Транспортер/охладитель с воздушным и водяным охлаждением для горячих сыпучих материалов

006811 Настоящее изобретение относится к транспортеру/охладителю для горячих сыпучих материалов с воздушным и водяным охлаждением, например, тяжелых шлаков, образуемых в котлах, или шлаков и окалины, образуемых в различных промышленных технологических процессах, подобных сжиганию,спеканию и так далее. Известен транспортер/охладитель для горячих сыпучих материалов, описанный в WO 97/00406 (соответствует патенту США 6230633), того же заявителя. Известное устройство содержит металлическую конвейерную ленту, управляемую мотором, материал лежит на конвейерной ленте, образуя непрерывный перемещаемый слой. Конвейер содержит регенеративный теплообменник, который отбирает тепло от материала во время его прямого перемещения и отдает его воздуху при обратном движении. Хотя известный транспортер является достаточно эффективным, но все же есть необходимость в улучшении охлаждения материла дополнительным количеством воды и воздуха. Таким образом задачей настоящего изобретения является обеспечение транспортера/охладителя для горячих сыпучих материалов улучшенной системой охлаждения. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение транспортера/охладителя для горячих сыпучих материалов средствами температурного контроля, способными активировать/деактивировать указанные средства охлаждения воздухом и водой во время процесса перемещения/охлаждения, таким образом предотвращая избыточный расход воды и последующие проблемы загрязнения. Элементы новизны, объекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными без ограничения из следующего описания и из прилагаемых чертежей, на которых иллюстрируются некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, где фиг. 1 - схематический вид сбоку транспортера/охладителя, соответствующего настоящему изобретению, для горячих сыпучих материалов 3, поступающих из топочных камер 2, работающих при пониженном давлении; фиг. 2 - схематический вид сбоку транспортера/охладителя, соответствующего настоящему изобретению, для горячих сыпучих материалов 3, поступающих из топочных камер 7, работающих при повышенном давлении; фиг. 3 - схематический вид сбоку транспортера/охладителя, соответствующего настоящему изобретению, имеющего ленту с прорезями; фиг. 4 - схематический вид сверху транспортера/охладителя, соответствующего настоящему изобретению, для горячих сыпучих материалов; фиг. 5 - схематическое изображение плоско-объемного расположения сопел 5 водооросительной системы в небольших боковых панелях 16 металлического контейнера 1; фиг. 6 - схематическое изображение плоско-объемного расположения сопел 5 водооросительной системы в верхней крышке металлического контейнера 1; фиг. 7 - схематическое изображение системы 8 взвешивания, установленной на ленте 4 транспортера для регулирования производительности; фиг. 8 - схематическое изображение элемента стальной полосы 15, смонтированной на металлическом контейнере 1 для регулирования производительности; фиг. 9 - схематическое изображение металлической ленты 4 транспортера, имеющей пластины с прорезями 6. Необходимо отметить, что на приведенных чертежах аналогичными ссылочными номерами указаны аналогичные или соответствующие элементы. Транспортер/охладитель, соответствующий настоящему изобретению, используется для транспортировки горячих сыпучих материалов 3, в частности, например, тяжелых шлаков и других побочных продуктов сгорания, поступающих из котлов или мусоросжигателей (2, 7), причем приводное средство со стальной металлической лентой 4 смонтировано в герметичном металлическом контейнере 1. Горячие сыпучие материалы 3 благодаря эффекту гравитации покидают котел или мусоросжигатель 2, 7, под которым проходит металлическая лента 4 транспортера, на которой укладывается материал 3,образующий непрерывный слой, движущийся к области 9 выгрузки. Пылеобразный материал с меньшим размером зерен, который выпадает из металлической ленты 4 и укладывается на дно контейнера 1, транспортируется по направлению к выпускному отверстию области 9 выгрузки благодаря использованию скребкового транспортного средства 10 с цепями или с металлической сеткой. Скорость