專利名稱：制造礦物熔體的設(shè)備和方法
制造礦物熔體的設(shè)備和方法 本發(fā)明涉及通過(guò)在無(wú)機(jī)顆粒材料存在下燃燒可燃材料由此形成熔體來(lái)生產(chǎn)礦物熔體的設(shè)備和方法。該熔體隨后可以被纖維化以形成礦物纖維或用于其他工業(yè)工藝。
背景技術(shù)：
典型地，生產(chǎn)用于礦渣、石或巖纖維的普通方式是采用豎式熔爐，其中在熔爐中通過(guò)燃燒可燃材料來(lái)加熱自支撐的無(wú)機(jī)顆粒材料堆。該堆逐漸熔化并且從頂部補(bǔ)充，熔體從堆上排下并且從熔爐底部 排出。用于這一目的的普通的熔爐是沖天爐(cupola)。所述堆需要是自支撐的并且可滲入燃燒氣體，燃燒氣體通常是由堆中的碳材料燃燒所產(chǎn)生的。因此需要堆中的任何物質(zhì)都是相對(duì)粗的(以便堆是可滲入的)并且具有高的物理強(qiáng)度而在燃燒或熔化充分進(jìn)行前不坍塌。實(shí)踐中，這意味著碳材料是焦炭并且顆粒材料是粗的碎巖、石或礦渣。如果使用礦物材料顆粒，如廢礦物纖維，需要產(chǎn)生將其形成型煤的費(fèi)用并且很不方便。型煤通常使用含硫材料作為粘結(jié)劑，例如帶石膏的Portland水泥，并且這意味著流出物易于具有高的硫含量，而必須要處理它。沖天爐或其他塔式熔爐(stack furnace)系統(tǒng)也存在熔爐內(nèi)部的條件總是傾向于足夠還原性使得一些鐵被還原成金屬鐵的缺點(diǎn)。這就需要將金屬鐵從熔體中分離，降低了纖維產(chǎn)生，造成鐵廢物的供給并且也傾向于造成含鐵和礦渣的爐段腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。另外的缺點(diǎn)在于工藝不具有高的熱效率。盡管有這些缺點(diǎn)，但是使用沖天爐或其他塔式熔爐的工藝被整個(gè)世界廣泛采用來(lái)制造巖、石或礦渣纖維。在申請(qǐng)人早期公開(kāi)的W003/002469中披露了避免或者減少?zèng)_天爐系統(tǒng)的缺點(diǎn)而用于生產(chǎn)礦物熔體的替代的且完全不同的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)包括在循環(huán)燃燒室(即燃燒室)中，在預(yù)熱的燃燒空氣中懸浮粉煤或其他燃料并且在懸浮顆粒礦物材料存在下燃燒該懸浮燃料，在循環(huán)燃燒室中，懸浮顆粒材料和空氣在作為旋風(fēng)器循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)中或者接近該旋風(fēng)器循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)中循環(huán)。這通常被稱作旋風(fēng)爐。在預(yù)熱空氣中的懸浮煤，以及顆粒礦物材料通過(guò)燃燒室的頂部或者接近燃燒室的頂部被引入。在燃燒室內(nèi)，發(fā)生顆粒煤的燃燒并且顆粒材料轉(zhuǎn)化成熔體。熔體和尚未熔化的顆粒材料被循環(huán)氣體拋到室壁上并且將沿燃燒室流下。在燃燒室底部處的沉降池中收集熔體。在W003/002469中，為了增加旋風(fēng)爐的能量效率，使用在1400-1700°C的溫度范圍下離開(kāi)循環(huán)室的排出氣體來(lái)預(yù)熱顆粒材料。W003/002469教導(dǎo)了排出氣體被淬滅至1000-1500°C然后與礦物材料混合以將其預(yù)熱至700-1050°C的溫度。W02009/118180、W02008/0 19780、W02008/086990、W02009/090040 和W02008/086991也公開(kāi)了用于制造礦物熔體的旋風(fēng)器系統(tǒng)。旋風(fēng)爐相比于沖天爐或其他塔式熔爐具有顯著的優(yōu)勢(shì)。關(guān)于燃料，旋風(fēng)爐避免使用型煤細(xì)顆粒而且可以使用廣泛的燃料，包括例如塑料。使用熔化旋風(fēng)爐消除了使礦石還原成鐵的風(fēng)險(xiǎn)，并且釋放環(huán)境可接受的排出氣體。熔化能力的靈活性比沖天爐要好，這意味著可以容易且快速地將生產(chǎn)，從例如總能力的40%切換到100%，因此極大地降低了響應(yīng)于指令改變而花費(fèi)的時(shí)間。此外，在旋風(fēng)爐中熔化比在沖天爐中熔化的情況要快，在旋風(fēng)爐中熔化是幾分鐘而不是幾小時(shí)。
因此，從經(jīng)濟(jì)及環(huán)保角度講，使用熔化旋風(fēng)爐系統(tǒng)是理想的并且在上述文獻(xiàn)中公開(kāi)的系統(tǒng)工作良好。然而，在工藝上存在著改進(jìn)空間。 如在上述文獻(xiàn)的至少一些中所公開(kāi)，熔體旋風(fēng)爐設(shè)有進(jìn)入旋風(fēng)器的切向入口。認(rèn)識(shí)到如果發(fā)生通過(guò)多個(gè)入口的礦物材料供給不均勻或者起伏，由于這對(duì)于燃燒室中的旋流存在負(fù)面影響，因此在循環(huán)燃燒室中的燃燒效率降低?；诖吮尘?，本發(fā)明的目的是提供一種確保向循環(huán)燃燒室入口的礦物材料供給的預(yù)定且穩(wěn)定分布的方法。發(fā)明概述根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種在無(wú)機(jī)顆粒材料存在下，通過(guò)燃燒可燃材料由此形成熔體來(lái)生產(chǎn)礦物熔體的設(shè)備，所述設(shè)備包括:循環(huán)燃燒室，所述循環(huán)燃燒室具有適于接收燃料、預(yù)熱礦物材料和燃燒氣體的供給的至少兩個(gè)入口 ；用于預(yù)熱礦物材料的熱交換系統(tǒng)，包括第一預(yù)熱器旋風(fēng)器，從循環(huán)燃燒室到第一預(yù)熱器旋風(fēng)器的用于傳送排出氣體的導(dǎo)管，用于將礦物材料注入到導(dǎo)管中的入口，以及與循環(huán)燃燒室中的入口流動(dòng)連通以向所述燃燒室供給預(yù)熱礦物材料的底部旋風(fēng)器出口 ；用于收集礦物熔體的機(jī)構(gòu)，其中所述第一預(yù)熱器旋風(fēng)器的出口設(shè)有用于將礦物材料流穩(wěn)定化并分開(kāi)成兩個(gè)材料流以供給至少兩個(gè)燃燒室入口的機(jī)構(gòu)，其中用于穩(wěn)定礦物材料流的機(jī)構(gòu)包括:向下傾斜的導(dǎo)板，在第一端接收來(lái)自旋風(fēng)器出口的材料，以及引導(dǎo)所述材料超出所述導(dǎo)板的第二端，和在導(dǎo)板下游的向下傾斜的擋板，用于接收來(lái) 自導(dǎo)板的材料流。