体。蒸汽发生器配置成冷却未被热交换器冷却的排气。
[0009] 在各种实例中,去涂层系统包括配置成排出窑炉气体的窑炉、旋分离器(或其他合适的固/气分离器)和后燃器。旋风分离器配置成接收窑炉气体,从窑炉气体中过滤无机和有机颗粒物,并排出过滤后的窑炉气体。后燃器配置成加热过滤后的窑炉气体并排出排气。至少一些排气被引导作为从后燃器流向窑炉的回流气体。去涂层系统还包括带有热交换器的热交换系统,该热交换器配置为冷却回流气体,以及旋风分离器控制系统,该旋风分离器控制系统配置为控制旋风分离器的旋风分离器温度。
[0010] 根据一些实例,一种控制去涂层系统中的温度的方法包括测量从去涂层系统的后燃器流至去涂层系统的窑炉的气体的回流气体温度,并将所述回流气体温度与窑炉的窑炉工作温度进行比较。该方法还包括启动冷却系统的回流喷雾器,以及如果回流气体温度高于窑炉工作温度,则将冷却剂注入气体中以冷却气体。
[0011] 本公开中描述的各种实施方案可以包含另外的系统、方法、特征和优点,所述另外的系统、方法、特征和优点不一定在本文中明确地公开,但是在审查了以下详细描述和附图时对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。旨在将所有这种系统、方法、特征和优点包含在本公开内容内并且由所附权利要求保护。

附图说明

[0012] 展示了以下附图的特征和部件以强调本公开的一般原理。为了一致性和清楚起见,可以通过匹配附图标记来指定整个附图中的对应特征和部件。
[0013] 图1是描绘根据本公开的方面的包括冷却系统的去涂层系统的示意图。
[0014] 图2是描绘图1的去涂层系统的温度控制过程的流程图
[0015] 图3是描绘图1的去涂层系统的温度控制过程的流程图。
[0016] 图4是描绘图1的去涂层系统的温度控制过程的流程图。
[0017] 图5是描绘根据本公开的方面的包括冷却系统的另一个去涂层系统的示意图。
[0018] 图6是描绘根据本公开的方面的包括冷却系统的另一个去涂层系统的示意图。
[0019] 图7是描绘图1的去涂层系统的示例温度控制过程的流程图。
[0020] 图8是描绘图1的去涂层系统的示例温度控制过程的流程图。

具体实施方式

[0021] 本文以具体的方式描述了本发明的实例的主题以满足法定要求,但是此描述不一定旨在限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以以其它方式体现,可以包含不同的元件或步骤,并且可以与其它现有或未来技术结合使用。除了明确描述各个步骤的顺序或元件的布置之外,该描述不应被解释为暗示各个步骤或元件之间或之间的任何特定顺序或布置。
[0022] 图1示出了根据本公开方面的用于从诸如铝或铝合金的金属废料去除涂层的去涂层系统100。去涂层系统100通常包括窑炉102(例如逆流窑炉)和后燃器106。在一些实施例中,旋风分离器104(或其它合适的固/气分离器)被提供在后燃器106和窑炉102之间,以在进入后燃室106之前从来自窑炉102的气流中过滤掉较大颗粒物。可以进一步包括再循环风扇108,用于将气流从旋风分离器104引导至后燃器106。可以包括气体推进器109和111(例如风扇),用于向后燃器106提供气(气体推进器109)和可燃空气(气体推进器111)。如以下详细描述的,去涂层系统100还包括冷却系统116。
[0023] 在用去涂层系统100去涂层过程中,金属废料101被送入窑炉102。窑炉102内的热气处于窑操作温度约200℃至约600℃,例如约550℃+/-20℃,其从金属废料中除去涂层,并汽化和/或在不熔化废金属的情况下使有机涂层热裂解并蒸发。如本文所用,窑炉工作温度是指窑炉入口端的温度。从窑炉102中移出去涂层的废金属103,以进一步处理,并最终处理成新的铝产品。包含蒸发的有机化合物和无机粉尘的气体从窑炉102进入旋风分离器104,在其中较大的颗粒作为粉尘从气体中滤出。窑炉出口气体温度是指离开窑炉102的气体的温度。来自旋风分离器104的经过滤的气体被引导至后燃器106,其将气体从约700℃加热至约1000℃,例如约800℃+/-20℃,以焚烧气体中的剩余有机化合物。后燃器106可以包括热空气燃烧器119或用于加热气体的其他合适的装置。气体从后燃器106被引导至排气系统110,该排气系统可以是袋滤室或其他类似的处理系统。
[0024] 在各种实例中,离开后燃器106的一些回流气体也可以可选地作为再循环气体505选择性地再循环回到旋风分离器104,以控制旋风分离器104的温度。在一些实例中,如图1、5和6所示,离开后燃器106的一些气体作为回流气体再循环回到窑炉102,以用作窑炉102内的至少一些加热气体。在这些实例中,由于离开后燃室的回流气体处于大约700°C至大约