ленты 4 транспортера может быть отрегулирована в соответствии с объемом транспортируемого материала 3 и специфическими потребностями охлаждения для оптимизации распределения шлака на ленте для увеличения поверхности теплообмена. Охлаждение сыпучего материала 3, выходящего из топочных камер при температурах, близких к 800/900 С, имеет место благодаря сочетанию подачи воздушного потока и водяных струй, распыляемых внутри контейнера 1. Внешний воздух возвращается в металлический контейнер 1 через воздухозаборники, благодаря использованию пониженного давления, образуемого в топочной камере при соединении системы транспортировки/охлаждения с котлами 2, работающими при пониженном давлении. В том случае, когда сис-1 006811 тема транспортировки/охлаждения должна быть установлена ниже по технологической цепочке от котлов или мусоросжигателей, в которых сжигание имеет место при повышенном давлении 7, охлаждающий воздух подают внутрь металлического контейнера 1 с помощью принудительной вентиляционной системы. Воздушный поток поступает из воздухозаборников 12 и проходит через металлический контейнер 1 противопотоком перемещаемому горячему материалу 3, транспортируемому посредством металлической ленты 4 к области 9 выгрузки. Для улучшения эффективности технологического процесса охлаждения металлические пластины ленты 4 транспортера могут иметь прорези 6, через которые охлаждающий воздух может достигать нижней части непрерывного перемещающегося слоя и проходить внутрь слоя материала 3. В таком случае, в металлическом контейнере 1 предусматривают дополнительные воздухозаборники 11, которые размещают для создания дополнительного охлаждающего потока, отличающегося от предыдущего потока. Что касается второго воздушного потока, всасываемого посредством воздухозаборников 11, часть его проходит в нижней части контейнера 1 под лентой 4 транспортера по направлению к области 9 выгрузки, где она смешивается с первым потоком, поступающим из воздухозаборников 12, тогда как оставшаяся часть проходит через прорези 6, сделанные в металлических пластинах ленты 4 транспортера. Благодаря использованию преимущества перепада давления, существующего между верхней секцией ленты транспортера и нижней секцией ленты транспортера, воздух проходит через всю толщину перемещающегося непрерывного слоя горячего материала 3, охлаждая его нижнюю часть и внутреннюю часть. Геометрия, число и расположение прорезей 6, сделанных в пластинах ленты 4 транспортера, для предотвращения возможной утечки определены как функция химико-физических свойств транспортируемого материала 3 и требуемой степени охлаждения. Доля используемого воздуха для двух охлаждающих частей поступающего потока из клапанов воздухозаборников 11 может быть измерена посредством регулирующего устройства 13, расположенного на дне металлического контейнера 1 вблизи области 9 выгрузки. Расход охлаждающего воздуха является функцией воздухозаборников 11-12 и перепада давления,устанавливаемого в металлическом контейнере 1, и может быть измерен посредством воздействия на регулирующие элементы клапанов воздухозаборников. Воздух поглощает тепло, которое горячий материал 3 отдает благодаря конвективному с ним теплообмену, тепло стенок металлического контейнера 1, которые нагреваются излучением, тепло металлической ленты 4, нагреваемой при движении в прямом и обратном направлении, и, по меньшей мере, посредством возможных продуктов сгорания несгоревшего вещества, обнаруживаемого в транспортируемом материале 3. Следует указать, что в специальном случае металлическая лента 4 транспортера работает как регенеративный теплообменник благодаря поглощению тепла из горячего сыпучего материала 3 при движении вперед и благодаря отдаче его охлаждающему воздуху во время движения в обратном направлении. Когда транспортер/охладитель используют для котлов или мусоросжигателей 2, работающих при пониженном давлении, то воздух, нагреваемый таким образом, возвращается назад в топочную камеру,где его смешивают с основным воздухом для горения, возвращая, таким образом, часть тепловой энергии, аккумулированной в течение фазы охлаждения горячего материала 3. Когда вместо этого систему используют в топочных камерах 