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種適于被本發(fā)明第一方面的設(shè)備所執(zhí)行的方法，所述方法包括步驟:提供循環(huán)燃燒室；在包括第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器的熱交換系統(tǒng)中預(yù)熱礦物材料；將燃料、預(yù)熱礦物材料和燃燒氣體通過(guò)至少兩個(gè)入口注入到循環(huán)燃燒室中；燃燒在循環(huán)燃燒室中的燃料，由此熔化礦物材料以形成礦物熔體并產(chǎn)生排出氣體；將排出氣體與礦物熔體分離，收集礦物熔體并使排出氣體通過(guò)熱交換系統(tǒng)；其中預(yù)熱礦物材料流在離開(kāi)第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器時(shí)被穩(wěn)定化并且以預(yù)定方式被分成兩個(gè)材料流用于供料給至少兩個(gè)燃燒室入口，和其中來(lái)自第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器的出口的材料流是這樣被穩(wěn)定化的:通過(guò)將材料流從旋風(fēng)器出口遞送到向下傾斜的導(dǎo)板的第一端上并且引導(dǎo)該材料超出所述導(dǎo)板的第二端，然后撞擊在導(dǎo)板下游的向下傾斜的擋板，使得沿著導(dǎo)板引導(dǎo)的并且越過(guò)導(dǎo)板第二端的材料是以使材料在一拋物線形的撞擊區(qū)中擴(kuò)散并由此在離開(kāi)擋板的最底端時(shí)產(chǎn)生向下流動(dòng)的材料的簾的方式撞擊擋板。通過(guò)本發(fā)明，解決了上述與向熔化旋風(fēng)器供給材料相關(guān)的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，顆粒形式的預(yù)熱礦物材料流被穩(wěn)定化并且分成兩個(gè)子流，這兩個(gè)子流隨后指向循環(huán)燃燒室的入口。來(lái)自旋風(fēng)器的材料的排放流動(dòng)由于旋風(fēng)器而具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然而，由于導(dǎo)板的傾斜以及導(dǎo)通作用，這一氣旋式運(yùn)動(dòng)被消除并且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定且相對(duì)均勻的材料流。這一流進(jìn)一步被導(dǎo)板下游的擋板操作成規(guī)則形狀。有益地，導(dǎo)板是V型以形成向上開(kāi)口的通道。然而，意識(shí)到可提供其他適合的形狀。擋板可優(yōu)選是平面，但是如果需要，也可以具有其他形狀。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，導(dǎo)板以相對(duì)于水平成45°和75°之間的角度傾斜，優(yōu)選50°和60°之間。同樣，擋板以相對(duì)于水平成45°和75°之間的角度傾斜，優(yōu)選60°和70°之間?？筛鶕?jù)情況來(lái)選擇導(dǎo)板和擋板的角度。但是發(fā)現(xiàn)有益的是確保擋板相對(duì)于導(dǎo)板傾斜使得沿著導(dǎo)板被引導(dǎo)并且超出導(dǎo)板的第二端的材料撞擊擋板，所述撞擊的方式是該材料在一拋物線撞擊區(qū)中擴(kuò)散并且當(dāng)離開(kāi)擋板的最底端時(shí)產(chǎn)生向下流動(dòng)的顆粒材料的簾。這確保了基本上均勻以及基本上相等分布的預(yù)熱顆粒材料流，該預(yù)熱顆粒材料可隨后通過(guò)用于分開(kāi)礦物材料流的適合的機(jī)構(gòu)被分布到向下指向的流動(dòng)通道中的兩個(gè)材料流，所述機(jī)構(gòu)包括用于提供排出材料流的預(yù)定分布的控制機(jī)構(gòu)。此種控制機(jī)構(gòu)可以是在擋板下方的豎直分割器，例如，豎直分割器相對(duì)于材料流簾基本上垂直取向。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，熱交換系統(tǒng)另外包括第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器，從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器到第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器的用于傳送排出氣體的導(dǎo)管，以及用于向第二導(dǎo)管中注入礦物材料的礦物材料入口，其中礦物材料導(dǎo)管將第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器引導(dǎo)到第一導(dǎo)管。在第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器中的礦物材料的預(yù)熱是在400-900°C的范圍，優(yōu)選450-600°C。優(yōu)選地，該設(shè)備還包括多個(gè)旋風(fēng)器，從第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器到多個(gè)旋風(fēng)器的用于輸送排出氣體的第三導(dǎo)管，以及用于將被分離的材料從多個(gè)旋風(fēng)器提供到第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器的出口的導(dǎo)管。發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明下面參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中:

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的設(shè)備的示意圖；圖2是第一預(yù)加器旋風(fēng)器出口區(qū)的截面?zhèn)纫?
