[发明专利]用于雾化熔融材料的旋转式雾化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种雾化熔融材料的装置和方法，特别是，本发明涉及一种熔融材料的成粒。

背景技术

一些类型的熔融材料成粒机包括旋转式雾化器。在这种类型的成粒机中，设置熔融材料与旋转盘接触然后通过离心力径向地从旋转式雾化器的中央被发射出去。理想地，发射的熔融材料的液滴在从旋转式雾化器被发射以后并在被收集用于进一步的用途之前的时间内充分地固化并冷却。目前存在多种成粒机和旋转式雾化器设计。

这些现行设计的一些缺点是：(i)其大的尺寸，成粒机通常需要大至10m的半径来使从旋转式雾化器发射的熔融材料的液滴充分地固化，(ii)昂贵并且低效使用大量的气流来帮助冷却从旋转式雾化器发射的熔融材料液滴，(iii)在炉渣成粒机中产生的“炉渣棉”(slag wool)造成昂贵的清理费用并降低成粒机的运行效率；炉渣棉是由非理想的旋转式雾化器设计形成的纤维状固化的炉渣，以及(iv)在收集阶段中在发射的液滴中保留的残余热量使它们相互表面粘附、团聚和/或再熔。

发明内容

本发明人已经设计了包括对目前存在的旋转式雾化器改进的旋转式雾化器的熔融材料成粒机。

一方面，本发明提供了一种成粒机，其包括：

用于容纳熔融材料并从其中发射熔融材料液滴的旋转式雾化器；该旋转式雾化器包括：

用于容纳熔融材料的转动的槽(well)，该槽包括底座和从围绕着所述底座的周边(peripheral rim)延伸的外周壁(peripheral wall)，该外周壁的顶端具有内顶边缘(inner top edge)和以水平面下0～60°的角度从内顶边缘延伸出来的凸缘区域(lip region)。

在本发明优选的形式中，延伸至内顶边缘的外周壁的上部区域是基本垂直的。外周壁的凸缘区域优选与底座的周边间隔一段距离。当底座为平坦表面时，外周壁的高度并因此从所述周边到凸缘区域的距离为槽的深度，在该实施方式中，所述底座与外周壁基本以直角相交从而提供基本垂直的壁。所述底座可以为除平坦构型外的其它构型，例如圆锥形或多面体形使得槽的深度高于外周壁的高度。然而，甚至在这些实施方式中，从底座的周边到外周壁的凸缘区域也间隔一段距离。

所述外周壁优选包括上部区域和下部区域。在优选的实施方式中，上部区域和下部区域共线整齐地排列从而使得外壁为笔直的。然而，外周壁的下部区域可以以75°-105°向槽的底座倾斜。不管外周壁的上部区域与下部区域的排列如何，对于本发明运行重要的是延伸至内边缘(inner edge)的外周壁上部区域是基本垂直的。

另一方面，本发明提供了使熔融材料成粒的方法，该方法包括如下步骤：

在转动的旋转式雾化器的槽中形成熔融材料池，该槽包括底座和从围绕着槽的底座的周边延伸出的外周壁，该外周壁包括内顶边缘和以水平面下0～60°的角度从内顶边缘倾斜出来的槽凸缘区域；

以一定的速率转动该旋转式雾化器以从凸缘区域发射熔融材料的液滴；和

将所述熔融材料固化成粒。优选地，该方法进一步包括在飞行过程中使液滴的大部分固化的步骤；将固化的液滴导向收集器。

在该方面优选的形式中，加入到所述池中的熔融材料在由旋转的雾化器产生的离心力的作用下沿着外周壁上升。在被发射之前，在槽中滞留一段时间后，所述熔融材料到达外周壁的内边缘。

本申请人已经发现通过不时地扰乱熔融材料流并保持从熔融材料被加入的中部到雾化器的外边缘的槽的熔融材料，有利于熔融材料在槽中更加均匀地分散以在槽口被雾化以有规则地制备成最终的液滴之前在凸缘区域形成薄液膜。

这与现有技术的圆盘不同，在现有技术的圆盘中，熔融材料几乎立即被分散到圆盘的外边缘。

另一方面，本发明提供了一种旋转式雾化器，该雾化器包括：

用于容纳熔融材料的槽，该槽包括底座和从围绕着底座周边延伸出的外周壁，外周壁的顶端包括内顶边缘和以水平面下0～60°的角度从内顶边缘延伸出来的凸缘区域。

另一方面，本发明提供了雾化熔融材料的方法，该方法包括如下步骤：

在转动的旋转式雾化器的槽中形成熔融材料池，该槽包括底座和从围绕槽的底座的周边延伸的外周壁，外周壁包括内顶边缘和以水平面下0～60°的角度从内顶边缘倾斜出来的凸缘区域；

以一定的速率旋转该旋转式雾化器以从槽凸缘区域发射熔融材料的液滴，熔融材料在槽内滞留一段时间。

在上述方面的优选的形式中，所述熔融材料为炉渣。