7, работающих при повышенном давлении, воздух непосредственно выбрасывается в атмосферу после соответствующей фильтрации для улавливания летучих веществ. Для дополнительного уменьшения температуры горячего материала 3, транспортируемого с помощью металлической ленты 4, систему воздушного охлаждения объединяют с системой водяного охлаждения. Систему водяного охлаждения образуют из определенного числа сопел 5, которые могут быть приведены в действие только тогда, когда расхода охлаждающего воздуха не достаточно для гарантии требуемого уменьшения температуры. Сопла 5 могут быть расположены такимобразом, чтобы распыляемые струи воды были направлены на верхнюю часть горячего сыпучего материала 3, транспортируемого с помощью металлической ленты 4 во время движения вперед по направлению к области 9 выгрузки. Интеграция распылительной водооросительной системы обеспечивает возможность увеличения теплообмена с транспортируемым материалом 3, в соответствии с чем представляется возможным уменьшить горизонтальные размеры металлического контейнера 1 по сравнению с охлаждением, осуществляемым только с помощью воздуха. Оросительная система может быть также использована в тех случаях применения, в которых задачей является не только уменьшение температуры транспортируемого материала 3, но также заранее заданное увлажнение вышеупомянутого материала. Число сопел 5, их плоско-объемное расположение внутри металлического контейнера 1 и тип каждого отдельного сопла 5 предварительно определяют в соответствии с химико-физическими характеристиками транспортируемого материала 3, в соответствии с объемом вышеупомянутого материала и в соответствии с требуемой степенью охлаждения.-2 006811 Оросительная система может быть связана с сетью сжатого воздуха так, чтобы совместно распылять воду и воздух в соответствии с необходимостью для оптимизации охлаждения с помощью соответствующего измерения расхода этих двух элементов. Производительность сопел 5, последовательность вмешательства и длительность активации определяют в соответствии с температурой материала 3 и в соответствии с уровнем объема этого материала,посредством обработки сигналов в диалоговом режиме, принимаемых благодаря температурным датчикам 14, установленным внутри металлического контейнера 1, и величины объема материала 3. Текущее значение объема горячего сыпучего транспортируемого материала 3 может быть измерено путем использования системы 8 взвешивания, непосредственно соединенной с лентой 4 транспортера,или путем использования стальной полосы 15, шарнирно соединенной с верхней крышкой металлического контейнера 1, пригодной для определения высоты слоя транспортируемого материала 3. Очевидно, что без отклонения от объема настоящего изобретения, ограниченного формулой изобретения, приведенной ниже, может быть сделано несколько модификаций, регулировок, добавлений,изменений и замен элементов другими элементами, которые функционально эквивалентны, вариантов осуществления настоящего изобретения, которые были описаны для иллюстрации, а не для ограничения настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Транспортер/охладитель для твердых горячих сыпучих материалов (3), образуемых в котлах и различных промышленных технологических процессах, содержащий, в основном, герметичный металлический контейнер (1), соединенный с котлом или с мусоросжигателем (2, 7) и в котором размещена металлическая лента (4) транспортера, для улавливания горячего сыпучего материала (3), который благодаря эффекту гравитации покидает топочную камеру, образуя перемещающийся непрерывный слой материала, охлаждение которого осуществляется посредством объединенной подачи на него распыленных водяных струй и воздушных потоков. 2. Транспортер/охладитель по п.1, где лента (4) транспортера содержит регенеративный теплообменник, который поглощает тепло из материала (3) во время его движения вперед по направлению к области (9) выгрузки и отдает его воздуху во время его движения в обратном направлении. 3. Транспортер/охладитель по п.1, где устройство может быть установлено под котлами или мусоросжигателями, в которых горение имеет место при пониженном давлении или повышенном давлении по отношению к внешней атмосфере. 