圖3和4是第一預(yù)加器旋風(fēng)器出口區(qū)的透視圖；圖5是圖2-4所示的第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器出口的仰視圖；圖6是經(jīng)過(guò)出口段的顆粒材料流的示意性俯視圖，以及圖7是其示意性側(cè)視圖。圖1示出了循環(huán)燃燒室1，其包括圓柱形上段、圓錐形下段和圓柱形基段。顆粒燃料從供給線路(supply)2被引入到循環(huán)燃燒室中并且該顆粒燃料優(yōu)選為煤。預(yù)熱的礦物材料通過(guò)礦物材料導(dǎo)管3被引入到循環(huán)燃燒室中。煤和礦物材料是與燃燒空氣以及在壓縮空氣供給線路5中提供的第二空氣一起通過(guò)導(dǎo)管4被引入，該壓縮空氣供給線路5通過(guò)至少兩個(gè)切向入口如噴管(未示出)被引入到循環(huán)燃燒室I中以確保煤2與燃燒空氣6徹底混合并且維持循環(huán)燃燒室I中的燃燒氣體和懸浮材料的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。第二燃料(在此情形下為天然氣)也可通過(guò)供給線路(未示出)注入到循環(huán)燃燒室I的基段中。在循環(huán)燃燒室I中，煤2在燃燒氣體6中燃燒，該燃燒氣體6優(yōu)選富含氧氣的空氣
5。在循環(huán)燃燒室I的基部區(qū)收集得到的熔體9并且該得到的熔體9經(jīng)過(guò)出口離開(kāi)燃燒室。排出氣體通過(guò)在循環(huán)燃燒室I的頂部處的通氣管10被供給到第一導(dǎo)管11中，在那里它們用作加熱將要被供給到循環(huán)燃燒室I中的顆粒礦物材料。然后排出氣體進(jìn)到第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(pre-heater cyclone) 12,在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中，它們與此時(shí)混合在一起的礦物材料分離。排出氣體從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12經(jīng)過(guò)第二導(dǎo)管14流到第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13中。在第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13之后，排出氣體經(jīng)導(dǎo)管15流到粉塵旋風(fēng)器16并進(jìn)入進(jìn)一步的處理17，在進(jìn)一步處理17中發(fā)生與燃燒氣體的間接熱交換以預(yù)熱燃燒氣體。隨后例如通過(guò)過(guò)濾器(未示出)處理排出氣體使其安全地傳到環(huán)境中。礦物材料在加入到循環(huán)燃料室I中之前進(jìn)行預(yù)熱。具體地，通常是原石材料的第一礦物材料從供給線路19供給到第二導(dǎo)管14并在第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13中經(jīng)歷初始預(yù)熱。第一礦物材料隨后經(jīng)過(guò)第一礦物材料導(dǎo)管18并被引入到第一導(dǎo)管11并且隨后傳到第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12。在第一礦物材料下游，第二礦物材料從供給線路20提供到第一導(dǎo)管11。第二礦物材料通常是經(jīng)處理的礦物材料，通常是粘結(jié)的礦物纖維，例如回收的礦物纖維。為了確保在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中產(chǎn)生NOx還原條件，可以在剛好在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12前面的位置21處將諸如氨的含氮材料添加到第一導(dǎo)管11中。來(lái)自第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13的排出氣體可攜帶一些第一礦物材料通過(guò)導(dǎo)管15。這些與來(lái)自粉塵旋風(fēng)器16的排出氣體分離并通過(guò)導(dǎo)管22回收回來(lái)以結(jié)合預(yù)加熱的礦物材料。排出氣體經(jīng)過(guò)通氣管10離開(kāi)循環(huán)燃燒室I。排出氣體進(jìn)入第一導(dǎo)管11并通過(guò)淬滅空氣33從在1500至1900°C之間的溫度，通常約1650°C淬滅到在1000至1500°C之間的溫度，通常約1300°C。第一礦物材料經(jīng)過(guò)第二礦物材料下游的入口被引入到第一導(dǎo)管11，第二礦物材料經(jīng)過(guò)導(dǎo)管18被引入到第一導(dǎo)管11中。燃燒室通常是豎直的而不是水平的熔爐。它通常具有向其中注入燃料、礦物材料和燃燒氣體的圓柱形上段、圓錐形下段和可以收集熔體的基段。替代地，燃燒室可以是完全圓柱形的?；蝺?yōu)選為燃燒室的一體形成部件并且可以簡(jiǎn)化為圓錐形下部區(qū)的端部或者可以是在下部區(qū)的端部處的圓柱段。優(yōu)選地，基段的直徑不大于上段的直徑，相比之下，傳統(tǒng)系統(tǒng)通常在燃燒室基部處使用體積增大的儲(chǔ)罐?；尉哂幸挥糜诘V物熔體的出口，熔體作為液流經(jīng)過(guò)該出口。這一液流隨后可以進(jìn)行任何常規(guī)方式的纖維化，例如，使用級(jí)聯(lián)旋轉(zhuǎn)器(cascade spinner)或旋杯(spinningcup)或任何其他常規(guī)的離心纖維化工藝?；蛘?，礦物熔體可以用于其他工業(yè)工藝。優(yōu)選地，在礦物熔體離開(kāi)燃燒室基段的出口處，它并不立即下延，相反，出口是虹吸式?！昂缥健币庵竿ǔＪ枪芑驕喜鄣某隹?，其最初相對(duì)于燃燒室中的開(kāi)口具有向上的取向并且隨后具有向下的取向，而后導(dǎo)向到纖維化裝置。這對(duì)于熔體質(zhì)量是有益的，因?yàn)樵谌垠w的表面上的任何未燃燒的燃料顆粒都被保留在燃燒室內(nèi)部。燃料被注入到 循環(huán)燃燒室中?？梢允褂萌魏慰扇嫉娜剂稀Ｈ剂峡梢允窃谑覝叵聻闅鈶B(tài)的，例如丁烷、丙烷、甲烷或天然氣，但是優(yōu)選液態(tài)或固態(tài)材料。燃料優(yōu)選為顆粒形式并且最優(yōu)選顆粒碳材料。當(dāng)燃料為液體時(shí)，它以液滴的形式使用，S卩，液體燃料顆粒。在這一實(shí)施方式中，燃料可以是石油或其他碳基液體的顆粒。然而，本發(fā)明的顆粒燃料優(yōu)選固態(tài)的。它通常是碳材料并且可以是具有適當(dāng)?shù)臒嶂档娜魏晤w粒碳材料。