CN103765007A - 膜片-粉尘泵-*** - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于对粉尘加压的技术。在此，粉尘从引入装置的处于环境压力下的储存仓导入，在所述引入装置中，通过引入高压惰性气体对所述粉尘加压并且将其导入高压装置。通过引入装置中液压偏转的膜片使得粉尘过闸后待降压的剩余容量以及惰性气体的消耗最小化。

Description

膜片-粉尘泵-***
技术领域
本发明涉及一种用于气动地压力输送粉尘的膜片泵以及一种用于在粉尘引入装置中压力输送粉尘的方法。
本申请主题涉及一种膜片-粉尘泵-***，所述膜片-粉尘泵-***能够将粉尘从在环境压力下运行的容器引入到在升高的运行压力下运作的***中。
背景技术
在许多技术过程中要求，在升高的压力水平下气动地输送粉尘。这例如有在汽化压力达到以及超过4Mpa(40bar)时借助气动的粉尘导入进行煤粉汽化、将可燃粉末气动地喷射到竖炉(如用于生产生铁的高炉)的风口内又或者气动地输送粉尘经过更远的距离，其中必须将输送容器加压到为了克服输送管路压力损失所必需的运行压力上。
根据现有技术，尤其在应用更高的运行压力、如在煤粉压力汽化时必要的运行压力时，使用引入闸门***，如在“NOELL-KONVERSIONSVERFAHRENZUR VERWERTUNG UND ENTSORGUNG VON 
Figure BPA0000184851510000011
”EF-Verlag fürEnergie-und Umwelttechnik GmbH，1996，Seite34(如在“用于利用并且清除碎屑的诺尔转换方法”，能源及环境科技有限公司，EF出版社，1996年，第34页)所描述的那样。在此，燃烧粉末由处于环境压力下的储存仓导入引入闸门，所述引入闸门在连接时通过导入不冷凝的惰性气体被加压到布置在其下的计量容器或者输送容器的运行压力。当计量容器或者输送容器中需要粉尘时，将当前处于所需压力下的燃烧粉末通过重力输送从引入闸门运送到所述计量容器或者输送容器中。
在计量容器或者输送容器的下部，通过导入同样惰性的液态化气体形成局部涡流层，一个或者多个粉尘输送管路浸入所述涡流层中。通过在计量容器与燃烧粉末的接收器、例如汽化反应器之间设置压力差，燃烧粉末作为具有高固体负荷的粉尘-气体悬浮物流向所述汽化反应器。该输送及计量技术具有一系列缺点。这首先涉及引入闸门的非连续性运行。引入闸门在无压力状态下填充粉尘之后，通过导入惰性气体将该引入闸门加压到需要的运行压力，在此压力下将该引入闸门排空到计量容器或者输送容器中并且在其降压到环境压力下之后重新填充粉尘。在高的计量效率下，为了或多或少连续地以粉尘供应计量容器需要多个引入闸门。其他缺点在于用于引入闸门的加压的大量气体需求以及用于净化降压气体的花费。
在DE10353968A1中已经提出一种借助少量或者不借助液态化压缩空气输送涂层粉末的输送装置以及输送方法，其中通过软管式膜片(Schlauchmembran)的液压加载使得下方自抽吸的泵压力升高。
由CH466134A公开了一种用于气动地输送粉尘状和颗粒状物质的方法和装置，其中通过作用到膜片上的力实现了在膜片泵中压力加载有待输送的物质。在泵腔中能够布置透气的膜片用于吹入扫气用气体。如此设计膜片的冲程容积，使得仅存在最小的空气通过间隙，从而不增大有害的空间并且因此降低可达到的压力。相对于熟知的方法借助更小气体量的输送则归因于膜片泵。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，改善粉尘引入***，从而省去闸门以及由闸门降压导致的问题，并且显著减少用于将粉尘引入到压力***中所需要的惰性气体。
该问题能够如在DE102008009679A1中那样解决。在此，将活塞用作挤压器。然而这具有以下缺点，即在压力差大并且粉尘精细的情况下要预期到活塞以及活塞密封件上的剧烈磨损。此外，由于来自填充有粉尘的高压装置的管段的逆加压(Rückbespannung)要预期到高压装置的入口处的闭锁机构处的剧烈磨损。此外推测，通过对粉尘空间冲击式地一侧加压可能会出现粉尘的致密化。
该问题通过按权利要求1所述的膜片泵以及按权利要求16所述的在粉尘引入装置中压力输送粉尘的方法解决。
本发明显著减少所需的加压气体。
在按本发明的膜片泵的其他设计方案中，降压管路(10)的另一端联接到储存仓(14)上。该措施实现了一种用于在储存仓中借助惰性的加压气体加载粉尘的低花费的方案。
在按本发明的膜片泵的其他设计方案中，借助重力输送将粉尘输送到布置在储存仓下方的闸门容器(1)中。该措施实现了一种用于以粉尘填充闸门容器(1)的低花费的方案。
