[发明专利]加热装置和加热装置中使用的气体分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热装置，并涉及一种所述加热装置中使用的气体分布器。更具体但不排他地，本发明涉及用于在材料被运送至熔炼过程之前加热该材料的预热器，并且涉及在这种加热装置中使用的加热气体分布器。

背景技术

通常所接受的观点是，轴式逆流气体/固体热交换是用于从连续自由流动的固体流中或向其进行热交换的最高效的手段。在这种结构中，使垂直上升的气体流与垂直下降的固体流接触。有利地，含有某些产生热量的化合物的熔炼炉尾气可以燃烧，并添加到循环惰性气体从而为加热固体流提供传热介质。当固体流表现出活塞流(plugflow)特性并且当加热气体均匀分布在固形物的自由流化基座时，加热效率最高。活塞流和均匀分布相结合会产生加热气体和固体流之间最高效的热传递。

现有预热器通常包括：被分成许多部分的容器，这些部分包括冷材料被送入该容器的进料区，来自预热过程的顶部气体被收集并提取的气体区，材料通过加热气体加热的上部加热区，以及被加热的进料材料在被运送到熔炼装置之前被暂时存储的下部加热区。这种气体通常通过气体分布器被引入到上部加热区，现有技术中已知该气体分布器的许多设计。

现有的设计存在许多缺点。第一个缺点涉及通过固体流的加热气体的不均匀分布，并因此导致不均匀的加热流。当设计用于预热固体材料的对流气体/固体热交换单元时，材料进入加热室时的颗粒离析是考虑的关键因素。较大的颗粒倾向于移动到朝向加热区的外壁，然而较小的微粒停留在堆积物的中心。这种离析导致不成比例的气体量沿容器壁垂直向上地流动，其中由于阻力减小而出现较大的颗粒。然后，这导致加热气体的不均匀分布，并因此导致不均匀的加热流。现有气体分布器不是优化地设计为以有助于均匀气体分布的方式引入加热气体。现有气体分布器的几何设计也不一定是在固体材料的整个基座上有助于促进活塞流特性的理想情况。现有气体分布器的另一个缺点是，排气孔的定向和结构使这些孔易于受到来自向下移动的固体流的固体的堵塞和干扰。

现有的预热装置存在的另一个缺点是，它们通常包括单个的大型预热容器。这不利于维持所需的活塞流，因为锥形排放的渐缩结构对放慢材料沿壁向下吸取速率同时增大容器中心向下吸取速率起到显著的作用。使用单个的容器也构成了对于系统的可用性和停机时间的风险，并且由于大量的进料材料要被预热，将不利地影响装置的可操作性和控制性。

因此，本发明的一个目的是提供将至少部分地减轻上述缺点的加热装置。

本发明的另一个目的是提供将成为现有的加热装置的有用的替代物的加热装置。

本发明的进一步的目的是提供在将至少部分地减轻上述缺点的加热装置中使用的气体分布器。

本发明的又一个目的是提供将成为现有的气体分布器的有用的替代物的、在加热装置中使用的气体分布器。

本发明的另一个目的是提供包括至少一个但优选为多个加热装置的加热系统，其将至少部分地减轻上述缺点。

本发明的又一个目的是提供包括至少一个但优选为多个加热装置的加热系统，其将成为现有的加热系统的有用的替代物。

发明内容

根据本发明，提供了一种气体分布装置，适合用于加热颗粒材料的加热装置，所述气体分布装置包括：

具有进气口装置和出气口装置的外壳；

所述外壳包括可操作上部区域和可操作下部区域，所述出气口装置提供在所述可操作下部区域中；

其特征在于，所述可操作下部区域是具有向下逐渐变细、会聚的结构。

所述下部区域可以是基本上呈圆锥形，尤其可以是倒锥的形式。

提供了所述可操作下部区域，其包括跨度减少的多个离散环，所述离散环至少部分地位于彼此下方从而形成阶梯式圆锥，所述出气口装置由跨度减少的多个离散环之间的环形间隔确定。

在一个实施例中，所述环为环形截面的圆柱环的形式。

为了解释说明，术语“环”应当理解为包括具有连续侧壁的物体的任何结构，并且所述环可以为，例如，具有圆形、椭圆形、方形或矩形的剖面。

所述环可以具有相同的高度，并且可选地可以具有不同的高度。

所述可操作下部区域可以由2至10个环构成，并且更优选地为4至7个环。

相邻环的相对端可以至少部分地重叠，以使得所述出气口是使用时向下导向的垂直延伸的环形通道的形式。

构成所述可操作下部区域的环通过包括横档支撑柱的环形支撑结构保持在原位。

进一步提供了气体分布装置，其包括圆柱形中间区域，具有与所述中间区域流体连通的进气口装置。