CN102889761A - 用于干燥原始惰性物和回收物料的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备（10），该设备包括：筒（11），该筒能够与适于使所述筒围绕其自身的纵向轴线（A）转动的电机装置（14）相联，并且所述筒设有两个相对的头部（16，17）；待干燥的原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物的进料口（18），该进料口被限定在所述两个头部中的一个头部（16）处；已干燥的混合物的出料口（19），该出料口被限定在所述两个头部中的另一个头部（17）处；用于产生干燥所述混合物的热的至少一个燃烧器（20），所述至少一个燃烧器与限定了所述出料口（19）的所述头部（17）相联；和用于在所述筒（11）的内部产生的燃烧烟雾和干燥烟雾的烟雾出口（21），该出口（21）被限定在限定了所述进料口（18）的所述头部（16）处；其特征在于，所述干燥设备包括与所述烟雾出口（21）相联的至少一个折流板（38）。

Description

用于干燥原始惰性物和回收物料的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备

技术领域

本发明涉及用于干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备。 

背景技术

众所周知地，由例如卵砾石、沙子和碎石组成的原始惰性物和特别是由粉碎旧沥青集块地面层得到的物料（其通常称为RAP——再生沥青路面）组成的回收物料的混合物已经长期用来制成沥青集块。 

在将这些混合物与沥青粘合剂混合之前，需要通过干燥处理消除其中存在的湿气。

为此，普遍使用了总体上为转筒类型的干燥设备。 

这种干燥设备例如在同一申请人的专利申请No.MI2008A02312（EP2202473）中得以描述，其包括轴线相对于水平线倾斜的筒，由电机装置使放置的筒围绕其自身的轴线转动，筒在其两个相对的头部中的一个头部处设有用于已相互混合的、待干燥的原始物料和回收物料的入料口，而在相对的头部处设置有已干燥物料的出料口。 

干燥所需的热由燃烧器产生，该燃烧器放置在限定了已干燥物料出料口的那个头部处，与所述筒共轴。 

另一方面，燃烧烟雾和干燥烟雾通过在限定了待干燥物料进料口的那个头部处的开口排放，该开口通入一腔室中，该腔室与抽吸组件相联，其间设置有总体上为口袋类型的过滤器组件。 

由于筒的倾斜和筒内部合适移动装置的存在，被引入筒中的物料与燃烧烟雾和干燥烟雾反向地从一个头部前进到另一个头部，经受干燥和加热。 

在筒的内部，固定有在相对的端部敞开的管状体。管状体的两个敞开的端部中的一个端部面对燃烧器，并离开燃烧器一定距离放置以将火焰和燃烧烟雾导入管状体中，而管状体的相对的敞开端部面对筒的内部。 

燃烧器和管状体组件限定出干燥烟雾和燃烧器的燃烧烟雾经其穿过的燃烧室或者二次燃烧室（post-combustor），干燥烟雾在动力效应（dynamic effect）下被吸入到燃烧室或者二次燃烧室中。具体而言，干燥烟雾来自对含有老化沥青（RAP）的回收物料的干燥处理，回收物料连同原始物料一起朝着被限定在筒和管状体之间的空间的底部前进。 

实际上，管状体形成热燃烧室和/或二次燃烧室的腔室。 

这种已知类型的干燥设备已被证明是非常有利的，其特别允许对含有重量百分比达40%的回收物料（RAP）的混合物进行干燥和混合。 

然而，这种已知类型的干燥设备仍具有缺点，使得其能够得以进一步改进。 

抽吸单元从筒内部抽吸形成在筒内部的燃烧烟雾和干燥烟雾，迫使其穿过过滤器组件，再将它们输送到烟囱，抽吸单元能够将整个筒、过滤器和连接管道置于真空下。 

由于被抽吸的烟雾具有大约20000立方米/时至30000立方米/时的高体积流率，并且由于使用的吸入功率高，大量的已处理物料的细粉末经常随烟雾一起被抽吸。 

过滤器组件总体上由袋式过滤器组成，到达该袋式过滤器的细粉末被保留在其中。过滤器袋的提早堵塞使其过滤能力显著降低，导致在被释放到大气的烟雾中的细粉末浓度增大，并且需要对同一个过滤器的袋的昂贵的维修和更换工作。 

