用于烘干和加热的方法和设备技术

一种用于烘干物料和提供加工热量的脉动设备，此设备包括： 一用于燃烧燃料以产生燃烧产物脉动流和声压波的脉动燃烧装置，所述脉动燃烧装置包括一燃烧室和至少一个谐振管，所述至少一个谐振管有一与所述脉动燃烧室连通的进口和一出口；以及 一谐振室，包围至少所述至少一个谐振管的一部分，而且以这样一种方式与之联接使得在所述谐振室中产生一驻波，所述谐振室有第一封闭端和一第二敞开端，所述谐振室包括至少一个确定所述第二敞开端的喷嘴，所述喷嘴与所述谐振管的所述出口流体连通并于下游处与之间隔开，所述喷嘴用于加速流经它的所述脉动燃烧产物以产生适用于加热和烘干物料的脉动速度流场。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到一种用于烘干和加热各种物料的设备和方法。特别是，本专利技术涉及到一种用于烘干泥浆的脉动燃烧装置及方法和一种用于提供热量给过程加热器的脉动燃烧装置及方法。脉动燃烧器在各种各样的应用中是有效的，脉动燃烧器是一种通常具有适于接受燃料和空气的燃烧室的装置，燃料和空气在燃烧室中混合并周期性地自然而产生燃烧产物的高能脉动流和声压波。一般，脉动燃烧器还包括一个或多个与燃烧室联结、用于使热气周期性地从燃烧室中释放出来的细长谐振管，所产生的燃烧产物脉动流可用于各种用途。例如，本专利技术受让人已改进了包括脉动燃烧器的各种系统和方法，这些方法和系统的一些在题目为“间接加热式热化学反应装置和方法”的美国专利第5,059,404号、题目为“使用脉动加热器加热流体的方法和设备”美国专利第5,211,704号、题目为“脉动式常压流化床燃烧装置”的美国专利第5,255,634号，和题目为“脉动燃烧式声聚装置和方法”的美国专利第5,353,721号中有所披露，所有这些全部在此具体引用作为参考。本专利技术的基本目的在于一种包括可用做烘干系统部件或加热系统部件的脉动燃烧装置的设备，在烘干设备中，物料流直接与从脉动燃烧器排出的燃烧产物流接触。燃烧产物使水份和任何其他挥发性液体蒸发而回收物料流中所含的固体物，另一方面，当用做加热系统时，从脉动燃烧器中产生的燃烧产物被供给热交换器，它那里发生热交换。过去，其他人曾试图使用脉动燃烧器来烘干各种进料流。例如，属于Ozer等人的美国专利第5,252,061号揭示了一种脉动燃烧烘干系统，此系统包括一脉动燃烧器和一连带的燃烧室，由此生成炽热气体的脉动流，一尾管与燃烧室出口连接，一物料输入室连接在尾管的出口处，而烘干室连接在物料输入室的出口处。此系统还包括用于控制从尾管出口喷出的炽热气体温度的冷却装置。在属于Kubotani的美国专利第5,092,766号中，揭示了一种脉动燃烧方法和脉动燃烧器，此脉动燃烧器包括燃烧室，一端敞开的进气管，排气管，燃料入口和点火装置。此脉动燃烧器还包括一压缩气体供给装置，设置在进气管开口端对面的位置，以致从压缩气体供给装置喷出的压缩气流经由进气管开口端吹入燃烧室。一隔热盖将脉动燃烧器封围以便在它们之间形成一环形空间，在其中接收一部分从压缩气体供给装置喷出的压缩气体。在属于Lockwood，Jr.的美国专利第4,992,043号中揭示了一种脉动燃烧能量系统。此系统的作用是回收悬浮或溶解在液体中的固态物质。在一实施例中，脉动燃烧器与处理管相连，而此处理管又与一对旋风集尘器相连，需处理的物质送到工业过程管的入口端，所得到的经过处理的物质通过旋风集尘器从燃烧物流中取出。有关采用脉动燃烧器的烘干系统的其它先前技术参考文献包括kubotani的美国专利第5,136,793号、Gray等人的美国专利第4,701,126号、Gray的美国专利第4,695,248号和Gray等人的美国专利第4,637,794号。尽管先前技术揭示了装有脉动燃烧器的各种系统和方法，但仍就不具有本专利技术的各种特性和方面。特别是，本专利技术在脉动燃烧加热和烘干系统中做了进一步的提高和改进。本专利技术认识到并指出先前技术中结构和方法的局限性。因此，本专利技术的目的是提供装有脉动燃烧装置的烘干系统和加热系统。