1000°C(例如800°C)的温度,因此必须将气体冷却至窑炉工作温度内以使气体可以与窑炉
102一起使用。
[0025] 在一些示例性去涂层系统中,离开后燃器106的回流气体通过将其与离开窑炉102的一些气体混合而被冷却,所述离开窑炉102的一些气体为约100℃至约500℃,例如约320℃。在这些系统中,提供了分流器112,以选择性地从旋风分离器104转移一部分气体(旁路气体),而不是进入后燃器106。例如,当离开后燃器106的回流气体的温度超过窑炉工作温度时,分流器112引导来自旋风分离器104的旁路气体与离开后燃器106的回流气体混合。然而,旁路气体包括相对较高浓度的有机化合物,因为其未被后燃器106焚化。当旁路气体与回流气体混合并将混合气体引入窑炉102时,来自旁路气体的有机化合物被重新引入窑炉102中。这加速去涂层系统中有机化合物的浓度,这可能导致系统内部出现危险情况。例如,重新引入到窑炉102中的有机化合物可将热能释放到窑炉102中,这会升高窑炉102内的温度,并可能导致其散发(窑炉102内的金属燃烧)或对去涂层系统设备的其他严重损坏。
[0026] 冷却系统116被配置为通过减少或消除重新引入离开旋风分离器104的旁路气体回到窑炉102中的需要来减少返回窑炉102的有机化合物的量。冷却系统116还被配置为控制温度偏移并减少或防止发热。此外,冷却系统116被配置为提供各种位置,在所述位置处,系统可以在去涂层过程中冷却去涂层系统100的各种部件(例如窑炉102)。
[0027] 如图1所示,冷却系统116可选地包括后燃器喷雾器118、回流喷雾器120和窑炉喷雾器122中的一个或多个。在一些实例中,冷却系统116可以省略喷雾器118、120和122中的一个或多个。后燃器喷雾器118、回流喷雾器120和/或窑炉喷雾器122的数量可以变化。在一些情况下,冷却系统116仅包括后燃器喷雾器118、回流喷雾器120和窑炉喷雾器122的子集(参见例如图6)。喷雾器配置为将冷却剂注入系统。冷却剂包括但不限于、加油的水、卤化物盐(作为固体冷却剂或与水或另一种流体混合的盐)或适合用于降低气体温度的各种其他材料。在各种实例中,喷雾器被配置为选择性地将冷却剂注入(即,喷雾器不连续地注入冷却剂)到系统中。在各种实例中,喷雾器可以相对于穿过系统的流路以各种度定向,使得冷却剂相对于流路以各种角度喷射。作为一些非限制性实例,喷雾器可以被定向为以相对于流路大约0°、约1°、约2°、约3°、约4°、约5°、约6°、约7°、约8°、约9°、约10°、约11°、约12°、约13°、约14°、约15°、约16°、约17°、约18°、约19°、约20°、约21°、约22°、约23°、约24°、约25°、约26°、约27°、约28°、约29°、约30°、约31°、约32°、约33°、约34°、约35°、约36°、约
37°、约38°、约39°、约40°、约41°、约42°、约43°、约44°、约45°、约46°、约47°、约48°、约49°、约50°、约51°、约52°、约53°、约54°、约55°、约56°、约57°、约58  °、约59°、约60°、约61°、约
62°、约63°、约64°、约65°、约66°、约67°、约68°、约69°、约70°、约71°、约72°、约73°、约74°、约75°、约76°、约77°、约78°、约79°、约80°、约81°、约82°、约83°、约84°、约85°、约86°、约
87°、约88°、约89°,和/或约90°注入冷却剂。在其他实例中,可以利用大于约90°的角度。此外,喷雾器的子集可以与另一个喷雾器的另一子集的角度成不同的角度(例如,后燃器喷雾器118可以处于第一角度,而窑炉喷雾器122可以处于第二角度),尽管不一定如此。
[0028] 后燃器喷雾器118被配置为选择性地将冷却剂喷射到后燃器106中以与后燃器106中的气体混合并降低后燃器106内的气体的温度。在各种实例中,后燃器喷雾器118定位成靠近从窑炉102接收气体的后燃器106的入口,尽管不一定如此。回流喷雾器120配置成选择性地注入冷却剂以与来自后燃器106的回流气体(以及任选地由分流器112转移的旁路气体)混合,以在回流气体进入窑炉102之前降低回流气体的温度。在一些实例中,回流喷雾器120可以设置在转向旁路气体与回流气体混合处的上游,转向旁路气体与回流气体混合处的下游,或者转向旁路气体与回流气体混合处的上游和下游。窑炉喷雾器122被配置为将冷却剂选择性地注入到窑炉102的加热室中,以与窑炉102中的气体混合并降低窑炉102中的气体的温度。在各种实例中,窑炉喷雾器122定位成靠近窑炉102的入口,尽管不一定如此。