在按本发明的膜片泵的其他设计方案中，过滤元件在其形状方面匹配于由膜片的偏转空出的容积。该措施使得粉尘区域的最小容积变小。
在按本发明的膜片泵的其他设计方案中，将过滤元件(5)设计为大面积。通过由此带来的以低流速导入加压气体避免了闸门容器(1)中的粉尘变得致密化。
在按本发明的膜片泵的其他设计方案中，加压管路(12)与高压装置(8)连接。由此避免高压装置(8)中气体过剩。
在其他设计方案中，储存仓和高压装置之间的压力差通过多个相互上下布置的引入装置克服。该措施实现了储存仓和高压装置之间的压力差的分配，提高了可克服的压力差并且提高了压力安全性。
在其他设计方案中，通过多个平行布置的引入装置将粉尘从储存仓输送到高压装置中。通过该措施达到粉尘输送效率的提高。
在其他设计方案中，引入装置以相位差的方式运作。通过该措施均衡化输送过程。
根据现有技术的不连续过闸过程由近似连续运作的粉尘引入***代替。
在其他设计方案中，各两个引入装置在串联运行中运作，即对一个闸门容器(1)的加压与通过膜片(2)实现的其他闸门容器的容积挤压同时进行。通过该措施减小对高压装置的压力体系的影响。
通过选择闸门容器(1)与高压装置(8)之间合适的大小比例关系实现闸门容器中的容积挤压而不会显著影响高压装置(8)的压力体系。
本发明的其他有利的改进方案在从属权利要求中给出。
附图说明
下面借助附图在为了理解所需要的范围内对本发明的实施例进行详细阐述。其中：
图1示出用于将煤粉输送到高压装置中的设备的粉尘引入***。
具体实施方式
引入到在升高的运行压力下运作的高压装置(8)中的粉尘位于布置在粉尘引入***上方的储存仓(14)内。通过重力输送使得高压装置上方的闸门容器(1)填充有粉尘。在此，能够通过膜片(2)的回程运行辅助输送粉尘，所述膜片能够由弹性材料制成和/或是柔性的。在此有待从闸门容器挤压出的气体通过降压管路(10)中的开启的闭锁机构(11)导出。随后，闭合煤粉导入管路中的闭锁机构(7)以及降压管路中的闭锁机构(11)。接下来通过经过加压管路中的有待开启的闭锁阀(13)引入高压惰性气体使得闸门容器(1)达到所需的压力。通过经过设计为大面积的过滤元件(5)缓慢地引入加压气体避免了粉尘在闸门容器(1)中变得紧凑致密化。一旦闸门容器(1)中的压力达到高压装置(8)的压力，就闭合加压管路中的闭锁机构(13)并且开启高压装置入口处的闭锁机构(9)。通过重力输送将粉尘从闸门容器(1)输送到高压装置(8)中。在此能够通过膜片(2)的挤压运动辅助所述输送。通过经过液压管路(4)引入液压流体引起膜片的偏转。膜片(2)的液压偏转使得所述膜片减压地运作。一旦将粉尘完全排空到高压装置(1)中，就通过膜片(2)的完全偏转使得闸门容器(1)的粉尘腔容积最小化。通过所述措施使得在粉尘输送之后残留在闸门容器(1)中并且在高压下存在的惰性气体显著最小化，由此显著地减少粉尘引入***的高压惰性气体消耗。接下来闭合高压装置的入口处的闭锁机构(9)。
残留在闸门容器中的惰性气体当前通过开启降压管路中的闭锁机构(11)朝向储存仓(14)降压。
随着达到闸门容器(1)和储存仓(14)之间的压力平衡结束运作循环并且能够开始下一循环。
为获得高的引入效率，能够平行运行多个引入装置用于计量容器或者输送容器的供应。在图1中示例性地示出两个这种引入装置。
在计量容器或者说输送容器(1)的下部通过导入按照现有技术的涡流气体产生局部的涡流层，由该涡流层提供一个或者多个输送管路。为了维持所需的与相应的粉尘状输送物的消耗器或者说接收器的压力差，以熟知的方式和方法将气体导入计量容器或者说输送容器或者将多余的气体导出。
下面根据两个实施例进一步解释本发明。在此以图1为基础。
实施例1：
本解决方案在于，通过用于煤粉喷射的设备向用于生产生铁的高炉提供高达8Mg/h的燃烧粉末量。由此，如图1所示要使用设有两个引入装置的计量容器。考虑到大约0.6Mg/m3的体积密度，每小时有待引入的填充体积大约为13.5m3。假定，所述两个引入装置中的每个引入装置每分钟执行一个升程，当膜片(2.1)的直径为1m时则升程高度(2.2)为0.28m时达到所需的体积。
所述计量容器所需的运行压力在该实施例中为0.5到0.6Mpa(5-6bar)的数量级。
实施例2：
根据图1对该实施例进行阐述。该解决方案在于，在例如4Mpa(40bar)的运行压力下通过气动运作的粉末引入***向用于汽化燃烧粉末的反应器提供汽化粉末。反应器效率为500MW。为此引入的煤粉量约为75Mg/h。当体积密度为0.6Mg/m3时，其相当于每小时填充125m3的煤粉。
在该实施例中相应地选择六个引入装置。假定，每个引入装置每分钟执行一个升程，当膜片(2.1)的直径为1.5m时则升程高度(2.2)为0.4m达到所需的体积。