如果干燥设备中处理的混合物有回收物料（RAP）的话，那么上述现象尤其是个问题。 

实际上，在满操作（full operation）时达到大约130℃至140℃温度的同一过滤器的不断加热作用下，被保留在过滤器袋中的这种物料 （RAP）的细粉末趋向于随时间释放其含有的湿气。 

这些湿气凝结成露水，一方面使细粉末在过滤器袋中结块，另一方面导致同一过滤器的温度降低，从而大大降低了其过滤能力并促成进一步凝结。 

发明内容

本发明的目的在于消除已知干燥设备的缺陷，特别在于提出一种转筒干燥设备，其用来干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块，所述转筒干燥设备允许减少已处理物料的细粉末（特别是回收物料（RAP）的细粉末）所导致的过滤器组件堵塞，并由此允许限制对过滤器组件的袋的维修和更换工作，且允许确保对烟雾在其释放到大气之前的有效过滤。 

根据本发明的目的通过提供根据权利要求1所述的用于干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备来实现。 

其它特征在从属权利要求中提供。 

附图说明

根据本发明的用于干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备的特征和优点将从下文参照附图以非限制性指示性示例的方式给出的说明变得更加显而易见，在附图中： 

图1示出根据本发明的干燥设备的示意性侧面立视图； 

图2示出根据图1的干燥设备的示意性纵向局部剖视图； 

图3示出从筒侧面看到的唯一的烟雾抽吸室的轴测前视图； 

图4示出图3的俯视平面图；以及 

图5示出图3的侧视图。 

具体实施方式

参照附图，附图标记10总体上表示用于干燥原始惰性物和回收物 料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备。 

干燥设备10包括筒11，该筒由支撑件12支撑，能够围绕其纵向轴线A转动，所述支撑件被安装在置于地面上的框架13上。 

框架13上安装有电机装置14，该电机装置通过例如为齿轮类型的驱动装置15驱动筒11围绕其纵向轴线A转动。 

如从图1和图2清楚看到地，筒11的纵向轴线A相对于水平面或者框架13的支撑平面以角度α（大约为几度，典型地为3°）倾斜。 

筒11在其相对的端部由两个头部界定，这两个头部分别是高度较高的第一头部16和高度较低的第二头部17。 

在第一头部16处限定了待干燥的原始惰性物和回收物料（RAP——再生沥青路面）的混合物的进料口18，而在第二头部17处限定了已干燥的混合物的出料口19。 

干燥所需的热通过由至少一个燃烧器20组成的相应组件产生，所述燃烧器与第二头部17相联，并与筒11的纵向轴线A同轴地放置以将火焰导入筒11中。 

另一方面，在第一头部16处限定了干燥设备10的排放烟雾的出口21，出口21与抽吸腔室22连通，该抽吸腔室又能够与用于抽吸干燥设备10的排放烟雾并对其进行处理的单元相联，所述单元因被本领域技术人员已知而未详细地示出。 

在筒11的内侧表面上安装了用于混合已处理的惰性物质和回收物料（RAP）并使其移动的装置，在已处理的惰性物质和回收物料（RAP）从进料口18沿整个筒11向出料口19前进时，所述装置将已处理的惰性物质和回收物料（RAP）混合并伴随它们。 

如从图1和图2中看到地，混合物的进料口18和出料口19形成在筒11的相对的端部（头部）处，并且燃烧器20和排放烟雾的出口21也设置在筒11的相对的端部（头部）处；这允许利用筒11的整个长度进行在由燃烧器20产生的热与已处理的混合物之间的热交换。 

在相对的端部23a和23b处敞开的管状体23被固定在筒11的内部，与筒11的纵向轴线A同轴地放置，管状体的敞开端部中的一 个端部23a面对燃烧器20，并与其相隔一定距离，管状体的相对的敞开端部23b面对第一头部16。 

管状体23的最大直径小于筒11的内径，从而与其形成环形空间，干燥中的混合物朝着底部穿过该环形空间。 

干燥中的混合物朝着被限定在筒11和管状体23之间的空间的底部前进，燃烧器20产生的燃烧烟雾和火焰被轴向地导入管状体23中，并且在该管状体的内部，干燥中的混合物的干燥烟雾也在动力效应下被抽吸，而不会对其产生影响。 

在管状体23相对于燃烧烟雾和干燥烟雾流动方向的下游，与管状体23接续地设置了辅助管状体24，该辅助管状体同样在相对的端部24a和24b处敞开，并且被固定在筒11的内部，与该筒11的纵向轴线A同轴地放置。 