熱值可以相對(duì)較低，例如低至IOOOOkJ/kg或者甚至低至5000kJ/kg。因此，它可以是例如干燥的污水污泥或紙廢物。優(yōu)選地，它具有較高的熱值并且可以是來(lái)自制鋁工業(yè)的廢鍋內(nèi)襯，含廢物的煤，如尾煤或粉煤。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，燃料是粉煤并且可以是煤細(xì)粉，但優(yōu)選一些，并且通常至少50%，優(yōu)選至少80%以及通常全部的煤都是由研磨塊煤來(lái)制造，例如，使用球磨機(jī)。煤無(wú)論是最初作為細(xì)粉提供或者作為塊提供，都是優(yōu)良品質(zhì)的煤或者可以是含有高無(wú)機(jī)物含量的廢煤，例如含有5至50%的無(wú)機(jī)物含量。優(yōu)選地，煤主要或者全部是優(yōu)良品質(zhì)的煤，例如煙煤或次煙煤(ASTM D3881984)并且含有促進(jìn)點(diǎn)燃的揮發(fā)物。燃料顆粒優(yōu)選具有范圍在50至100 μ m,優(yōu)選約50至200 μ m的顆粒尺寸(粒徑)。通常(按重量計(jì))至少90%的顆粒在此范圍內(nèi)。平均是通常為約70 μ m的平均尺寸，90%的范圍小于100 μ m。燃料可以通過(guò)供料管以常規(guī)方式供料到燃燒室中以產(chǎn)生燃料顆粒的蒸汽。這通常包括使用載氣，其中燃料顆粒懸浮在載氣中。載氣可以是空氣、富含氧的空氣或者純氧(優(yōu)選室溫以避免回火)或者反應(yīng)性差的氣體如氮?dú)?。載氣被認(rèn)為是燃燒氣體的一部分。至少一些并且優(yōu)選大多數(shù)的燃料被注入到循環(huán)燃燒室的上段中。然而，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，被稱作第二燃料的一些燃料，也被注入到循環(huán)燃燒室的下段中。燃燒氣體也通過(guò)多個(gè)切向設(shè)置的入口被引入到燃燒室的上段中并且燃燒氣體可以是室溫的，但優(yōu)選被預(yù)熱。預(yù)熱的主燃燒氣體的溫度通常是由體系中可用的熱來(lái)確定。通常，燃燒氣體被預(yù)熱到約600°C，并且應(yīng)至少被預(yù)熱到300和600°C之間，例如約500至550°C。燃燒氣體可以是空氣或者可以是富含氧氣的空氣?！案缓鯕獾目諝狻敝笟怏w含有的氧比通常存在于空氣中的氧要多，并且可以另外含有其他在空氣中天然存在的氣體。它也可以含有其他在空氣中通常不存在的氣體，例如丙烷或甲烷，只要氧的總水平保持在高于空氣中正常存在的氧。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，燃燒氣體是富含氧的空氣，其含有按體積計(jì)為25%至50%，優(yōu)選25%至35%的氧。在替代的實(shí)施方式中，燃燒氣體包括按體積計(jì)至少50%或至少70%的氧或者甚至是純氧。在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，“純氧”指通過(guò)例如真空變壓吸附技術(shù)(VPSA)獲得的純度為92%或更高的氧，或者可以是通過(guò)蒸餾方法獲得的幾乎100%純氧。使用富含氧的空氣是有益的，因?yàn)樗档土怂璧娜紵龤怏w的總體積。這意味著相比于使用空氣時(shí)的燃燒室，可以使用較小的循環(huán)燃燒室。由于燃燒室的尺寸和燃燒氣體的體積都與生產(chǎn)礦物纖維所需的能量以及隨后的能量損失相關(guān)聯(lián)，這一實(shí)施方式得到了具有更高的能量效率的系統(tǒng)。就增加的經(jīng)濟(jì)可行性和降低的環(huán)境影響而言，這是有顯著益處的。當(dāng)使用純氧時(shí)，優(yōu)選為室溫的，而不是被預(yù)熱。其中懸浮有燃料的燃燒氣體可通過(guò)供料管被引入，特別是當(dāng)該氣體在相對(duì)低溫時(shí)。燃料在進(jìn)入燃燒室之前不應(yīng)在燃料管中開(kāi)始燃燒(稱作“回火”現(xiàn)象)，因此這一實(shí)施方式中需要低的氣體溫度。然而，燃燒氣體優(yōu)選通過(guò)一個(gè)或多個(gè)燃燒氣體入口被單獨(dú)引入，所述一個(gè)或多個(gè)燃燒氣體入口可以位于燃料供給管的附近以便燃燒氣體被導(dǎo)入到燃燒室中與燃料相同的區(qū)域， 以允許高效混合。不管它們是否一起被引入，燃燒氣體注入到燃燒室中的速度相對(duì)較低(優(yōu)選在I和50m/s之間)，以使設(shè)備的耗損最小。當(dāng)有燃料和礦物材料懸浮在燃燒氣體中時(shí)，該速度優(yōu)選在5和40m/s之間。當(dāng)它們單獨(dú)引入時(shí)(這是優(yōu)選的)，燃料的注入速度優(yōu)選20至40m/
So理想的是確保預(yù)熱的燃料與燃燒氣體迅速并且徹底混合，因?yàn)檫@確保了燃料被快速點(diǎn)燃以便其可以幾乎就在被引入到燃燒室后立即經(jīng)歷熱解(燃燒的初始階段)。徹底混合也確保了在主燃燒氣體中的燃料顆粒的駐留時(shí)間更均一，由此得到更有效的燃料燃燒。為了幫助確?？焖偾覐氐谆旌?，可以在循環(huán)燃燒室的上段中引入額外氣體，該氣體的行進(jìn)速度比燃燒氣體和顆粒燃料更高，并且由于速度差異，造成燃料顆粒液流的湍流，由此使液流分解并確?？焖倩旌?。所述額外氣體通常遠(yuǎn)比燃燒氣體少并且通常組成注入到燃燒室中的總氣體的小于20%，優(yōu)選在5和15%之間。所述額外氣體可以是任何氣體，包括空氣、氮?dú)狻⒀鯕饣蛑T如丙烷或丁烷的可燃?xì)怏w。所述額外氣體可從一使其鄰近燃燒室中的燃料顆粒的液流的入口注入，但是優(yōu)選注入到同軸圍繞燃料入口的入口。這一同軸設(shè)置得到有效的混合，特別是在額外氣體入口在其開(kāi)口處具有收斂噴嘴時(shí)。所述額外氣體優(yōu)選比燃料和燃燒氣體行進(jìn)快至少100m/s,通常至少250m/s,優(yōu)選至少300m/s。在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述額外氣體的注入速度是聲速的，即，是聲音的速度或高于聲音的速度。除了被引入到循環(huán)燃燒室的上段中的燃燒氣體，也可能將一些燃燒氣體注入到下段中。這可以被稱作第二燃燒氣體。與主要燃燒氣體一樣，第二燃燒氣體可以是在室溫的或被預(yù)熱并且優(yōu)選含有至少25%氧氣。第二燃燒氣體可以是富含氧氣的空氣，其含有按體積計(jì)至少30%或35%，優(yōu)選至少50%，最優(yōu)選至少70%氧氣，或在30%和50%之間的氧氣或純氧。第二燃燒氣體可以任何常規(guī)方式被引入，但優(yōu)選使用具有收斂形噴嘴(或者被稱作噴管)的入口被引入。