通过后燃器喷雾器118和/或回流喷雾器120,去涂层系统100可以控制回流气体的温度,同时减少或消除对来自分流器112的旁路气体的需求。通过窑炉喷雾器122,去涂层系统100可以根据需要控制窑炉102中气体的温度。
[0029] 在各种实例中,冷却系统116还包括温度传感器(未示出),该温度传感器被配置为检测在各个位置(例如在后燃器106中、在窑炉102中以及在后燃器106与窑炉102之间)的去涂层系统100内的气体的温度。在一些实例中,冷却系统116还包括与喷雾器118、120和122以及温度传感器连通的控制器(未示出),以基于感测到的温度调节喷雾器118、120和/或122的操作。
[0030] 在一些可选实例中,冷却系统116还包括配置成将冷却剂选择性地注入到窑炉排放槽中的窑炉排放槽喷雾器。例如,在某些情况下,窑炉排放槽喷雾器配置为将冷却剂注入窑炉排放槽,以根据需要淬灭可能在紧急情况下堆积的废料,这些紧急情况包括但不限于排放气闸的堵塞、排放槽的堵塞、排放振动传送器的异常停止或其他各种紧急情况或非紧急情况。
[0031] 图图2-4是示出了利用冷却系统116控制在去涂层系统100内的各个位置处的气体温度的方法的实例的流程图。图2示出了利用冷却系统116控制后燃器106中的气体温度的方法200的实例。图3示出了控制窑炉102中使用的回流气体的温度的方法300的实例。图4示出了控制窑炉102中的温度的方法400的实例。在各种情况下,方法200、300和400可以一起执行,或根据需要选择地执行。
[0032] 参考图2,在用于控制后燃器106的温度的方法200的框202中,控制器确定去涂层器系统100是否在操作中。在各种实例中,除非去涂层系统100正在运行,否则过程结束。在方框204中,确定后燃器106中的气体的温度。在各种实例中,通过一个或多个温度传感器感测后燃器106中的气体的温度。在一些实例中,温度传感器在后燃器106内。附加地或可替代地,在其他实例中,温度传感器测量气体离开后燃器106时的温度。
[0033] 在方框206中,控制器确定在方框204中检测到的温度是否至少是后燃器工作温度。在各种实例中,后燃器工作温度是从大约700℃到大约1000℃,例如大约800℃+/-20℃。在一个非限制性实例中,后燃器工作温度为约800℃。
[0034] 在方框207中,如果控制器在方框206中确定后燃器温度不至少是后燃器工作温度,则控制器确定后燃器喷雾器118是否关闭。在框209中,如果控制器在框207中确定后燃器118没有关闭,则控制器减小后燃器喷雾器118和/或如果后燃器喷雾器118尚未关闭则关闭后燃器喷雾器118,然后返回框202。在方框209中,如果控制器在方框207中确定后燃器喷雾器118关闭,则控制器增加燃烧器的输出并返回方框202。
[0035] 在框210中,如果控制器在框206中确定后燃器温度至少是后燃器工作温度,则控制器210逐渐减小后燃器106的燃烧器的燃烧器点火。在方框212中,控制器然后确定后燃器温度是否至少是燃烧器设定点温度。在各种实例中,燃烧器设定点温度是大于后燃器工作温度且小于后燃器喷雾器设定点温度的温度。在一些非限制性实例中,燃烧器设定点温度为大约800℃至大约810℃,但是可以提供各种其他温度范围。如果控制器确定后燃器气体温度不至少等于燃烧器设定点温度,则过程返回到框206。如果控制器在框212中确定后燃器温度至少是燃烧器设定点温度,则在框214中,控制器将燃烧器降低到引燃器设置,以便保持稳定的最小值以安全地点燃有机蒸气并防止爆炸。可选地,在框214中,控制器关闭燃烧器。
[0036] 在方框216中,控制器确定后燃器温度是否至少是后燃器喷雾器设定点温度。在各个实例中,后燃器喷雾器设定温度高于后燃器工作温度。在一个非限制性实例中,后燃器设定点温度为大约820℃,尽管可以使用各种其他温度。如果控制器确定后燃器温度不是至少后燃器喷雾器设定点温度,则过程返回到框206。如果控制器确定后燃器温度至少为后燃器喷雾器设定点温度,则在框218中,控制器逐渐打开后燃器喷雾器118并返回到框216。
[0037] 参考图3,在用于控制进入窑炉102的回流气体的温度的方法300的框302中,控制器确定去涂层系统100是否在操作中。类似于方法200,除非去涂层系统100正在运行,否则该过程结束。在方框304中,通过温度传感器感测回流气体的温度。在方框306中,控制器确定在方框304中检测到的回流气体温度是否至少是窑炉工作温度。在各种实例中,窑炉工作温度为约200℃至约600℃,例如约550℃+/- 20℃。例如,在一种非限制性情况下,窑工作温度为约550℃。在方框308中,如果控制器在方框306中确定回流气体温度不高于窑炉工作温度,则控制器降低喷雾器的输出和/或如果所有喷雾器尚未关闭则将其关闭,如果分流器112尚未关闭则关闭分流器112,并且然后返回框302。