辅助管状体24被布置成使得其两个相对的敞开端部中的一个端部24a面对管状体23的敞开端部23b（其与面对燃烧器20且与其相隔一定距离的开口端部23a相对），而另一个对置的敞开端部24b指向筒11的内部，并面对第一头部16。 

辅助管状体24的最大直径小于筒11的内径，并与筒11限定了让干燥中的混合物穿过的空间。 

从管状体23出来的燃烧烟雾和干燥烟雾被导入管状体24中，在管状体24外面的烟雾也在动力效应下被抽吸到管状体24内。 

管状体23和辅助管状体24各自限定了燃烧烟雾以及干燥烟雾的热燃烧室和/或二次燃烧室，此处干燥烟雾由在干燥中的混合物里的回收物料（RAP）这一部分产生，特别是由其中的老化沥青产生。 

管状体23和辅助管状体24由不同种类的耐热钢制成，第二种耐热钢须经受的温度比第一种耐热钢低。 

在优选的实施例中，管状体23由AISI 310S钢制成，而辅助管状体24由304-306钢制成。 

由燃烧器20、管状体23和辅助管状体24组成的组件形成了燃烧室或者二次燃烧室组件；具体而言，管状体23和辅助管状体24形成 两个热腔室，火焰和燃烧烟雾被导入这两个热腔室中，并且由回收物料（RAP）产生的干燥烟雾或者任何存在筒11的内部的烟雾在动力效应下被抽吸到两个热腔室中，从而允许完成含在其中的有机物质的燃烧（氧化）。 

管状体23与燃烧器20之间的距离，或者更好是管状体23的开口端部23a与燃烧器20之间的距离，以及管状体23与辅助管状体24之间的距离，或者更好是它们相互面对的敞开端部23b和24a之间的距离被确定，从而确保特别是对被吸入其中的干燥烟雾的期望烟雾抽吸效应。 

管状体23和辅助管状体24的组件以及这些管状体的结构是同一申请人的共同待决的申请的目的。 

不同的混合物处理区在筒11的内部沿其纵向进展相继地设置在不同的温度下，该温度随着经进料口18引入的混合物向出料口19前进而逐渐地升高。 

具体而言，从第一头部16（其限定了待干燥的惰性物和回收物料（RAP）的混合物的进料口18）开始，朝第二头部17（其限定了已干燥的混合物的出料口19）相继设置了： 

-混合物的第一进料区域25，在该第一进料区域，在筒11的内表面上分布了多个螺旋叶片26； 

-用于混合物中存在的湿气的第二蒸发区域27，在该第二蒸发区域，在筒11的内表面上分布了多个用于呈雨状降落的回收物料（RAP）和惰性物的升降杯28； 

-用于混合回收物料（RAP）和惰性物的第三区域29，在该第三区域，在筒11的内表面上分布了多个混合叶片30；和 

-用于对混合物进行最后加热的第四区域31，在该第四区域，在筒11的内表面上分布了多个螺旋叶片32。 

如从图1和2清楚地看到，在优选的实施例中，管状体23沿着第四加热区域31的至少一段延伸，而辅助管状体24沿着第三混合区域 29的至少一段延伸。 

干燥设备10还包括用于加热供给燃烧器20的助燃空气的组件。这种加热的单元包括在第二头部17后面延伸的预热腔室33，燃烧器20的本体被容装在该预热腔室中。

通过温度最高的第四加热区域31的至少一段围绕筒11安装了壳体34；该壳体34围绕筒11形成了在一端与预热腔室33连通并在相对的另一端与一个或者多个环境空气入口36连通的空间35。 

在框架13下方安装有抽风机37，该抽风机与预热腔室33连通，以便将环境空气经空间35吸入预热腔室中。 

此外，还设置了感测被抽吸空气的温度的感测装置（例如测温探针），和用于测量被抽吸空气的流率的装置（例如皮托管），以便控制和调节燃烧器20的操作。 

从外部环境抽吸的空气首先穿过空间35，然后从该空间进入预热腔室33以便接着供送入筒11中来支持由燃烧器20喷射的燃料的燃烧。 

在满操作时达到约500℃至550℃的温度的筒11的壁的热量通过对流传递给被抽吸空气，让被抽吸空气在被喷入筒11中之前温度平均升高了大约40℃至50℃，这在燃烧效率方面产生了显著优点。 