第二燃燒氣體可以從下段中的一個(gè)入口被注入，但是優(yōu)選從至少兩個(gè)，最優(yōu)選大于兩個(gè)，例如三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)，優(yōu)選四個(gè)入口被注入。發(fā)現(xiàn)在循環(huán)燃燒室的下段添加燃燒氣體對(duì)于確保燃料顆粒的完全燃盡是非常有效的。發(fā)現(xiàn)在此處添加氧比在上段中簡(jiǎn)單地添加主要燃燒空氣和額外的氧要更有效。第二燃燒氣體可以組成小于總?cè)紵龤怏w的一半，總?cè)紵龤怏w包括主要燃燒氣體、第二燃燒氣體和任何被引入的可燃的額外氣體。第二燃燒氣體可組成燃燒氣體總百分?jǐn)?shù)的10至50%之間，優(yōu)選20至40%。在一個(gè)實(shí)施方式中，額外(或第二)固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料被注入到下段，并且在第二燃燒氣體存在下燃燒以在下段中形成火焰。這在將富含氧的空氣作為燃燒氣體時(shí)尤為重要，因?yàn)楸M管需要更小的體積，但是有益地增加了能量效率。選擇第二燃燒氣體和第二燃料中的氧的相對(duì)量使得在第二氣體中完全燃燒第二燃料后，氧過(guò)量。向下段注入第二燃料是有益的，因?yàn)樗梢杂脕?lái)調(diào)節(jié)在基段中收集的熔體的溫度。除了在上段中的主燃燒，在下段中形成火焰也是有益的，因?yàn)檫@是可以改變?nèi)垠w溫度的機(jī)制。特別地，在循環(huán)燃燒室的基段中，礦物熔體沿壁向下流以在基段中收集。因此，在這一區(qū)域中，熔體作為在燃燒室的壁上的薄膜存在以及作為在基段中的熔池(bath)存在(其通常是很淺的)。在這一區(qū)域施用輻射熱尤其有效，因?yàn)樗梢匀菀椎卮┩刚麄€(gè)熔體。因此，在這一區(qū)域中使用火焰對(duì)于均勻、快速以及在準(zhǔn)確的參數(shù)范圍內(nèi)加熱熔體是尤其有效的，通過(guò)改變這一區(qū)域中的燃料和氣體的流速，可以將熔體的溫度維持在精確的限值內(nèi)。

以此為目的，第二燃料優(yōu)選朝著下段的底端注入，優(yōu)選在燃燒室的圓錐狀下段的下半部分，使得第二燃料靠近基段。第二燃料可以是任何燃料。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二燃料包括單獨(dú)的固體燃料樣顆粒碳材料，例如煤，因?yàn)樗鼈兺ǔ７浅＝?jīng)濟(jì)并且可以降低NOx的產(chǎn)生。在另一實(shí)施方式中，第二燃料包括一些立即并且完全燃燒的液態(tài)或氣態(tài)燃料。優(yōu)選地，第二燃料包括一些固體燃料，例如煤，量為例如第二燃料總量的10至90%，優(yōu)選40至80%，最優(yōu)選50至70%，第二燃料中的剩余物為液態(tài)或氣態(tài)燃料。優(yōu)選的非固體燃料是丙烷、甲烷或天然氣。第二燃料以比顆粒燃料更低的量存在，并且組成總?cè)剂夏芰康男∮?0%，通常是20至40%。 在這一實(shí)施方式中，第二燃燒氣體優(yōu)選純氧并且與所述燃料一起通過(guò)燃燒器入口被引入使得立即發(fā)生燃燒?；蛘?，第二燃燒氣體可以通過(guò)靠近用于第二燃料的入口的入口被引入，并且可以在燃燒室中發(fā)生混合。循環(huán)燃燒室中的氣體和懸浮的顆粒材料的大體運(yùn)動(dòng)是旋風(fēng)式運(yùn)動(dòng)。這是通過(guò)以維持渦流運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)?shù)慕嵌纫肴紵龤怏w以及顆粒燃料和礦物材料而產(chǎn)生的。當(dāng)使用第二燃燒氣體時(shí)，也優(yōu)選以相同的方向引入該第二燃燒氣體以維持循環(huán)流。排出氣體與在燃燒室的基部中收集的礦物熔體分離，并且傳到熱交換系統(tǒng)，通常通過(guò)在循環(huán)燃燒室頂部的通氣管。排出氣體隨后用于預(yù)熱礦物材料并且任選地也預(yù)熱燃燒氣體。排出氣體通常以1300和1900°C之間，通常1500至1750°C，例如約1550至1650°C的溫度離開(kāi)循環(huán)燃燒室。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一和第二礦物材料被分別提供到熱交換系統(tǒng)中。這在第一礦物材料具有比第二礦物材料更高的燒結(jié)溫度時(shí)是有益的。第一礦物材料通常是具有1200至1400°C的燒結(jié)溫度的原始礦物材料，而第二礦物材料通常是加工的礦物材料，例如粘結(jié)的礦物纖維，其具有900至1100°C的燒結(jié)溫度。為了實(shí)現(xiàn)最大的能量效率，非常重要的是盡可能完全地利用排出氣體的熱能量。這對(duì)于熱效率以及對(duì)于維持礦物材料的良好流動(dòng)特性并且因此在預(yù)熱期間礦物材料不被溶解或軟化的良好工藝效率也是很重要的。這通過(guò)在第二礦物材料之前預(yù)熱第一礦物材料而處理。特別地，在第二礦物材料之前，將第一礦物材料加入到熱交換系統(tǒng)中。這樣做意味著第一礦物材料加入到第二礦物材料的排出氣體上游。在排出氣體與第一礦物材料接觸后，第一礦物材料預(yù)熱并且排出氣體冷卻并繼續(xù)預(yù)熱第一礦物材料以預(yù)熱第二礦物材料，通常在排出氣體與第一礦物材料接觸前淬滅排出氣體。通常，排出氣體被淬滅到約1300°C以避免第一礦物材料的軟化或熔化。淬滅是使用任何適當(dāng)?shù)臍怏w如空氣或任何適當(dāng)?shù)囊后w如氨水來(lái)進(jìn)行。當(dāng)排出氣體接觸第一礦物材料時(shí)，排出氣體預(yù)熱該第一礦物材料并且自身冷卻。在第一預(yù)熱階段，第一礦物材料優(yōu)選被預(yù)熱至300至600°C的溫度，更優(yōu)選400至550°C。優(yōu)選地，排出氣體和第一礦物材料的相對(duì)量是使得到第二預(yù)熱階段最后，第一礦物材料被預(yù)熱至稍低于第二礦物材料的燒結(jié)溫度，通常是750至850°C。隨后將第二礦物材料添加到熱交換系統(tǒng)中并與排出氣體以及在排出氣體中懸浮的第一礦物材料接觸。第二礦物材料通過(guò)這一接觸被預(yù)熱。優(yōu)選地，第二礦物材料被預(yù)熱到至少700°C并且優(yōu)選在750和850°C之間。通常，第二礦物材料是包括有機(jī)試劑如有機(jī)粘結(jié)劑的加工產(chǎn)物。尤其有益的是將第二礦物材料預(yù)熱至有機(jī)添加物完全被燃燒的溫度和條件。因此，包括所釋放的有機(jī)組分的氣體應(yīng)在含有至少2%氧氣的環(huán)境條件下加熱至約750至850°C，持續(xù)至少1-2秒以燃燒掉有機(jī)粘結(jié)劑。熱交換系統(tǒng)優(yōu)選包括至少一個(gè)以及優(yōu)選兩個(gè)或者甚至三個(gè)預(yù)加熱器旋風(fēng)器12、
