Конденсаційна колона для грануляційної установки
Формула / Реферат
1. Грануляційна установка (10) для гранулювання розплавленого матеріалу, виробленого на металургійному заводі, причому установка містить:
водовпорскуючий пристрій (20) для упорскування води для гранулювання в потік розплавленого матеріалу (14) і, таким чином, для гранулювання розплавленого матеріалу,
резервуар (18) для гранулювання для збору води для гранулювання та гранульованого матеріалу,
конденсаційну колону (30), розташовану над резервуаром (18) для гранулювання, для збору виробленої в резервуарі (18) для гранулювання пари, причому конденсаційна колона (30) має зовнішній кожух (32) з верхньою кришкою (34) і конденсаційну систему, яка містить:
водорозпилювальний пристрій (40) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30), і
водозбірний пристрій (42), розташований в конденсаційній колоні (30) під водорозпилювальним пристроєм (40), для збору розпилених водяних крапель і сконденсованої пари,
причому водозбірний пристрій (42) розділяє колону на верхню зону (44), у якій може конденсуватись пара, і нижню зону 46, через яку пара може підніматись з резервуара (18) для гранулювання у верхню зону (44), яка відрізняється тим, що має
витяжну трубу (60) для вибіркового відводу надлишкової пари в атмосферу, причому витяжна труба (60) має впускний отвір (62), розташований для взаємодії з нижньою зоною (44) конденсаційної колони (30), і випускний отвір (64), розташований для скидання пари на рівні або вище рівня верхньої кришки (34) конденсаційної колони (30).
2. Грануляційна установка (10) за п. 1, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) оснащена пристроєм для керування вибірковим відводом пари через витяжну трубу (60), насамперед з:
ущільнюючим пристроєм (70) та/або
щонайменше однією внутрішньою розпилювальною форсункою (49), розташованою усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), та/або
повітродувкою для створення штучної тяги через витяжну трубу (60).
3. Грануляційна установка (10) за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) простягається з-під низу збірного пристрою (42) в отвір або через отвір у верхній кришці (34).
4. Грануляційна установка (10) за п. 1, п. 2 або п. 3, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) розташована усередині конденсаційної колони (30).
5. Грануляційна установка (10) за п. 4, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) розташована по центру усередині конденсаційної колони (30) і, переважно, так, що випускний отвір (64) витяжної труби (60) не простягається вище рівня верхньої кришки (34) більше ніж на 15 % від загальної висоти витяжної труби (60).
6. Грануляційна установка (10) за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) підтримується зовнішнім кожухом (32) та/або верхньою кришкою (34) конденсаційної колони (30).
7. Грануляційна установка (10) за п. 2, яка відрізняється тим, що ущільнюючий пристрій (70) містить:
співвісно звернені одна до одної водяні форсунки (72) для створення водяної завіси усередині витяжної труби (60), причому звернені одна до одної водяні форсунки, переважно, розташовані по центру усередині витяжної труби (60), та/або
рухому плиту.
8. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що водорозпилювальний пристрій (40) містить декілька водорозпилювальних форсунок (47) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30) і щонайменше одну внутрішню розпилювальну форсунку (49), розташовану усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), насамперед нижче ущільнюючого пристрою (70).
9. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, що також містить збезводнювальний блок, насамперед збезводнювальний блок (50) із фільтрувальним барабаном (52), що обертається, який має ковпак (53) для збору пари, яка відрізняється тим, що перший допоміжний трубопровід (59) з'єднаний своїм впускним кінцем з ковпаком (53) для збору пари, а своїм витяжним кінцем з витяжною трубою (60), насамперед на рівні вище ущільнюючого пристрою (70).
10. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, що також містить внутрішній ковпак (80), який простягається в резервуар (18) для гранулювання для того, щоб герметизувати конденсаційну колону (30) від потрапляння навколишнього повітря, яка відрізняється тим, що другий допоміжний трубопровід (82) з'єднаний своїм впускним кінцем із внутрішнім ковпаком (80), а своїм витяжним кінцем з витяжною трубою (60), насамперед на рівні вище ущільнюючого пристрою (70).
11. Грануляційна установка (10) за п. 2 або п. 8, що також містить пристрій (90) керування, який з'єднаний:
для керування ущільнюючим пристроєм (70) для того, щоб вибірково обмежувати або дозволяти проходження пари через витяжну трубу (60), та/або
для керування роботою щонайменше однієї розпилювальної форсунки (49), розташованої усередині витяжної труби (60).
12. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) має висоту в діапазоні 10-25 м, переважно в діапазоні 15-20 м.
13. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що витяжна труба має співвідношення між внутрішнім діаметром (d) і висотою (h) витяжної труби (60) у діапазоні 0,055 £ d/h £ 0,25, переважно в діапазоні 0,1 £ d/h £ 0,2.
14. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-13, яка відрізняється тим, що пристрій для керування вибірковим відводом містить:
ущільнюючий пристрій (70) і щонайменше одну внутрішню розпилювальну форсунку (49), розташовану усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), і що витяжна труба виконана для природної тяги.
15. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що витяжна труба має співвідношення між внутрішнім діаметром (d) і висотою (h) витяжної труби (60) d/h £ 0,1, переважно співвідношення d/h £ 0,055.
16. Грануляційна установка (10) за п. 15, яка відрізняється тим, що пристрій для керування вибірковим відводом містить повітродувку для створення примусової тяги через витяжну трубу (60).
17. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, у якій водозбірний пристрій (42) містить один або більше виконаних у формі лійки колекторів (43, 45), взаємодіючих зі зливним трубопроводом (48), для одержання технологічної води.
18. Грануляційна установка (10) за п. 17, у якій водозбірний пристрій (42) містить верхній, виконаний у формі лійки, колектор (43) і нижній, виконаний у формі лійки, колектор (45), причому нижній, виконаний у формі лійки, колектор (45) розташований концентрично навколо нижньої ділянки витяжної труби (60), верхній, виконаний у формі лійки, колектор (43) має центральний отвір, який менше за діаметром, ніж зовнішній діаметр нижнього, виконаного у формі лійки, колектора (45).
19. Установка доменної печі, що містить грануляційну установку (10) за одним із попередніх пунктів.
20. Конденсаційна колона для застосування в грануляційній установці за одним із пп. 1-18, причому колона виконана для збору пари, виробленої в резервуарі (18) для гранулювання, і має зовнішній кожух (32) з верхньою кришкою (34) і конденсаційну систему, яка містить:
водорозпилювальний пристрій (40) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30), і
водозбірний пристрій (42), розташований в конденсаційній колоні (30) - під водорозпилювальним пристроєм (40), для збору розпилених крапель води та сконденсованої пари,
причому водозбірний пристрій (42) розділяє колону на верхню зону (44), у якій може конденсуватись пара, і нижню зону (46), через яку пара може підніматись із резервуара (18) для гранулювання у верхню зону (44),
яка відрізняється тим, що має
витяжну трубу (60) для вибіркового відводу надлишкової пари в атмосферу, причому витяжна труба (60) має впускний отвір (62), розташований для взаємодії з нижньою зоною (44) конденсаційної колони (30), і випускний отвір (64), розташований для скидання пари на рівні або вище рівня верхньої кришки (34) конденсаційної колони (30).