本发明的独特特征在于，在烟雾出口21设置了至少一个折流板38。 

折流板38沿着界定了出口21的周长的至少一段延伸，并在筒11的内部延伸；此处出口21有利地具有圆形形状。 

在优选的实施例中，折流板38的壁带有锥形或者截头锥形表面，具有朝烟雾出口21渐开而朝筒11的内部或更好是朝向其纵向轴线A渐缩的锥度。 

此外，在出口21下方设置了朝筒11的内部延伸的壁39。 

壁39沿着界定了出口21的周长的至少一段延伸，并在筒11的内部延伸。 

在优选的实施例中，壁39的形状为圆柱面扇段，与筒11的侧向 内表面平行地延伸并与其相隔一定距离。 

具体而言，如图3所示，壁39在限定混合物进料口18并设置有门40的通道下方延伸，门40可以打开以便维修，并且混合物从该门通过被限定在壁39中的开口落入筒中。 

壁39沿一侧与折流板38连接。 

如图2所示，折流板38和壁39在第一区域25中延伸，在其下游形成了被升降杯28提起的物料的“雨”。 

折流板38的布置取决于筒11的转动方向。 

鉴于烟雾出口21在筒11侧上的正视图（即，根据图3中所示箭头F的视图），并且鉴于定中心在同一出口21处的笛卡尔坐标系，如果筒11被放置成如箭头W所示地沿顺时针方向转动，则折流板38沿着被包含在笛卡尔坐标系限定的第二和第三象限中的出口21的周长的至少一段延伸。 

相反地，如果筒11放置成沿着相反的方向转动，则折流板将沿着被包含在如上所限定的笛卡尔坐标系的第一和第四象限中的出口21的周长的至少一段延伸。 

这是因为折流板38的布置必须适合在第二区域27中形成的物料雨。 

参照附图，干燥设备的操作如下文所述。 

原始惰性物料和回收物料（RAP）通过进料口18供送到筒11中。 

被如此供送的物料穿过第一区域25，被螺旋叶片26搅拌混合。 

在第一区域25处的筒11内部平均温度通常约为120℃至150℃。 

混合物继而沿着第二区域27前进，该第二区域的平均温度约为280℃至300℃，物料（特别是回收物料（RAP））中含有的湿气在此处蒸发。 

物料被升降杯28或者类似的提升装置（例如叶片或者杯形装置）提起，再呈“雨状”地降落；从而易于搅拌混合原始惰性物料和回收物料。具体而言，回收物料（RAP）中的沥青组分***，易于与原始惰性物料粘结；因此，形成了原始惰性物料和回收物料（RAP）的聚集 体。 

物料的进一步混合沿着第三区域29通过混合叶片30发生，混合叶片由于其特殊的布置和形状（其作为同一申请人的共同待决的申请的目的）而对物料施加受控制的前进动作，从而易于形成基本均质的混合物。 

沿着该第三区域29，混合物进入在筒11与辅助管状体24之间限定的空间，而不接触辅助管状体24。 

此空间内部的最大平均温度约为450℃，而辅助管状体24内部的最大平均温度约为550℃。 

最后，得以干燥并搅拌的混合物进入最后的第四加热区域31中，以约为180℃至200℃的平均温度从出料口19出来。 

喷入第四区域31中的燃烧器20的火焰的平均温度约为1000℃至1400℃。 

特别注意到的是，混合物在不接触火焰或者管状体23的外壁的情况下前进。 

燃烧器20的效率由于对助燃空气进行了预加热而得以改进。 

火焰和燃烧烟雾被导入管状体23中（其内部最大平均温度约为800℃至900℃），并从管状体23进入辅助管状体24中。 

此外，干燥烟雾（即，由回收物料产生的烟雾）在动力效应下被吸入管状体23和辅助管状体24中。 

燃烧烟雾和干燥烟雾穿过分别由管状体23和辅助管状体24依次形成的两个热腔室，并且存在这些烟雾中的挥发性有机物质因两个热腔室及其壁内部的热而氧化。 

然后，这些烟雾通过出口21和腔室22排放，并被送入处理和去除组件中。 

折流板38允许将落到筒11底部上通过热效应氧化或者减少的物料（特别是回收物料（RAP））的粉末保留在筒11的内部，而不会到达置于筒11下游的过滤器组件。 

折流板38的锥形形状易于使沉积在筒11的底部上的物料粉末回 落至筒11的底部上。 

壁39有助于将物料粉末保留在筒11的内部，防止其到达置于筒11下游的过滤器组件，并且在抽吸组件不操作时限制烟雾散向抽吸组件，从而防止被烟雾拉动的物料粉末到达过滤器组件。 