[0038] 在方框310中,如果控制器在方框306中确定回流气体温度至少为窑炉工作温度,则控制器逐渐打开分流器310,以使更多的旁路气体从离开窑炉102的主要气流中转移而不是被送入后燃器106。在方框312中,控制器确定回流气体温度是否至少为回流喷雾器设定点温度。在各种实例中,回流喷雾器设定点温度高于窑炉工作温度。例如,在一种非限制性情况下,尽管可以使用各种其他温度,但回流喷雾器设定点温度为约570℃。如果控制器确定回流气体温度不是至少回流喷雾器设定点温度,则过程返回到框306。如果控制器确定回流气体温度至少为回流气体设定点温度,则在框314中,控制器逐渐打开回流喷雾器120,然后进入框306。
[0039] 参考图4,在用于控制窑炉102的温度的方法400的框402中,控制器确定去涂层系统100是否在操作中。在各种实例中,类似于方法200和300,除非去涂层系统100正在运行,否则过程结束。在方框404中,通过温度传感器感测窑炉102的温度。
[0040] 在方框406中,控制器确定在方框404中检测到的窑炉温度是否至少是窑炉工作温度。在方框408中,如果控制器在方框406中确定窑炉温度不是至少窑炉工作温度,则控制器降低喷雾器输出和/或如果窑炉喷雾器122尚未关闭则关闭其,并返回到方框402。在方框410中,如果控制器确定窑炉温度至少是窑炉工作温度,则控制器确定窑炉温度是否至少是窑炉喷雾器设定点温度。在各种实例中,窑炉喷雾器设定点温度大于窑炉工作温度。例如,在一种非限制性情况下,尽管可以使用各种其他温度,但窑炉喷雾器设定点温度为约570℃。
[0041] 在方框412中,如果窑炉温度不至少是窑炉喷雾器设定点温度,则控制器在窑炉喷雾器122开启时减小和/或逐渐关闭,并返回到方框406。在方框414中,如果窑炉温度至少是窑炉喷雾器设定点温度,则控制器逐渐打开窑炉喷雾器122,或者如果窑炉喷雾器122已经打开则进一步打开窑炉喷雾器122,并返回到方框406。
[0042] 在其他实例中,控制回流气体温度包括连续使用喷雾器118、120和/或122,并且根据需要选择性地使用分流器112,以进一步控制回流气体温度。在各种其他实例中,控制回流气体温度包括连续地使用分流器112引导旁路气体与回流气体混合,以及根据需要选择性地使用喷雾器118、120和/或122以进一步控制回流气体温度。可以实现使用分流器112和喷雾器118、120、122的许多其他配置。
[0043] 图5示出了根据本公开的方面的去涂层系统500。类似于去涂层系统100,去涂层系统500包括冷却系统116,尽管在某些情况下不使用冷却系统116。除冷却系统116外,去涂层系统500还包括热交换系统524。在各种实例中,热交换系统524包括热交换器526,其可以是空气-空气热交换器(或气体/气体热交换器、油/气热交换器、水/气热交换器、冷却剂/气体热交换器、或其他合适的热交换器),和蒸汽发生器528,其是使用水或另一种合适的流体的冷却剂热交换器。在图5的实例中,热交换器包括冷却风扇527。
[0044] 如图5所示,离开后燃器106的一些回流气体被转移到热交换器526,在该热交换器中,回流气体从后燃器工作温度冷却到中间温度。在一些实例中,中间温度是小于后燃器工作温度且大于窑炉工作温度的温度。例如,中间温度可以是约400℃至约750℃,例如约600℃至约550℃。在其他实例中,热交换器526被配置为将回流气体从后燃器工作温度冷却至窑炉工作温度。在各种实例中,中间温度约为窑炉工作温度。通过热交换器526从回流气体去除的一些热量可以可选地再循环回后燃器106,作为用于后燃器106内的氧气控制的预热空气501,和/或作为用于后燃器106的燃烧器点火的燃烧用空气。然后将冷却的回流气体从热交换器526引导至窑炉102。
[0045] 任选地,离开后燃器106的一些回流气体也可以作为再循环气体505选择性地再循环回到旋风分离器104,以控制旋风分离器104的温度。离开后燃器106的气体不是被转移到热交换器526的回流气体,也不是再循环到旋风分离器104的再循环气体,其作为排气被引导到蒸汽发生器528。在蒸汽发生器528内,通过加热冷却剂或将冷却剂转化为蒸汽529,离开后燃器106的排气的温度从后燃器工作温度降低到大约100℃至大约800℃的冷却温度,例如大约200℃至大约750℃。在各种实例中,从诸如各种存储设施、供应商、公用事业提供商等的冷却剂源供应冷却剂。如果产生蒸汽,则由蒸汽发生器528产生的蒸汽可被排放到大气中或可用于其他过程中而不是作为废料被丢失。例如,可以将蒸汽出售给可以将蒸汽用作燃料源的第三方。如果产生热的冷却剂,则可以将其引导以用于其他过程或用于产生热量。