对于说明书中所使用的概念粉尘一般理解为粒状物料、特别是由无机材料或者有机材料如具有不同的煤化程度、生物物质或者干燥余料及废料的煤还有石灰和细沙进行不同的粒化分布的粉尘。
对于说明书中所使用的概念惰性气体理解为不含02的气体、特别是氮气、二氧化碳、天然气还有由连接在后面的汽化设备制成的合成气体以及其任意混合气体。
附图标记
1闸门容器、抗压的泵壳体
2膜片
2.1膜片的直径
2.2膜片的升程高度
3最大挤压时的膜片位置
4液压导入及导出管路
5用于加压和降压的过滤元件
6储存仓的粉尘导入管路
7粉尘导入管路中的闭锁机构
8高压装置
9高压装置入口处的闭锁机构
10通往储存仓的降压管路
11降压管路中的闭锁机构
12加压管路
13加压管路中的闭锁机构
14储存仓
15粉尘区域
16加载介质区域。

Claims (29)

1.用于在粉尘引入装置中压力输送粉尘的膜片泵，特别是在0.5-0.6Mpa或者4Mpa的压力下，其中
-提供了储存仓(14)，所述储存仓在环境压力下加载有惰性气体，用于储存粉尘，
-提供了闸门容器(1)，所述闸门容器的容积通过膜片(2)被气体密封且液体密封地分隔成粉尘区域(15)和加载介质区域(16)，
-所述闸门容器(1)的粉尘区域通过上部区域中的入口、闭锁机构(7)和粉尘导入管路(6)与所述储存仓的粉尘库存连接并且通过下方区域中的出口和闭锁机构(9)与高压装置(8)连接，
-所述加载介质区域与用于加载介质的导入及导出管路(4)连接，
-降压管路(10)，所述降压管路(10)的一端通过过滤元件(5)与所述闸门容器(1)连接并且***到所述一个闭锁机构(11)中，
-提供了通过过滤元件(5)和闭锁机构(13)与所述闸门容器(1)连接的加压管路(12)，
-所述粉尘导入管路(6)中的闭锁机构(7)能够一直开启直到所述闸门容器(2)的粉尘腔填充有粉尘，
-在此从所述闸门容器(2)挤压出的惰性气体能够通过所述降压管路(10)和所述开启的闭锁机构(11)导出，
-在闭合所述粉尘导入管路(6)中的闭锁机构(7)以及所述降压管路(10)中的闭锁机构(11)之后，能够通过所述加压管路(12)以及所述开启的闭锁机构(13)借助高压惰性气体将所述粉尘腔加压到所述高压装置(8)的压力，
-在达到所述高压装置(8)的运行压力之后，所述处于压力下的粉尘通过所述开启的闭锁机构(9)在所述高压装置的入口处通过重力输送到达所述高压装置(8)中，
-在将粉尘从所述闸门容器(1)运送到所述高压装置(8)中之后，所述膜片(2)能够移动到最大挤压(3)的位置中并且随后能够闭合通向所述高压装置(8)的闭锁机构(9)。
2.按权利要求1所述的膜片泵，其特征在于，所述降压管路(10)的另一端联接到所述储存仓(14)上。
3.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述膜片(2)通过罐式膜片提供。
4.按上述权利要求1至2中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述膜片(2)通过盘式膜片提供。
5.按上述权利要求1至2中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述膜片(2)通过软管式膜片提供。
6.按上述权利要求1至2中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述膜片(2)通过具有卷绕式膜片的活塞提供。
7.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述膜片基本上为圆形。
8.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述过滤元件在其形状方面与所述由膜片的偏转空出的容积匹配。
9.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述过滤元件设计为大面积。
10.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述过滤元件基本上为环形。
11.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述加载介质通过液压流体提供。
12.按上述权利要求1至10中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述加载介质通过气体提供。
13.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述加压管路(12)与所述高压惰性气体供应***连接。