Текст
Реферат: Винахід належить до грануляційної установки (10) для розплавленого матеріалу, виробленого на металургійному заводі, такого як доменний шлак. Вона має водовпорскуючий пристрій (20) для швидкого охолодження і, таким чином, для гранулювання розплавленого матеріалу, та резервуар (18) для гранулювання для збору води та грануляту. Над резервуаром (18) для гранулювання розташована конденсаційна колона (30) для збору виробленої в резервуарі (18) для гранулювання пари. Колона (30) має конденсаційну систему з водорозпилювальним пристроєм (40) і водозбірним пристроєм (42). Відповідно до винаходу колона (30) оснащена витяжною трубою (60) для вибіркового відводу надлишкової пари в атмосферу. Витяжна труба (60) має впускний отвір (62), який взаємодіє з нижньою зоною (44) конденсаційної колони (30), і випускний отвір (64), розташований для скидання пари в атмосферу вище конденсаційної колони (30). Крім того, витяжна труба (60) оснащена ущільнюючим пристроєм (70) для вибіркового відводу пари через витяжну трубу (60). Установка відповідно до винаходу може забезпечувати збільшення шлаку до 60 %, тобто приблизно +5 т/хв шлаку, у системі, що має інтенсивність конденсації, спроектовану для обробки максимальної швидкості потоку шлаку, що становить 8 т/хв, без ризику зворотного потоку пари в області грануляції. UA 107526 C2 (12) UA 107526 C2 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки У цілому, даний винахід відноситься до грануляційної установки для розплавленого матеріалу, насамперед для металургійного розплаву, такого як доменний шлак. Більш конкретно, він відноситься до покращеної конструкції конденсаційної колони для використання в такій установці. Рівень техніки Приклад сучасної грануляційної установки цього типу, насамперед, для розплавленого ® доменного шлаку зображений на фіг. 5, яка є частиною роботи «INBA Slag granulation system – Environmental process control», опублікованої в Iron&Steel Technology, номер за квітень 2005. Як видно на фіг. 5, цей тип установки звичайно містить: пристрій [2] упорскування води (який також називають нагнітальним коробом) для упорскування води для гранулювання в потік розплавленого матеріалу, наприклад, шлак, який одержують за допомогою шлакового жолобу [1]. Таким чином, досягається гранулювання розплавленого матеріалу. Крім того, установка має резервуар [3] для гранулювання для збору води для гранулювання та гранульованого матеріалу та для охолодження гранул у великому обсязі води під пристроєм [2] упорскування води. Конденсаційна колона, що має звичайно закритий верхньою кришкою циліндричний кожух, розташована над резервуаром для гранулювання для збору та конденсації пари, виробленої в резервуарі для гранулювання. У дійсності, завдяки високим температурам розплавленого матеріалу та величезній кількості необхідної охолоджуючої води, установками згідно фіг. 5 звичайно виробляється значна кількість пари. Для запобігання забруднення внаслідок простого викиду пари в атмосферу, конденсаційна колона містить у собі конденсаційну систему, звичайно протипотокового типу. Конденсаційна система має водорозпилювальний пристрій [5] для розпилення водяних крапель у пару, яка піднімається усередині конденсаційної колони, та пристрій [6] для збору води, розташований під водорозпилювальним пристроєм [5] для збору розпилених крапель і сконденсованої пари. Виробництво розплавленого матеріалу в металургійних процесах звичайно є циклічним і піддається значним коливанням, виходячи із отриманих швидкостей потоку. Наприклад, під час процедури спуску доменної печі, швидкість потоку шлаку далека від постійної. Вона демонструє пікові значення, які можуть бути в чотири рази більшими, ніж середня швидкість потоку шлаку під час процедури випуску. Такі піки відбуваються зрідка або регулярно під час коротких інтервалів, наприклад, на протязі декількох хвилин. Звідси випливає, що у звичайній сучасній грануляційній установці на водяній основі існують значні коливання швидкості потоку поступаючого тепла внаслідок поступаючого шлаку, відповідно, еквівалентні коливання в кількості пари, виробленої протягом часу. Щоб знайти підходящий компроміс між розміром і вартістю установки, обсяг конденсації пари найчастіше не проектується для того, щоб справлятись з повним потоком пари, яка може вироблятись під час пікових значень потоків шлаку. Передбачені клапани скидання при надлишковому тиску (як видно на показаній на фіг. 5 верхній кришці), які відкриваються в таких випадках для відводу надмірної кількості пари в атмосферу. Однак спостереження показало,що на практиці такі клапани скидання надлишкового тиску