13、16。第一和第二礦物材料通常被添加到第一導(dǎo)管11，該第一導(dǎo)管11使來(lái)自循環(huán)燃燒室I的排出氣體運(yùn)輸?shù)降谝活A(yù)加熱器旋風(fēng)器12。在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中,排出氣體與礦物材料分離。礦物材料包括混合的第一和第二礦物材料，其通過(guò)混合的礦物材料導(dǎo)管3到循環(huán)燃燒室I的入口以待熔化。優(yōu)選地，在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中產(chǎn)生氮氧化物(NOx)還原條件。NOx是環(huán)境廢物，其在可以被釋放到大氣中之間必須從排出氣體中被除去。這通常通過(guò)選擇性非催化還原(SNCR)進(jìn)行。然而，有益地，在本發(fā)明中，Nox可以通過(guò)選擇性非催化還原(SNCR)在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器中被顯著降低并且優(yōu)選基本上從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器中消除。這是從排出氣體中除去Nox的經(jīng)濟(jì)且方便的方式。通過(guò)在預(yù)加熱器旋風(fēng)器中包括含氮材料來(lái)產(chǎn)生NOx還原條件，該含氮材料在預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中一般的條件下將還原NOx。含氮材料可包括在被供料至預(yù)加熱器旋風(fēng)器12的熱排出氣體中或者可直接添加到預(yù)加熱器旋風(fēng)器12中。在預(yù)加熱器旋風(fēng)器中包括的含 氮材料優(yōu)選氨或銨基化合物、胺或尿素，其中尿素可以是游離的或者更優(yōu)選是樹(shù)脂型產(chǎn)品，例如脲醛或脲酚醛樹(shù)脂。尤其優(yōu)選地，通過(guò)在礦物材料中包括廢物粘合的礦物纖維作為供料至預(yù)加熱器旋風(fēng)器12的第二礦物材料來(lái)產(chǎn)生NOx還原條件，其中廢物粘合的礦物纖維含有尿素樹(shù)脂(通常是酚尿素樹(shù)脂)和/或氨或銨基化合物(例如在廢物纖維中作為用于樹(shù)脂的緩沖劑)。因此，能夠同時(shí)利用廢物材料并在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)它以將排出氣體中顯著量的NOx還原為氮?dú)?。氨或氨衍生物或者其他NOx還原化合物的量?jī)?yōu)選I至4 (優(yōu)選1-2，或尤其是1-1.7)摩爾每摩爾NOx并且反應(yīng)優(yōu)選在800°C至1050°C的溫度進(jìn)行。反應(yīng)駐留時(shí)間優(yōu)選至少0.3秒并且最優(yōu)選至少I秒。典型地，這可以是直到排出氣體被冷卻到低于例如800°C的反應(yīng)溫度前，在預(yù)加熱器旋風(fēng)器和/或?qū)Ч苤械念w粒礦物材料的駐留時(shí)間。在這些條件下，優(yōu)選以800至1050°C的溫度范圍內(nèi)，基本上所有的NOx都被還原成氮?dú)猓词乖陬A(yù)加熱器旋風(fēng)器中的氛圍優(yōu)選為氧化氛圍。因此，根據(jù)另一優(yōu)選的特征，在預(yù)加熱器旋風(fēng)器中的氣體環(huán)境含有過(guò)量的氧氣，優(yōu)選在按照氣體環(huán)境的重量計(jì)，至少1%或2%的量，但可以達(dá)到4%，或者甚至達(dá)到12%。盡管環(huán)境的氧化性質(zhì)，在用于預(yù)加熱器所限定的環(huán)境下，Nox通過(guò)添加的氨或其他含氮化合物被還原。預(yù)加熱器因此可以同時(shí)作為Nox還原器以及氧化后燃燒器操作以燃燒來(lái)自燃燒腔室的污染物如硫化氫和一氧化碳。優(yōu)選地，從熔體分離的并且隨后被供料到預(yù)加熱器旋風(fēng)器中的排出氣體所含的氧比在預(yù)加熱器旋風(fēng)器中存在的氧要少，因此優(yōu)選地將空氣或者其他氧源加入到在預(yù)加熱器中或者在熔體和預(yù)加熱器之間的排出氣體中。排出氣體從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12的頂部穿過(guò)第二導(dǎo)管14到第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13。優(yōu)選第一礦物材料在被傳送到第一導(dǎo)管11中以被排出氣體進(jìn)一步預(yù)加熱之前在第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13中經(jīng)歷初始預(yù)加熱。因此，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一礦物材料被引入到第二導(dǎo)管中并且預(yù)加熱到300和600°C之間的初始溫度，優(yōu)選450和550°C之間。排出氣體隨后離開(kāi)第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器13并且通常通過(guò)間接熱交換被用于加熱燃燒氣體。參照?qǐng)D2-7，在第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器12的底部出口 40處，預(yù)加熱的礦物材料分成兩個(gè)材料流以供料給循環(huán)燃燒室I的兩個(gè)或更多個(gè)入口。為了將旋風(fēng)器12外面向下的材料流47分成兩個(gè)平穩(wěn)的并且優(yōu)選大小相同的材料供料流44，45，本發(fā)明意識(shí)到顆粒材料的氣旋性能量必須至少被降低并且優(yōu)選被去除。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，出口 40設(shè)有傾斜導(dǎo)板41，該導(dǎo)板41優(yōu)選V型并且由此形成流動(dòng)通道以便流出旋風(fēng)器的材料流47撞擊導(dǎo)板41的上段并且在由導(dǎo)板41形成的通道中朝著導(dǎo)板41的最底端向下流動(dòng)，材料流從該最底端以集合流離開(kāi)導(dǎo)板41，在集合流中，在材料流中的顆粒的運(yùn)動(dòng)是統(tǒng)一的。這一統(tǒng)一的材料流撞擊位于導(dǎo)板41的下游的傾斜擋板42。擋板42是平面由此集合流擴(kuò)散成拋物線形撞擊圖案48并且沿著擋板42繼續(xù)流動(dòng)并在離開(kāi)擋板42的最底端時(shí)形成材料流的向下簾49。導(dǎo)板41傾斜以使向下的材料流轉(zhuǎn)向，離開(kāi)旋風(fēng)器12以便統(tǒng)一流動(dòng)方向。這一傾斜可以是在大約45°和 60°之間，優(yōu)選約50°。擋板42與導(dǎo)板41相對(duì)定位并且也是傾斜的，只是指向與導(dǎo)板41相反的方向；參照?qǐng)D2-3。擋板42可以在50°和75°之間的角度傾斜，優(yōu)選60-70°，更優(yōu)選約67°。傾斜量，即相對(duì)于水平的角度移位影響材料流簾49的側(cè)向尺寸。傾斜角越高，拋物線撞擊區(qū)48越窄，并且由此也導(dǎo)致簾49將越窄。