由于设置了与烟雾的出口21相联的至少一个折流板38和下壁39，作为本发明目的的干燥设备具有以下优点，即，该干燥设备允许将干燥处理期间形成的回收物料和惰性物的粉末保留在干燥筒的内部，特别防止了粉末到达置于在干燥筒下游的过滤器组件。 

因此，保持了过滤器组件的过滤效率，由此减少了对同一过滤器的袋的维修和更换工作，并限制了细粉末释放到大气。 

此外，遵循现行行规，与已知类型的干燥设备相比，接续管状体23的辅助管状体24的存在允许进一步减少排放烟雾中挥发性有机物质（VOC，TOC）的百分比，而不管原始惰性物料的性质和回收物料（RAP）的性质如何，并能够用于百分比高于25%甚至为约40%的回收物料（RAP）。 

对助燃空气的预加热在节约燃料方面使燃烧效率提高了约10%至20%。 

最后，混合叶片30的特殊形状和布置允许获得均质的混合物。 

注意到的是，本说明书中给出的温度纯粹是指示性的，其取决于原始惰性物料和回收物料（RAP）二者的流率和类型、所使用的燃料、周围空气温度、以及物料必须被加热到的温度。 

如此设想的干燥设备可以有若干改变和变型，所有这些改变和变型都落入本发明的范围内；此外，所有细节可以用技术上等同的元件替换。实际上，所使用的物料以及尺寸根据技术要求可以是任意的。 

Claims (8)

1.一种用于干燥原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物以制备沥青集块的转筒干燥设备（10），该设备包括：筒（11），所述筒能够与适于使所述筒围绕其自身的纵向轴线（A）转动的电机装置（14）相联，并且所述筒设有两个相对的头部（16，17）；待干燥的原始惰性物和回收物料（RAP）的混合物的进料口（18），该进料口被限定在所述两个头部中的一个头部（16）处；已干燥的混合物的出料口（19），该出料口被限定在所述两个头部中的另一个头部（17）处；用于产生干燥所述混合物的热的至少一个燃烧器（20），所述至少一个燃烧器与限定了所述出料口（19）的所述头部（17）相联；和用于在所述筒（11）的内部产生的燃烧烟雾和干燥烟雾的烟雾出口（21），该出口（21）被限定在限定了所述进料口（18）的所述头部（16）处；其特征在于，所述转筒干燥设备包括与所述烟雾出口（21）相联的至少一个折流板（38）。

2.根据权利要求1所述的干燥设备（10），其特征在于，所述至少一个折流板（38）沿着界定了所述烟雾出口（21）的周长的至少一段延伸，并且所述至少一个折流板（38）在所述筒（11）的内部延伸。

3.根据权利要求2所述的干燥设备（10），其特征在于，所述至少一个折流板（38）的壁带有锥形或者截头锥形表面，并具有朝所述烟雾出口（21）渐开而朝所述筒（11）的内部渐缩的锥度。

4.根据权利要求3所述的干燥设备（10），其特征在于，在从筒侧看到的所述烟雾出口（21）的正视图中，并且鉴于定中心在所述烟雾出口（21）处的笛卡尔坐标系，如果所述筒（11）的转动方向是顺时针方向，则所述至少一个折流板（38）沿着被包含在第二和第三象限中的所述烟雾出口（21）的周长的至少一段延伸，或者如果所述筒（11）的转动方向是逆时针方向，则所述至少一个折流板（38）沿着被包含在第一和第四象限中的所述烟雾出口（21）的周长的至少一段延伸。

5.根据以上权利要求中一项或者多项权利要求所述的干燥设备（10），其特征在于，所述干燥设备还包括壁（39），该壁在所述烟雾出口（21）下方朝所述筒（11）的内部延伸。

6.根据权利要求5所述的干燥设备（10），其特征在于，所述壁（39）沿着界定了所述烟雾出口（21）的周长的一段延伸。

7.根据权利要求5或6所述的干燥设备（10），其特征在于，所述壁（39）具有圆柱面扇段的形状，与所述筒（11）的侧向内表面平行地延伸并与该侧向内表面相隔确定的距离。

8.根据权利要求5至7中一项或者多项权利要求所述的干燥设备（10），其特征在于，所述壁（39）与所述至少一个折流板（38）连接。

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