[0046] 排气从蒸汽发生器528被引导至排气系统110以进一步处理。如图5所示,来自蒸汽发生器528的一些冷却的排气可以被选择性地再循环以与离开热交换器526的冷却的回流气体混合以进一步控制回流气体在进入窑炉102之前的温度。例如,在某些情况下,来自热交换器526的冷却的回流气体的温度可以大于窑炉工作温度。在这种情况下,冷却风扇503将来自蒸汽发生器524的一些冷却的排气转移以与离开热交换器526的冷却的回流气体混合,以进一步降低回流气体在进入窑炉102之前的气体温度。
[0047] 图6示出了根据本公开的方面的去涂层系统600。类似于去涂层系统100,去涂层系统600包括冷却系统116,尽管在某些情况下不使用冷却系统116。如图6所示,去涂层系统600中的冷却系统116包括后燃器喷雾器118和回流喷雾器120,但是可以使用更少或更多的喷雾器。
[0048] 除冷却系统116外,去涂层系统600还包括热交换系统624。类似于热交换系统524,热交换系统包括热交换器626,该热交换器可以是空气-空气热交换器或其他合适的热交换器。冷却风扇632引导冷却空气通过热交换器626,以从离开后燃器106的回流气体中除去热量。如图6所示,至少一些冷却空气离开热交换器626,作为预热空气501用于控制后燃器106内的氧气和/或作为后燃器106的燃烧器的燃烧用空气。
[0049] 去涂层系统600还包括旋风分离器控制系统630。旋风分离器控制系统630包括风扇634,其选择性地转移来自后燃器106的至少一些排气作为提供给旋风分离器104的再循环气体505。可以提供或其他计量装置(未示出)以使或限制风扇634使再循环气体505再循环。旋风分离器控制系统630被配置为控制旋风分离器的温度(旋风分离器温度)和/或控制由旋风分离器104内的气体产生的气氛。
[0050] 因为再循环气体505的温度通常大于离开窑炉102的气体的温度,所以旋风分离器控制系统630可以选择性地将再循环气体505与离开窑炉102的气体混合以控制旋风分离器温度。在一些实例中,旋风分离器控制系统630被配置为控制旋风器温度,使得旋风器温度等于或高于阈值旋风分离器温度。
[0051] 图7示出了用于控制进入窑炉102的回流气体的温度(以及因此窑炉温度)的方法700的另一实例。在方框702中,控制器确定去涂层系统100是否在操作中。除非去涂层系统
100正在运行,否则该过程结束。在方框704中,通过温度传感器感测窑炉102内的温度。在方框706中,控制器确定在方框704中检测到的窑炉温度是否高于窑炉工作温度。在各种实例中,窑炉工作温度为约200℃至约600℃。在方框708中,如果控制器在方框706中确定窑炉温度不高于窑炉工作温度,则控制器关闭喷雾器120和122(如果尚未关闭),关闭分流器112(如果尚未关闭),然后返回到框702。
[0052] 在方框710中,如果控制器在方框706中确定窑温度高于窑工作温度,则控制器确定分流器112是否打开。如果分流器112没有打开,则在框712中,控制器至少部分地打开分流器112,以使至少一些旁路气体从离开窑炉102的主气流中分流,而不是被供给到后燃器106中。在一些实例中,分流器112打开到的位置可以取决于窑炉温度。过程从框712前进到框714,在框714中,它等待预定时间段,然后返回框702。如果在框710中分流器112是打开,则控制器前进到框716,在框716中,其确定回流喷雾器120是否开启。在框718中,如果控制器确定回流喷雾器120未打开,则控制器打开回流喷雾器120并前进至框714。在框720中,如果控制器确定回流喷雾器120未打开,则控制器打开窑炉喷雾器122,然后进行到框714。
[0053] 图8示出了用于控制进入窑炉102的回流气体的温度(以及因此窑炉温度)的方法800的另一实例。在方框802中,控制器确定去涂层系统100是否在操作中。除非去涂层系统
100正在运行,否则该过程结束。在方框804中,用温度传感器感测回流气体的温度。在方框
806中,控制器确定在方框804中检测到的回流气体温度是否高于窑炉工作温度。
[0054] 在方框808中,如果控制器在方框806中确定回流气体温度高于窑炉工作温度,则控制器确定分流器112是否处于最大分流位置。在最大分流位置,最大量的气体被转移为旁路气体,而不是移动到后燃器106。在方框810中,如果分流器112不在最大分流位置,则分流器朝着最大分流位置递增地打开。分流器112的递增打开的量可以是预定的,尽管在其他实例中不一定如此。递增打开的量可以进一步为固定增量或可变增量。在框812中,该过程等待预定时间段,然后返回框802。