не завжди надійно відкриваються при надмірних швидкостях потоку розплаву. У теорії, пара частково блокується від виходу через клапани скидання надлишкового тиску, серед усього іншого, через «бар'єр», утворений «завісою» води, що постійно виробляється пристроєм [2] упорскування води. Можливо, при високих швидкостях пари також існує опір потоку пари, утворений пристроєм [6] для збору води. Відповідно, надлишкова пара залишається усередині колони та згодом виникає надмірний тиск. Це може привести до часткового протитоку пари на нижньому впускному отворі конденсаційної колони на вході резервуара [3] для гранулювання. Хоча спеціально передбачений внутрішній ковпак для відділення внутрішньої частини від зовнішньої частини і, таким чином, запобігають потраплянню небажаного повітря в колону, і також запобігають видуванню пари з колони. Такі зворотні потоки пари можуть привести, щонайменше, до поганої видимості в ливарному цеху, що очевидно є серйозним ризиком безпеки для експлуатаційного персоналу. Набагато більше несприятливо, пара, що видувається назад через внутрішній ковпак, може привести до значного вироблення часток шлаку низької густини (так званий «попкорн»), коли пара вступає в контакт із рідким гарячим розплавом усередині шлакового жолобу. Такі гарячі частки при їхньому потраплянні в ливарний цех створюють ще більшу погрозу безпеки. Технічна проблема Відповідно, першою метою даного винаходу є створення конденсаційної колони, яка дозволяла б здійснювати більш надійний відвід надлишкової пари під час гранулювання при пікових значеннях швидкості потоку, одночасно була б сумісна з існуючими конструкціями 1 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 грануляційних установок при порівняно низьких додаткових витратах. Ця мета досягнута за допомогою установки та конденсаційної колони за п. 1 і п. 20 формули винаходу відповідно. Іншою метою винаходу є створення конденсаційної колони, яка дозволяє зменшити монтажні та експлуатаційні витрати установки. Загальний опис винаходу Даний винахід у цілому відноситься до грануляційної установки та до конденсаційної колони, як зазначено в обмежувальних частинах п. 1 і п. 20 формули винаходу відповідно. Щоб подолати вищезгадану проблему, у даному винаході пропонується свого роду димохід або димова труба, яку називають далі витяжною трубою, для вибіркового відводу надлишкової пари (газу, що не відходить) в атмосферу. Витяжна труба відповідно до винаходу має впускний отвір, розташований таким чином, що він взаємодіє з нижньою зоною конденсаційної колони та випускний отвір, розташований таким чином, щоб випускати пару в атмосферу над витяжною трубою, наприклад, на рівні або вище рівня верхньої кришки конденсаційної колони. Крім того, відповідно до винаходу, для здійснення вибіркового відводу, за бажанням або по необхідності, витяжна труба, переважно, оснащена будь-яким підходящим пристроєм для керування вибірковим відводом пари через витяжну трубу. Підходящі пристрої, які сприяють або обмежують відвід, можуть містити в собі будь-який вид ущільнюючого пристрою, наприклад, спеціально спроектований ущільнюючий пристрій «водяна завіса», та/або форсунки для конденсації усередині витяжної труби та/або витяжну повітродувку або вентилятор. Оскільки структура пристрою керування відводом як така має менше значення, дуже переважним є можливість вибіркового керування відводом пари через витяжну трубу. Запропонована витяжна труба має незаперечний ступінь надійності відводу будь-якого небажаного та потенційно небезпечного надлишку пари і, таким чином, значно збільшується безпека експлуатації. Крім того, запропонована витяжна труба дозволяє спроектувати установку з конденсаційною системою меншого розміру. Дійсно, установка, оснащена запропонованою витяжною трубою, здатна керувати загальним потоком пари, що відповідає значно більш високій швидкості потоку шлаку, потік пари складається із одного парціального потоку пари, звичайно більшої пропорції, яка конденсується звичайним чином, та іншого парціального потоку пари, звичайно меншої пропорції, яка просто відводиться в атмосферу через запропоновану витяжну трубу на протязі обмеженого періоду часу. Отже, замість прийняття загальної практики проектування всієї установки для максимально очікуваної швидкості потоку розплаву, вона може бути спроектована для обробки середньої номінальної швидкості потоку, що виникає під час більшості часу під час експлуатації. Таким чином, можлива значна економія капітальних та експлуатаційних витрат. Далі зрозуміло, що переважна конструкція витяжної труби запобігає виникненню надлишкового тиску усередині