這一預(yù)熱材料的簾49基本上是平面的，并且在擋板42下方，在兩個(gè)材料流通道44,45的交叉處設(shè)有分隔器43?？赏ㄟ^(guò)繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)這一分隔器43來(lái)調(diào)整它以便確保材料在兩個(gè)材料流通道44，45中的預(yù)定分布。由于在這一環(huán)境(即，預(yù)熱材料、旋風(fēng)器、出口和通道)中的高溫度，分隔器的樞轉(zhuǎn)軸可由中空軸制成，其可被水冷卻以確保分隔器的機(jī)械功倉(cāng)泛。如圖2-4所示，粉碎裝 置60可緊挨著底部出口 40的上游提供，以分解任何由于系統(tǒng)高溫而燒結(jié)在一起或者可能阻斷該系統(tǒng)的預(yù)熱材料。在所示實(shí)施方式中，粉碎裝置60包括一套撕裂機(jī)輪61，62，該套撕裂機(jī)輪61，62限定穿過(guò)粉碎裝置60并且進(jìn)入到循環(huán)燃燒室I的入口中的材料流的顆粒尺寸的上限。該套撕裂機(jī)輪61，62中每個(gè)包括彼此以預(yù)定距離間隔開(kāi)地設(shè)置在公共軸64，65上的多個(gè)撕裂機(jī)翼。每個(gè)輪可包括四個(gè)等距的翼，如圖所示。然而，可在每個(gè)輪上替代地提供其他整數(shù)個(gè)翼。該套撕裂機(jī)輪61，62中的每個(gè)輪可設(shè)置為使得翼是設(shè)置成交錯(cuò)的構(gòu)型。軸64，65優(yōu)選為空心的并且由此適于水冷卻以便確保撕裂機(jī)即使由于熱也能正常發(fā)揮機(jī)械功能。該套撕裂機(jī)輪61，62中的兩者是交織的。撕裂機(jī)輪61，62成形為基本上不干擾預(yù)熱材料的流動(dòng)。因此，多數(shù)預(yù)熱材料自由地流動(dòng)通過(guò)粉碎裝置60，而幾乎不被該粉碎裝置60影響?？稍诜鬯檠b置60的下游提供再一套輪63。上面參照優(yōu)選的實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到可提供其他變形而不背離如所附權(quán)利要求書中所限定的保護(hù)范圍。例如，導(dǎo)板可提供為除了 V型以外的其他形狀，例如漏斗狀的形狀、溝槽狀的形狀等。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)機(jī)顆粒材料存在下，通過(guò)燃燒可燃材料由此形成熔體來(lái)生產(chǎn)礦物熔體的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 循環(huán)燃燒室(I)，具有適于接收燃料(2 )、預(yù)熱礦物材料(3 )和燃燒氣體(4)的供給的至少兩個(gè)入口， 用于預(yù)熱礦物材料的熱交換系統(tǒng)，包括第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)，從循環(huán)燃燒室(I)到第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)的用于傳送排出氣體的導(dǎo)管(11)，用于將礦物材料注入到導(dǎo)管(11)中的入口，以及與循環(huán)燃燒室中的入口流動(dòng)連通以向所述燃燒室供給預(yù)熱礦物材料的底部旋風(fēng)器出口， 用于收集礦物熔體(9)的機(jī)構(gòu)，以及 其特征在于 所述第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)的出口設(shè)有用于將礦物材料流穩(wěn)定化并分開(kāi)成兩個(gè)材料流以供給至少兩個(gè)燃燒室入口的機(jī)構(gòu)(40)，其中用于穩(wěn)定礦物材料流的機(jī)構(gòu)(40)包括: 向下傾斜的導(dǎo)板(41)，在第一端接收來(lái)自旋風(fēng)器出口的材料，以及引導(dǎo)所述材料超出所述導(dǎo)板(41)的第二端，和 在導(dǎo)板下游的向下傾斜的擋板(42)，用于接收來(lái)自導(dǎo)板(41)的材料流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述導(dǎo)板(41)是V型的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其中所述擋板(42)是平面的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一 項(xiàng)的設(shè)備，其中所述導(dǎo)板(41)以相對(duì)于水平成45°和75°之間的角度傾斜，優(yōu)選50°和60°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中所述擋板(42)以相對(duì)于水平成45°和75°之間的角度傾斜，優(yōu)選60°和70°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中所述擋板(42)相對(duì)于導(dǎo)板(41)傾斜，使得沿著導(dǎo)板(41)被引導(dǎo)并且超過(guò)導(dǎo)板(41)的第二端的材料撞擊擋板(42)，所述撞擊的方式是該材料在一拋物線撞擊區(qū)(48)中擴(kuò)散并且當(dāng)離開(kāi)擋板(42)的最底端時(shí)產(chǎn)生向下流動(dòng)的材料的簾(49)。