[0055] 在框814中,如果控制器在框808中确定分流器处于最大分流位置,则控制器确定回流喷雾器120是否处于最大流量(即,排出最大量的冷却剂)。在框816中,如果控制器在框814中确定回流喷雾器120未处于最大流量,则回流喷雾器120的流量递增增加。递增流量的量可以是预定的,尽管在其他实例中不一定如此。递增流量的量可以进一步为固定增量或可变增量。过程从框816前进到框812。在方框818中,如果在方框814中控制器确定回流喷雾器120处于最大流量,则减少输入到窑炉102中的废料的速率,然后该过程进行到方框812。
[0056] 在方框820中,如果在方框806中控制器确定回流气体温度不高于窑炉工作温度,则控制器确定回流喷雾器120是否正在流动。如果在框820中回流喷雾器120正在流动,则在框822中,回流喷雾器120的流量逐渐减小和/或关闭,并且过程进行到框812。如果在框820中回流喷雾器120没有流动,则在框824中,控制器确定分流器112是否处于关闭位置。如果分流器112处于关闭位置,则在框826中,控制器保持分流器112的位置并前进至框812。如果控制器在框824中确定分流器不在关闭位置,则在框828中,将分流器逐渐移向关闭位置,以使更多离开旋风分离器104的气体被引向后燃器118。
[0057] 下面提供了示例性实例的集合,其包括至少一些明确列举为“EC”(实例组合),提供了根据本文所述概念的各种实例类型的附加描述。这些实例并不意味着相互排斥、穷举或限制;并且本发明不限于这些示例性实例,而是包括在授权的权利要求及其等同物的范围内的所有可能的修改和变化。
[0058] EC 1. 一种去涂层系统,其包括:后燃器;窑炉;和冷却系统,所述冷却系统包括回流喷雾器,所述回流喷雾器配置成用冷却剂选择性地冷却从所述后燃器流到所述窑炉的回流气体。
[0059] EC 2. 根据前面或后面实例组合中任一项所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括窑炉喷雾器,所述窑炉喷雾器配置成将冷却剂注入到所述窑炉中以控制所述窑炉内的气体温度。
[0060] EC 3. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括后燃器喷雾器,所述后燃器喷雾器配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
[0061] EC 4. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述冷却剂是水,并且其中所述冷却系统被配置成将所述回流气体从后燃器工作温度冷却至窑炉工作温度。
[0062] EC 5. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括分流器,其中所述分流器被配置为选择性地转移离开所述窑炉的旁路气体,以与从所述后燃器流向所述窑炉的所述回流气体混合。
[0063] EC 6. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括热交换系统,其中所述热交换系统包括热交换器和蒸汽发生器或热交换器。
[0064] EC 7. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热交换器被配置为将从所述后燃器流到所述窑炉的所述回流气体从后燃器工作温度冷却到中间温度。
[0065] EC 8. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述蒸汽发生器或高温热交换器被配置为将从所述后燃器排出的排气从所述后燃器工作温度冷却至冷却温度,并且其中所述热交换系统被配置为选择性地将处于所述冷却温度的来自所述蒸汽发生器的一些所述排气与处于所述中间温度的来自所述热交换器的所述回流气体混合,以将来自所述热交换器的所述回流气体从所述中间温度降低到窑炉工作温度。
[0066] EC 9. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热交换器配置为在将所述回流气体冷却至所述中间温度时将空气加热,并且其中所述热交换系统进一步配置为将该热空气从所述热交换器引导至所述后燃器。
[0067] EC 10. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述后燃器中的氧气水平使用所述热空气控制。