14.按上述权利要求1至12中任一项所述的膜片泵，其特征在于，所述加压管路(12)与所述高压装置(8)连接。
15.按上述权利要求中任一项所述的膜片泵，其特征在于，布置多个用于将粉尘输送到所述高压装置(8)中的引入装置。
16.用于在粉尘引入装置中压力输送粉尘的方法，尤其用于在按权利要求1至15中任一项所述的膜片泵中实施，
具有
-储存仓(14)，所述储存仓在环境压力下加载有惰性气体，用于储存粉尘，
-闸门容器(1)，所述闸门容器通过上部区域中的入口、闭锁机构(7)和粉尘导入管路(6)与所述储存仓的粉尘库存连接并且通过下方区域中的出口和闭锁机构(9)与高压装置(8)连接，
-安装在所述闸门容器(1)中的膜片(2)，
-降压管路(10)，所述降压管路的一个端部通过过滤元件(5)与所述闸门容器(1)连接并且***到所述一个闭锁机构(11)中，
-通过过滤元件(5)和闭锁机构(13)与所述闸门容器(1)连接的加压管路(12)，
从而
-将所述粉尘导入管路(6)中的闭锁机构(7)一直开启直到所述闸门容器(2)的粉尘腔填充有粉尘，
-将所述在此有待从闸门容器(2)挤压出的惰性气体通过所述降压管路(10)和所述开启的闭锁机构(11)导出，
-在闭合所述粉尘导入管路(6)中的闭锁机构(7)以及所述降压管路(10)中的闭锁机构(11)之后，通过所述加压管路(12)以及所述开启的闭锁机构(13)借助高压惰性气体将所述粉尘腔加压到所述高压装置(8)的压力，
-在达到所述高压装置(8)的运行压力之后，所述处于压力下的粉尘通过所述开启的闭锁机构(9)在所述高压装置的入口处通过重力输送到达所述高压装置(8)中，
-在将粉尘从所述闸门容器(1)运送到所述高压装置(8)中之后，将所述膜片(2)移动到最大挤压(3)的位置中并且随后闭合通向所述高压装置(8)的闭锁机构(9)。
17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，借助重力输送将所述粉尘输送到布置在所述储存仓(14)下方的闸门容器(1)中。
18.按权利要求16至17中任一项所述的用于在膜片泵中实施的方法，其特征在于，通过所述膜片(2)的开启运动辅助了所述粉尘从所述储存仓(14)到所述布置在下方的闸门容器(1)中的重力输送。
19.按上述权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，借助重力输送将所述粉尘输送到布置在所述闸门容器(1)下方的高压装置(8)中。
20.按上述权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述膜片(2)的挤压运动辅助了所述粉尘从所述闸门容器(1)到所述布置在下方的高压装置(8)中的重力输送。
21.按上述权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，如此选择所述膜片(2)的挤压空间与所述闸门容器的压缩空间之间的比例，从而在所述膜片(2)的返回运动之后，在接近环境压力时存在残留的气体量。
22.按上述权利要求16至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述残留在闸门容器中的气体量通过所述过滤元件(5)和所述降压管路(10)中的开启的闭锁机构(11)降压到环境压力。
23.按上述权利要求16至22中任一项所述的方法，其特征在于，所述过程循环延续。
24.按上述权利要求16至23中任一项所述的方法，其特征在于，所述膜片(2)液压地偏转。
25.按上述权利要求16至24中任一项所述的方法，其特征在于，所述处于压力下的粉尘与所述加压气体一起到达所述高压装置(8)中并且随后导入粉尘消耗器。
26.按上述权利要求16至25中任一项所述的方法，其特征在于，所述处于压力下的粉尘与所述加压气体一起到达所述通过注射器提供的高压装置(8)中并且通过吹入输送气体导入消耗器。
27.按上述权利要求16至26中任一项所述的方法，其特征在于，提供多个引入装置，所述引入装置以相位差对同一个高压装置(8)起作用。
28.按上述权利要求16至27中任一项所述的方法，其特征在于，各两个引入装置在串联运行中如比运作，即对一个引入装置中的所述一个闸门容器(1)的加压与另一个引入装置中膜片(2)的挤压运动同时进行。
29.按上述权利要求16至28中任一项所述的方法，其特征在于，通过多个相互上下布置的引入装置克服所述储存仓(14)和所述高压装置(8)之间的压力差。
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