конденсаційної колони та надійно перешкоджає вдуванню пари назад у ливарний цех при швидкостях потоку вище номінальної швидкості. На основі лише вибіркового відводу установка функціонує звичайним чином при номінальній швидкості потоку та при швидкості потоку нижче номінальної швидкості без примусового викиду пари в атмосферу. Запропонована установка має додаткову перевагу у використанні пасивної конструкції (використовується перевага природньої тяги), яка не вимагає збільшення швидкості потоку води, тобто, не збільшуються інвестиції та експлуатаційні витрати на насоси, трубопроводи, клапани та охолоджуючу колону. Крім того, інвестиції (капітальні витрати) на створення запропонованої витяжної труби є дуже низькими у порівнянні зі збільшенням ємності конденсаційної системи до порівняно безпечної межі. Переважні варіанти здійснення установки визначені в залежних п.п. 2-18 формули винаходу. Зрозуміло, що, не обмежуючись цим, запропонована установка особливо підходить для установки доменної печі. Винахід також відноситься до конденсаційної колони як такої, як незалежно зазначено в незалежному п. 20 формули винаходу, що може окремо знайти промислове застосування в якості модернізованої заміни для існуючих грануляційних установок. Переважні ознаки п.п. 2-18 рівною мірою застосовуються до колони за п. 20. Короткий опис креслень Подальші деталі та подробиці даного винаходу будуть очевидні з наступного докладного опису деяких не обмежуючих варіантів здійснення, з посиланням на додані креслення, на яких: Фіг. 1 - структурна схема першого варіанту здійснення грануляційної установки з конденсаційною колоною відповідно до винаходу, Фіг. 2 А-Б - показує в схематичному вертикальному та горизонтальному розрізі конденсаційну колону при нормальній роботі нижче пікових значень швидкості потоку розплавленого матеріалу, Фіг. 3 А-Б - показує в схематичному вертикальному та горизонтальному розрізі 2 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 конденсаційну колону з відводом пари через витяжну трубу при пікових значеннях швидкості потоку розплавленого матеріалу, Фіг. 4 - структурна схема другого варіанту здійснення грануляційної установки з конденсаційною колоною відповідно до винаходу, Фіг. 5 - показує відому грануляційну установку відповідно до рівня техніки. Ідентичні посилальні позиції використовуються на кресленнях для ідентифікації структурно або функціонально схожих елементів. Опис переважних варіантів здійснення Для ілюстрації першого варіанту здійснення даного винаходу, на фіг. 1 показаний схематичний вид грануляційної установки 10, спроектованої для грануляції шлаку в установці доменної печі (установка не показана). У цілому, установка 10 призначена для гранулювання потоку розплавленого доменного шлаку 14 за допомогою охолодження одного або більше струменів 12 порівняно холодної води для гранулювання. Як видно на фіг. 1, потік розплавленого шлаку 14, що неминуче зливається разом з передільним чавуном із доменної печі, падає з жолобу 16 для гарячого розплаву в резервуар 18 для гранулювання. Під час роботи, струмені 12 води для гранулювання, які виробляються за допомогою пристрою 20 для упорскування (який часто називають «нагнітальним коробом»), що подаються за допомогою одного або більше паралельних насосів 22 високого тиску, ударяються в розплавлений шлак 14, що падає з гарячого жолобу 16. Підходяща конфігурація водовпорскуючого пристрою 20 описана, наприклад, у патентній заявці WO 2004/0486617. У більш старих грануляційних установках (не показані, але включаються), розплавлений шлак падає з гарячого жолобу на холодний жолоб, за допомогою струменів води для гранулювання зі схожого пристрою для упорскування води захоплює потік на холодному жолобі в напрямку до резервуара для гранулювання. Незалежно від конструкції, гранулювання досягається, коли струмені 12 води для гранулювання вдаряються у потік розплавленого шлаку 14. За допомогою охолодження розплавлений шлак 14 розпадається на «гранули» розміром із зерно, які падають у великий обсяг води, підтримуваний у резервуарі 18 для гранулювання. Ці шлакові «гранули» повністю тверднуть у шлаковий пісок за допомогою теплообміну з водою. Можна відзначити, що струмені 12 води для гранулювання спрямовані до поверхні води в резервуарі 18 для гранулювання, таким чином, стимулюючи завихрення, яке прискорює охолодження шлаку. Як відомо, охолодження початково гарячого розплаву (>1000 °C), такого як розплавлений шлак, приводить до утворення істотної кількості пари (тобто, водяної пари). Ця пара звичайно забруднена, серед усього іншого, газоподібними сірчаними сполуками. Щоб зменшити