本专利技术的另一目的是提供一种脉动燃烧装置，用于烘干浆液中所含的固体物质。本专利技术的另一目的是提供一种利用燃烧产物的脉动流烘干液流中所含的固体物质的方法。本专利技术的另一目的是提供一脉动燃烧装置为热交换器供热。本专利技术的另一目的是提供一种为采用脉动燃烧器的过程加热器供热的方法。本专利技术的这些及另外一些目的通过提供一用于烘干物料和供给过程热量的脉动设备来实现。此设备包括一脉动燃烧装置，用于燃烧燃料以产生一燃烧产物的脉动流和一声压波。此脉动燃烧装置包括一燃烧室和至少一个谐振管。此谐振管有一与脉动燃烧室连通的入口。谐振室至少包围了此谐振管的一部分，并以在此谐振室中产生驻波的方式与之相耦联，此谐振室有一第一封闭端和布置了至少一个喷嘴的一第二开口端，此喷嘴与谐振管的出口流体连通并在下游与之隔开，此喷嘴使流经此处的脉动燃烧产物加速并形成适用于加热和烘干物料的脉动速度流场。当烘干物料时，此设备可包括一与喷嘴连通的烘干室，此烘干室包括一靠近喷嘴的用于引导物流进入烘干室的物料引入口。引入口如此设置以便于物流接触从喷嘴排出的燃烧产物脉动流并与燃烧产物混合以便在其间进行热交换。在一实施例中，烘干室的形状可加工成与由喷嘴喷出的燃烧产物的射流外廓相一致。此设备还可包括一颗粒分离装置，如集料室，用于从最终气流中清除和回收烘干的产物。在此设备中采用的脉动燃烧装置能产生声压级在大约161dB到大约194dB范围内和频率在大约50Hz到大约500Hz范围内的声压波。喷嘴可与脉动燃烧装置构造成以至少大约每秒100英尺的最小速度排出燃烧产物脉动流。当此脉动设备用于加热时，此设备可包括一具有第一和第二端部的再循环管道，此管道的第一端部可适于与热交换装置的出口流体连通。可配备一排放装置，它具有一与喷嘴和再循环管道第二端部连通的入口。排放装置将从脉动燃烧装置排出的燃烧产物脉动流与从热交换装置排出的燃烧产物再循环流混合起来。最终得到的混合物或流出物可引入热交换装置而为之提供热量。在一实施例中，此排放装置是一缩喉管，再循环管道可包括一与谐振室同轴线的再循环室。限定在谐振室和再循环室之间的通道可接收从热交换装置排出的燃烧产物再循环流，以便进入排放装置。当用作加热器时，燃烧产物脉动流的温度在排出谐振室时可从大约1000°F到大约3000°F。脉动燃烧装置可产生声压级在大约161dB到大约190dB范围内和频率在大约50Hz到大约500Hz范围内的声压波。本专利技术的目的还在于一种烘干含有固体频粒的物流的方法，此方法包括产生燃烧产物脉动流和声压波的步骤。此燃烧产物脉动流被加速以形成一高速脉动流场，此高速流场与含固体颗粒的液体接触，使液体雾化并与燃烧产物混合。因此燃烧产物将热量转移给雾化的液体，用于烘干其中所含的固体颗粒。在接触此液体之前，燃烧产物的温度可在大约800°F到大约2200°F范围内。当被加速时，燃烧产物可具有大约每秒200到300英尺的平均速度，至少大约每秒100英尺到大约每秒150英尺的最低速度。所产生的声压波具有从大约161dB到大约194dB范围内的声压级和从大约50Hz到大约500Hz范围内的频率。本专利技术的目的还在于一种提供热量给热交换装置的方法。此方法包括产生燃烧产物脉动流和声压波的步骤，此燃烧产物脉动波被加速形成一脉动速度流场，此加速的燃烧产物流被提供给热交换装置以向其传输热量。至少一部分从热交换装置排出的燃烧产物被再循环以产生一再循环流。此再循环流与燃烧产物脉动流混合以形成一送到热交换装置的气流。在混合之前一压力差可保持在燃烧产物脉动流和再循环流之间，此压力差产生吸力以自动虹吸从热交换装置排出的再循环流而与燃烧产物脉动流接触。与再循环流混合前燃烧产物的温度可在大约1000°F和大约3000°F之间。声压波可在声压级大约161dB到大约194dB范围内和在频率大约50Hz到大约500Hz范围内。本专利技术的其他目的、特性和型式在下面更详细地予以论述。针对在本技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫姆塔兹·N·曼索，拉维·钱德兰，
申请(专利权)人：制造及技术转化国际公司，
类型：发明
国别省市：