本发明专利技术涉及通过在无机颗粒材料存在下燃烧可燃材料由此形成熔体来生产矿物熔体的设备和方法，所述设备包括：循环燃烧室（1），具有适于接收燃料（2）、预热矿物材料（3）和燃烧气体（4）的供给的至少两个入口，用于预热矿物材料的热交换系统，包括第一预热器旋风器（12），从循环燃烧室（1）到第一预热器旋风器（12）的用于传送排出气体的导管（11），用于将矿物材料注入到导管（11）中的入口，以及与循环燃烧室中的入口流动连通以向所述燃烧室供给预热矿物材料的底部旋风器出口，用于收集矿物熔体（9）的机构，其中所述第一预热器旋风器（12）的出口设有用于将矿物材料流稳定化并分开成两个材料流以供给至少两个燃烧室入口的机构（40）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及通过在无机颗粒材料存在下燃烧可燃材料由此形成熔体来生产矿物熔体的设备和方法。该熔体随后可以被纤维化以形成矿物纤维或用于其他工业工艺。
技术介绍
典型地，生产用于矿渣、石或岩纤维的普通方式是采用竖式熔炉，其中在熔炉中通过燃烧可燃材料来加热自支撑的无机颗粒材料堆。该堆逐渐熔化并且从顶部补充，熔体从堆上排下并且从熔炉底部 排出。用于这一目的的普通的熔炉是冲天炉(cupola)。所述堆需要是自支撑的并且可渗入燃烧气体，燃烧气体通常是由堆中的碳材料燃烧所产生的。因此需要堆中的任何物质都是相对粗的(以便堆是可渗入的)并且具有高的物理强度而在燃烧或熔化充分进行前不坍塌。实践中，这意味着碳材料是焦炭并且颗粒材料是粗的碎岩、石或矿渣。如果使用矿物材料颗粒，如废矿物纤维，需要产生将其形成型煤的费用并且很不方便。型煤通常使用含硫材料作为粘结剂，例如带石膏的Portland水泥，并且这意味着流出物易于具有高的硫含量，而必须要处理它。冲天炉或其他塔式熔炉(stack furnace)系统也存在熔炉内部的条件总是倾向于足够还原性使得一些铁被还原成金属铁的缺点。这就需要将金属铁从熔体中分离，降低了纤维产生，造成铁废物的供给并且也倾向于造成含铁和矿渣的炉段腐蚀的风险。另外的缺点在于工艺不具有高的热效率。尽管有这些缺点，但是使用冲天炉或其他塔式熔炉的工艺被整个世界广泛采用来制造岩、石或矿渣纤维。在申请人早期公开的W003/002469中披露了避免或者减少冲天炉系统的缺点而用于生产矿物熔体的替代的且完全不同的系统。这一系统包括在循环燃烧室(即燃烧室)中，在预热的燃烧空气中悬浮粉煤或其他燃料并且在悬浮颗粒矿物材料存在下燃烧该悬浮燃料，在循环燃烧室中，悬浮颗粒材料和空气在作为旋风器循环系统的系统中或者接近该旋风器循环系统的系统中循环。这通常被称作旋风炉。在预热空气中的悬浮煤，以及颗粒矿物材料通过燃烧室的顶部或者接近燃烧室的顶部被引入。在燃烧室内，发生颗粒煤的燃烧并且颗粒材料转化成熔体。熔体和尚未熔化的颗粒材料被循环气体抛到室壁上并且将沿燃烧室流下。在燃烧室底部处的沉降池中收集熔体。在W003/002469中，为了增加旋风炉的能量效率，使用在1400-1700°C的温度范围下离开循环室的排出气体来预热颗粒材料。W003/002469教导了排出气体被淬灭至1000-1500°C然后与矿物材料混合以将其预热至700-1050°C的温度。W02009/118180、W02008/0 19780、W02008/086990、W02009/090040 和W02008/086991也公开了用于制造矿物熔体的旋风器系统。旋风炉相比于冲天炉或其他塔式熔炉具有显著的优势。关于燃料，旋风炉避免使用型煤细颗粒而且可以使用广泛的燃料，包括例如塑料。使用熔化旋风炉消除了使矿石还原成铁的风险，并且释放环境可接受的排出气体。熔化能力的灵活性比冲天炉要好，这意味着可以容易且快速地将生产，从例如总能力的40%切换到100%，因此极大地降低了响应于指令改变而花费的时间。此外，在旋风炉中熔化比在冲天炉中熔化的情况要快，在旋风炉中熔化是几分钟而不是几小时。 因此，从经济及环保角度讲，使用熔化旋风炉系统是理想的并且在上述文献中公开的系统工作良好。然而，在工艺上存在着改进空间。 如在上述文献的至少一些中所公开，熔体旋风炉设有进入旋风器的切向入口。