7.根據(jù)權(quán)利要6的設(shè)備，其中用于分開(kāi)礦物材料流的機(jī)構(gòu)(40)包括在擋板(42)下方的豎直分割器(43)，優(yōu)選以相對(duì)于材料流的簾(49)基本上為垂直取向。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中熱交換系統(tǒng)另外包括第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)，從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)到第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)的、用于輸送排出氣體的第二導(dǎo)管(14)，以及用于將礦物材料注入到第二導(dǎo)管(14)中的礦物材料入口，其中礦物材料導(dǎo)管(18)從第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)引導(dǎo)到第一導(dǎo)管(11 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中該設(shè)備還包括多個(gè)旋風(fēng)器(16)，從第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)到多個(gè)旋風(fēng)器(16)的、用于輸送排出氣體第三導(dǎo)管(15),以及用于將被分離的材料從多個(gè)旋風(fēng)器(16)提供到第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)的出口的導(dǎo)管(22)。
10.一種制造礦物熔體的方法，所述方法包括步驟: 提供循環(huán)燃燒室(I); 在包括第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)的熱交換系統(tǒng)中預(yù)熱礦物材料； 將燃料、預(yù)熱礦物材料和燃燒氣體通過(guò)至少兩個(gè)入口注入到循環(huán)燃燒室(I)中； 燃燒在循環(huán)燃燒室(I)中的燃料，由此熔化礦物材料以形成礦物熔體并產(chǎn)生排出氣體； 將排出氣體與礦物熔體分離，收集礦物熔體(9)并使排出氣體(10)通過(guò)熱交換系統(tǒng)； 其中預(yù)熱礦物材料流在離開(kāi)第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)時(shí)被穩(wěn)定化并且以預(yù)定方式被分成兩個(gè)材料流(44，45)用于供料給至少兩個(gè)燃燒室入口，和其中來(lái)自第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)的出口的材料流是這樣被穩(wěn)定化的: 通過(guò)將材料流從旋風(fēng)器出口遞送到向下傾斜的導(dǎo)板(41)的第一端上并且引導(dǎo)該材料超出所述導(dǎo)板(41)的第二端，然后 撞擊在導(dǎo)板(41)下游的向下傾斜的擋板(42)，使得沿著導(dǎo)板(41)引導(dǎo)的并且越過(guò)導(dǎo)板第二端的材料是以使該材料在一拋物線形的撞擊區(qū)(48 )中擴(kuò)散并由此在離開(kāi)擋板(42 )的最底端時(shí)產(chǎn)生向下流動(dòng)的材料的簾(49)的方式撞擊擋板(42)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，另外包括從礦物熔體制造礦物纖維的步驟，其在循環(huán)燃燒室(I)中通過(guò)出口(9)將收集的礦物熔體流動(dòng)到離心纖維化設(shè)備并形成纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，由此礦物材料流的簾(49)被在擋板(42)下方的豎直分割器(43 )分割成在兩個(gè)向下取向的流動(dòng)通道(44，45 )中的兩個(gè)材料流，所述豎直分割器(43)優(yōu)選具有相對(duì)于材料流的簾(49)為基本上垂直的取向。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)的方法，其中熱交換系統(tǒng)另外包括第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)，從第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)到第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)的、用于輸送排出氣體的第二導(dǎo)管(14)，以及用于將礦物材料注入到第二導(dǎo)管(14)中的礦物材料入口，其中礦物材料導(dǎo)管(18 )從第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13 )引導(dǎo)到第一導(dǎo)管(11)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，其中該設(shè)備還包括多個(gè)旋風(fēng)器(16)，從第二預(yù)加熱器旋風(fēng)器(13)到多 個(gè)旋風(fēng)器(16)的、用于輸送排出氣體的第三導(dǎo)管(15)，以及用于將被分離的材料從多個(gè)旋風(fēng)器(16)提供到第一預(yù)加熱器旋風(fēng)器(12)的出口的導(dǎo)管(22)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)的方法，其中在將礦物材料分開(kāi)成兩個(gè)材料流之前預(yù)熱該礦物材料是在700-1000°C的范圍，優(yōu)選750-850°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)在無(wú)機(jī)顆粒材料存在下燃燒可燃材料由此形成熔體來(lái)生產(chǎn)礦物熔體的設(shè)備和方法，所述設(shè)備包括循環(huán)燃燒室(1)，具有適于接收燃料(2)、預(yù)熱礦物材料(3)和燃燒氣體(4)的供給的至少兩個(gè)入口，用于預(yù)熱礦物材料的熱交換系統(tǒng)，包括第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)，從循環(huán)燃燒室(1)到第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)的用于傳送排出氣體的導(dǎo)管(11)，用于將礦物材料注入到導(dǎo)管(11)中的入口，以及與循環(huán)燃燒室中的入口流動(dòng)連通以向所述燃燒室供給預(yù)熱礦物材料的底部旋風(fēng)器出口，用于收集礦物熔體(9)的機(jī)構(gòu)，其中所述第一預(yù)熱器旋風(fēng)器(12)的出口設(shè)有用于將礦物材料流穩(wěn)定化并分開(kāi)成兩個(gè)材料流以供給至少兩個(gè)燃燒室入口的機(jī)構(gòu)(40)。
文檔編號(hào)C03B5/12GK103189320SQ201180052071
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者拉爾斯·埃爾梅基爾德·漢森, 拉爾斯·伯倫德 申請(qǐng)人:羅克伍爾國(guó)際公司