[发明专利]用于冷却烘炉旁路中的烘炉废气的设备和方法

说明书

本发明涉及用于冷却烘炉旁路中的烘炉废气的设备，该设备包括用于抽出和冷却来自烘炉系统的一部分烘炉废气的混合室，所述混合室包括管状壳体，该管状壳体在一端上被提供有用于烘炉废气的废气入口，并且在它的另一端上被提供有用于冷却后的废气的出口，所述混合室进一步包括用于冷却气体的切向入口，其中该设备也包括用于将冷却气体供给到混合室的第一风扇和用于通过烘炉旁路抽吸烘炉废气的第二风扇。本发明也涉及用于冷却烘炉旁路中的废气的方法。

前面所提及的类型的设备例如通过EP927707是已知的，并且其被用于减少已经与水泥生料和燃料一起被引入到水泥制造设备中并且在设备的烘炉系统中循环而潜在地引起堵塞和不稳定的烘炉操作的挥发成份(例如氯化物、碱和硫磺)的数量。简要地描述，该设备依照这样的方法操作，即，其中一部分烘炉废气经由旁路被抽出并且被冷却，允许固体形式的挥发成份与废气分离，随后被丢弃或可能被用在最终水泥中或者用于其它目的。

依照EP927707的设备被设计为双管结构，由在其间形成环形通道的外管和内管组成，并且具有紧靠内管前面的混合区。烘炉废气经由被连接到烘炉系统的外管被引入到设备中，并且随后在混合区中利用冷却气体被混合和冷却，该冷却气体是沿着螺旋形状的流程以旋转气流的形式通过外管和内管之间的环形通道被引入到混合区。混合后且冷却后的废气随后经由内管被排出用于在随后的处理阶段中进一步处理。

在前面所提及的类型的烘炉旁路的操作期间，为了维持恒定量的挥发成份在烘炉系统中的循环，操作员要确定所需的通过烘炉旁路抽吸的烘炉废气的数量。典型地，取决于挥发成份的数量和组分，通过烘炉旁通抽吸的烘炉废气的量在总废气体积的百分之二和百分之十之间。在操作期间，烘炉旁通的调节传统上基于维持从混合室排出的混合废气的温度的预定值。基于对混合废气温度的连续测量，随后依照预定程序作为测量温度的函数通过调节设备的一个或两个风扇来调节冷却气体和烘炉废气各自的数量，从而执行调节本身。这种调节模式的固有缺点是，例如，抽出的烘炉废气的温度变化或者抽出的废气中的粉尘数量变化可能引起通过烘炉旁路抽吸的烘炉废气的数量的主要变化。这是所不期望的，因为这样燃烧空气/通过烘炉抽吸的烘炉废气的数量也将发生变化，因此对于操作员来说维持燃烧区域中的特定温度以及烘炉中的特定空气盈余是困难的。这不仅可能影响产品质量而且也可能影响硫磺和碱化合物的蒸发。这包括由于挥发成份不断堆积而发生在烘炉系统中的结层或堵塞的增加的风险，或者由于烘炉废气的不充分的冷却而形成在混合室中的结层的风险。而且，在引入到混合室中的冷却气体的漩流数很大以致于形成的涡流顶点侵入烘炉系统中的情况下，会产生冷却空气作为不良气体(false air)进入烘炉系统的风险。

因此，期望具有调节烘炉旁路的能力，以致于通过烘炉旁路抽吸的烘炉废气的数量将是基本上恒定的，同时混合室中的冷却足以防止形成结层并且冷却时没有冷却空气以不良气体的形式进入到烘炉系统中的情形发生。

本发明的目的是提供用于冷却烘炉旁路中的烘炉废气的设备以及方法，从而实现上述目标。

依照本发明，上述目标是利用前面的介绍中提及类型的设备获得的，并且特征在于，该设备包括用于测量引入到混合室中的冷却气体的质量流量m_A和流动速度v_A以及从混合室排出的冷却后的废气的质量流量m_B和流动速度v_B的装置，基于测量值m_A、v_A、m_B和v_B确定通过烘炉旁路抽吸的烘炉废气的实际质量流量m_C和流动速度v_C并且比较实际质量流量m_C与通过烘炉旁路抽吸的目标烘炉废气的预定值的计算单元，基于值m_A、v_A、m_C和v_C确定混合室中的气体的实际漩流数S并且比较这个值与混合室中的气体的漩流数的预定的、期望值的计算单元，以及用于当Δm_C或ΔS偏离0时分别调节用于将冷却气体进给到混合室的风扇、调节用于通过烘炉旁路抽吸烘炉废气的风扇以及调节通过设备的压力损失的装置。