认识到如果发生通过多个入口的矿物材料供给不均匀或者起伏，由于这对于燃烧室中的旋流存在负面影响，因此在循环燃烧室中的燃烧效率降低。基于此背景，本专利技术的目的是提供一种确保向循环燃烧室入口的矿物材料供给的预定且稳定分布的方法。专利技术概述根据第一方面，本专利技术提供一种在无机颗粒材料存在下，通过燃烧可燃材料由此形成熔体来生产矿物熔体的设备，所述设备包括:循环燃烧室，所述循环燃烧室具有适于接收燃料、预热矿物材料和燃烧气体的供给的至少两个入口 ；用于预热矿物材料的热交换系统，包括第一预热器旋风器，从循环燃烧室到第一预热器旋风器的用于传送排出气体的导管，用于将矿物材料注入到导管中的入口，以及与循环燃烧室中的入口流动连通以向所述燃烧室供给预热矿物材料的底部旋风器出口 ；用于收集矿物熔体的机构，其中所述第一预热器旋风器的出口设有用于将矿物材料流稳定化并分开成两个材料流以供给至少两个燃烧室入口的机构，其中用于稳定矿物材料流的机构包括:向下倾斜的导板，在第一端接收来自旋风器出口的材料，以及引导所述材料超出所述导板的第二端，和在导板下游的向下倾斜的挡板，用于接收来 自导板的材料流。根据第二方面，本专利技术提供一种适于被本专利技术第一方面的设备所执行的方法，所述方法包括步骤:提供循环燃烧室；在包括第一预加热器旋风器的热交换系统中预热矿物材料；将燃料、预热矿物材料和燃烧气体通过至少两个入口注入到循环燃烧室中；燃烧在循环燃烧室中的燃料，由此熔化矿物材料以形成矿物熔体并产生排出气体；将排出气体与矿物熔体分离，收集矿物熔体并使排出气体通过热交换系统；其中预热矿物材料流在离开第一预加热器旋风器时被稳定化并且以预定方式被分成两个材料流用于供料给至少两个燃烧室入口，和其中来自第一预加热器旋风器的出口的材料流是这样被稳定化的:通过将材料流从旋风器出口递送到向下倾斜的导板的第一端上并且引导该材料超出所述导板的第二端，然后撞击在导板下游的向下倾斜的挡板，使得沿着导板引导的并且越过导板第二端的材料是以使材料在一抛物线形的撞击区中扩散并由此在离开挡板的最底端时产生向下流动的材料的帘的方式撞击挡板。通过本专利技术，解决了上述与向熔化旋风器供给材料相关的问题。根据本专利技术，颗粒形式的预热矿物材料流被稳定化并且分成两个子流，这两个子流随后指向循环燃烧室的入口。来自旋风器的材料的排放流动由于旋风器而具有旋转运动。然而，由于导板的倾斜以及导通作用，这一气旋式运动被消除并且实现了稳定且相对均匀的材料流。这一流进一步被导板下游的挡板操作成规则形状。有益地，导板是V型以形成向上开口的通道。然而，意识到可提供其他适合的形状。挡板可优选是平面，但是如果需要，也可以具有其他形状。在优选的实施方式中，导板以相对于水平成45°和75°之间的角度倾斜，优选50°和60°之间。同样，挡板以相对于水平成45°和75°之间的角度倾斜，优选60°和70°之间。可根据情况来选择导板和挡板的角度。但是发现有益的是确保挡板相对于导板倾斜使得沿着导板被引导并且超出导板的第二端的材料撞击挡板，所述撞击的方式是该材料在一抛物线撞击区中扩散并且当离开挡板的最底端时产生向下流动的颗粒材料的帘。这确保了基本上均匀以及基本上相等分布的预热颗粒材料流，该预热颗粒材料可随后通过用于分开矿物材料流的适合的机构被分布到向下指向的流动通道中的两个材料流，所述机构包括用于提供排出材料流的预定分布的控制机构。此种控制机构可以是在挡板下方的竖直分割器，例如，竖直分割器相对于材料流帘基本上垂直取向。根据本专利技术的优选实施方式，热交换系统另外包括第二预加热器旋风器，从第一预加热器旋风器到第二预加热器旋风器的用于传送排出气体的导管，以及用于向第二导管中注入矿物材料的矿物材料入口，其中矿物材料导管将第二预加热器旋风器引导到第一导管。在第二预加热器旋风器中的矿物材料的本文档来自技高网...
【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：拉尔斯·埃尔梅基尔德·汉森，拉尔斯·伯伦德，
申请(专利权)人：罗克伍尔国际公司，
类型：
国别省市：
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