[0068] EC 11. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热空气是用于所述后燃器的燃烧器点火的燃烧用空气。
[0069] EC 12. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述窑炉是逆流窑炉。
[0070] EC 13. 一种去涂层系统,其包括:窑炉;和冷却系统,所述冷却系统包括配置成将冷却剂选择性地注入到所述窑炉中以控制所述窑炉中的气体温度的窑炉喷雾器。
[0071] EC 14. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括后燃器,其中所述气体从所述后燃器流向所述窑炉,并且其中所述冷却系统还包括旁路喷雾器,所述旁路喷雾器配置成将所述气体从后燃器工作温度冷却至窑炉工作温度。
[0072] EC 15. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括后燃器喷雾器,所述后燃器喷雾器配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
[0073] EC 16. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括:后燃器,其中所述气体从所述后燃器流向所述窑炉;以及热交换系统,其包括热交换器和蒸汽发生器。
[0074] EC 17. 根据根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中:所述热交换器被配置为将从所述后燃器到所述窑炉的气体从后燃器工作温度冷却到中间温度;并且所述蒸汽发生器被配置成将从所述后燃器排出的未分流气体从所述后燃器工作温度冷却到冷却温度;以及所述热交换系统被配置为选择性地将处于所述冷却温度的来自所述蒸汽发生器的一些所述未分流气体与处于所述中间温度的来自所述热交换器的气体混合,以将来自所述热交换器的气体从所述中间温度降低至窑炉工作温度。
[0075] EC 18. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括分流器,其中所述分流器被配置为选择性地转移离开所述窑炉的旁路气体,以与从所述后燃器流向所述窑炉的气体混合。
[0076] EC 19. 一种控制去涂层系统中温度的方法,包括:测量从所述去涂层系统的后燃器流向所述去涂层系统的窑的回流气体的回流气体温度;将所述回流气体温度与所述窑炉的窑炉工作温度进行比较;以及如果所述回流气体温度高于所述窑炉工作温度,则启动冷却系统的回流喷雾器并将冷却剂注入所述回流气体以冷却所述回流气体。
[0077] EC 20. 根据前面或后面实例组合所述的方法,还包括在测量之后和比较之前:将所述回流气体温度与测量所述回流气体温度之后的所述窑炉的所述窑炉工作温度进行比较;和启动所述冷却系统的后燃器喷雾器,并将冷却剂注入所述后燃器。
[0078] EC 21. 根据前面或后面实例组合所述的方法,还包括:确定分流器的位置;如果所述分流器处于关闭位置,则将所述分流器打开到打开位置,并引导所述离开窑炉的旁路气体与从所述后燃器流向所述窑炉的所述回流气体混合;以及如果所述分流器处于打开位置,则启动所述冷却系统的窑炉喷雾器,并将冷却剂注入所述窑炉中。
[0079] EC 22. 根据前面或后面实例组合所述的方法,还包括:引导从所述后燃器流至所述窑炉的所述回流气体流经热交换系统的热交换器,并将温度从后燃器工作温度降低至中间温度。
[0080] EC 23. 根据前面或后面实例组合所述的方法,还包括:引导通过蒸汽发生器离开所述后燃器的排气,并将所述排气的温度从所述后燃器工作温度降低到冷却温度;和将处于所述冷却温度的来自所述蒸汽发生器的至少一些所述排气与处于所述中间温度的来自所述热交换器的所述回流气体混合。
[0081] EC 24. 一种去涂层系统,其包括:配置成排出窑炉气体的窑炉;旋风分离器,其配置成接收所述窑炉气体,从所述窑炉气体中过滤有机颗粒物,并排出过滤后的窑炉气体;后燃器,其被配置为加热所述过滤后的窑炉气体并排放排气,其中至少一些所述排气被分流作为从所述后燃器流向所述窑炉的回流气体;热交换系统,其包括配置成冷却所述回流气体的热交换器;和旋风分离器控制系统,其被配置为控制所述旋风分离器的旋风分离器温度。
[0082] EC 25. 根据前面或后面实例组合所述的去涂层系统,其中所述旋风分离器控制系统通过选择性地转移至少一些所述排气作为再循环气体并将所述再循环气体与所述窑炉气体混合来控制所述旋风分离器温度。