4. Транспортер/охладитель по п.3, где устройство обеспечивает возможность регенерации тепловой энергии, взятой от горячего материала (3), когда оно работает при пониженном давлении, причем указанная регенерация имеет место благодаря введению воздуха, нагреваемого теплом материала (3), в топочную камеру котла (2) и смешиванию его с основным воздухом для горения. 5. Транспортер/охладитель по п.1, в котором для оптимизации охлаждения расход приточного воздуха в металлический контейнер (1) из воздухозаборников (11-12) может быть отрегулирован. 6. Транспортер/охладитель по п.1, в котором предусмотрен скребковый транспортер (10) с цепями или с металлической сеткой для соскабливания пыли материала со дна контейнера (1), на котором она осаждается, и транспортировки по направлению к области (9) выгрузки. 7. Транспортер/охладитель по п.1, в котором для увеличения охлаждения горячего сыпучего материала (3), поступающего из топочной камеры (2, 7), используют распылительную водооросительную систему, содержащую заданное число сопел (5). 8. Транспортер/охладитель по п.7, в котором число сопел (5), их плоско-объемное расположение внутри металлического контейнера (1) и тип каждого отдельного сопла (5) предварительно устанавливают в соответствии с химико-физическими характеристиками транспортируемого материала (3), в соответствии с объемом вышеупомянутого материала и в соответствии с требуемой степенью охлаждения. 9. Транспортер/охладитель по п.7 или 8, где производительность сопел (5), последовательность вмешательства и длительность их действия определяют в соответствии с температурой материала (3) и в соответствии с уровнем объема вышеупомянутого материала. 10. Транспортер/охладитель по п.9, в котором внутри металлического контейнера (1) установлены температурные датчики (14), сигналы которых используют для регулировки работы распылительной водооросительной системы. 11. Транспортер/охладитель по п.8, в котором угол распыления сопел (5) установлен таким, чтобы охватывать всю поверхность перемещающегося слоя, образованного горячим материалом (3). 12. Транспортер/охладитель по п.7, в котором сопла (5) распылительной водооросительной системы выполнены с возможностью соединения с компрессорной станцией для совместного распыления воды и воздуха в связи с необходимостью оптимизации охлаждения путем соответствующего измерения расхода этих двух элементов. 13. Транспортер/охладитель по п.1, в котором устройство оборудовано системой регулирования объема горячего сыпучего материала (3), транспортируемого с помощью металлической ленты (4), кото-3 006811 рая позволяет определить опорные значения, пригодные для регулировки интенсивности подачи охлаждающих средств, воздуха и воды. 14. Транспортер/охладитель по п.13, в котором регулирование объема горячего сыпучего транспортируемого материала (3) может осуществляться путем использования системы (8) взвешивания, непосредственно соединенной с лентой (4) транспортера. 15. Транспортер/охладитель по п.13, в котором регулирование объема горячего сыпучего транспортируемого материала (3) может осуществляться путем использования стальной полосы (15), шарнирно соединенной с крышкой металлического контейнера (1). 16. Транспортер/охладитель по п.1, в котором пластины металлической ленты (4) транспортера могут иметь соответствующие прорези (6) для обеспечения возможности прохождения охлаждающего воздушного потока через весь уровень непрерывного слоя, образованного горячим сыпучим материалом (3),транспортируемым на указанной металлической ленте (4). 17. Транспортер/охладитель по п.16, в котором геометрия, число и расположение прорезей (6), выполненных в пластинах металлической ленты (4) транспортера, определяются как функция типа, количества и главным образом в соответствии с размером зерен транспортируемого материала (3) для предотвращения просачивания и падения их на дно металлического контейнера (1). 18. Транспортер/охладитель по п.16, в котором возможна регулировка части охлаждающего воздушного потока, которая проходит через прорези (6), выполненные в пластинах металлической ленты(4), в зависимости от специальных потребностей охлаждения и от возможного наличия несгоревшего материала.