[0083] EC 26. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括冷却系统,所述冷却系统包括回流喷雾器,所述回流喷雾器配置成用冷却剂选择性地冷却从所述后燃器流到所述窑炉的所述回流气体。
[0084] EC 27. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述冷却系统还包括后燃器喷雾器,所述后燃器喷雾器配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
[0085] EC 28. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热交换器配置为在将所述回流气体冷却时将空气加热,并且其中所述热交换系统进一步配置为将该热空气从所述热交换器引导至所述后燃器。
[0086] EC 29. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述后燃器中的氧气水平使用所述热空气控制。
[0087] EC 30. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热空气是用于所述后燃器的燃烧器点火的燃烧用空气。
[0088] EC 31.根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述旋风分离器控制系统包括风扇。
[0089] EC 32.一种去涂层系统,其包括:窑炉;配置为排放排气的后燃器;以及包括蒸汽发生器和热交换器的热交换系统,其中至少一些所述排气作为回流气体从所述后燃器被引导至所述窑炉,其中所述热交换器被配置为冷却所述回流气体,并且其中所述蒸汽发电机被配置为冷却未被所述热交换器冷却的排气。
[0090] EC 33. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热交换器被配置为将所述回流气体从后燃器工作温度冷却到中间温度。
[0091] EC 34. 根据前面或后面实例组合所述的去涂层系统,其中所述后燃器工作温度为约700℃至约1000℃,并且其中所述中间温度为约400℃至约750℃。
[0092] EC 35. 根据前面或后面实例组合所述的去涂层系统,其中所述中间温度大于窑炉工作温度。
[0093] EC 36. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述窑炉工作温度为约200℃至约600℃。
[0094] EC 37. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述中间温度是窑炉工作温度。
[0095] EC 38. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述蒸汽发生器配置成将所述排气从后燃器工作温度冷却至冷却排气温度。
[0096] EC 39. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述冷却排气温度为约100℃至约700℃。
[0097] EC 40. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,其中所述热交换系统还包括冷却风扇,所述冷却风扇配置成引导所述冷却排气温度下的来自所述蒸汽发生器的至少一些所述排气以与来自所述热交换器的冷却回流气体混合。
[0098] EC 41. 根据前面或后面实例组合中所述的去涂层系统,还包括冷却系统,其中所述冷却系统包括:回流喷雾器,其配置成选择性地冷却所述回流气体;以及窑炉喷雾器,其配置成将冷却剂注入到所述窑炉中以控制所述窑炉内的气体温度;和后燃器喷雾器,其配置成将冷却剂注入到所述后燃器中以控制所述后燃器内的气体温度。
[0099] 上文所描述的方面仅仅是实施方案的可能实例,仅被阐明用于清楚地理解本公开的原理。在不实质偏离本公开精神和原理的情况下可以对(多个)上述实例做出多种变化和修改。所有这种修改和变化包含在本公开的范围内,并且对于各个方面或元件或步骤的组合的所有可能的权利要求旨在由本公开支持。此外,尽管本文以及随后的权利要求中采用了特定术语,但所述特定术语仅在一般性和描述性意义上使用,而不是用于限制所描述的发明的目的,也不用于限制随后的权利要求。
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