забруднення атмосфери, пара, що викидається в резервуар 18 для гранулювання, направляється в ректифікаційну колону 30, яка звичайно розташована вертикально над резервуаром 18 для грануляції. Ця конденсаційна колона 30 (яку надалі коротко називають «колона 30»), оснащена конденсаційною системою, звичайно протипотокового типу, яка містить у собі водорозпилювальний пристрій 40 і водозбірний пристрій 42. Як видно на фіг. 1, колона 30 є порівняно великою конструкцією, яка має зовнішній кожух 32. Кожух 32, який звичайно, але не обов'язково, є циліндричною звареною конструкцією із сталевого листа, оснащений верхньою кришкою 34. Колона 30 має певну висоту та діаметр, з розмірами для номінального обсягу викинутої пари. Як схематично зображено на фіг. 2 А-Б і 3 А-Б, колона 30 може мати резервуар з аварійним запасом води на своїй верхній кришці 34. Водорозпилювальний пристрій 40 звичайно розташований поруч із верхньою кришкою 34 колони 30 для досягнення максимального ефекту. Він містить у собі безліч водорозпилювальних форсунок 47, 49 для розпилення водяних крапель у пару, яка піднімається усередині колони 30. Водорозпилювальний пристрій 40 призначений для конденсації пари та додатково покращує розкладання шкідливих парів. Водозбірний пристрій 42 розташований усередині колони 30 на вертикальній відстані в декілька метрів нижче водорозпилювального пристрою 40. Водозбірний пристрій 42 розділяє колону 30 на уявну верхню зону 44, у якій пара конденсується під час роботи та на уявну нижню зону 46. Під час роботи пара піднімається з резервуара 18 для гранулювання через нижню зону 46 і через водозбірний пристрій 42 у верхню зону 44. Звичайно верхня зона 44 займає значно більшу пропорцію по висоті, ніж нижня зона 46. Ламані лінії на фіг. 1 вказують, що повна висота колони 30 не показана, тобто, що вертикальна відстань між водорозпилювальним пристроєм 40 і водозбірним пристроєм 42 звичайно більша, ніж зображено на фіг. 1. Водозбірний пристрій 42 виконаний для збору падаючих крапель, які отримують із розпилених крапель і конденсованої пари. Таким чином, водозбірний пристрій 42 запобігає падінню води назад у резервуар 18 для гранулювання та дозволяє здійснити регенерацію 3 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порівняно чистої технічної води за допомогою зливного трубопроводу 48. Із цією метою водозбірний пристрій 42 може містити в собі щонайменше один верхній, виконаний у формі лійки або чаші, колектор 43 і нижній, виконаний у формі лійки, колектор 45, як схематично представлено на фіг. 1. У цьому випадку кілька отворів, розподілених по окружності між колекторами 43, 45, дозволяють парі підніматись з нижньої зони 46 у верхню зону 44 колони 30. Для мінімізації опору потоку пари, розподілені отвори між колекторами 43, 45, переважно, мають висоту, щонайменше 500 мм. Інші конструкції водозбірного пристрою 42 також можливі та включені. Як видно на фіг. 1, біля днища резервуару 18 для гранулювання відводиться затверділий шлаковий пісок, змішаний з водою для гранулювання. Суміш (шлам) подається у збезводнювальний блок 50. Метою збезводнювального блоку 50 є відділення гранульованого матеріалу (тобто, шлакового піску) від води, тобто, здійснення роздільної регенерації шлакового піску та технологічної води. Підходяща загальна конфігурація збезводнювального блоку 50 ® добре відома із існуючих установок INBA або описаних, наприклад, у патенті США 4,204,855 і, таким чином, не буде докладно описана нижче. Такий збезводнювальний блок містить фільтрувальний барабан 52, що обертається, наприклад, як описано більш докладно у патенті США № 5,248,420. Також для зневоднювання дрібних затверділих гранул розплаву може використовуватись будь-який інший статичний або динамічний пристрій. Як далі показано на фіг. 1, резервуар 54 регенерації води для гранулювання (який часто називають «резервуар гарячої води») зв’язаний зі збезводнювальним резервуаром 50 для збору води, яка відділена від гранульованого шлакового піску. У більшості випадків цей резервуар 54 для регенерації води розуміється як відстійний резервуар з відстійним відсіком і відсіком чистої води (дивись праворуч на фіг. 1), у який перетікає по суті не утримуюча піску («чиста») вода. Також на фіг. 1 видно, що зливний трубопровід 48 водозбірного пристрою 42 може з'єднуватись для подачі конденсованої та розпиленої води з колони 30 у резервуар 54 регенерації води. Вона також може накачуватись безпосередньо в систему 56 охолодження або використовуватись для інших цілей, наприклад для подачі на впорскуючий(і) пристрої 20, або просто видалятись. У показаному на фіг. 1 варіанті, зливний трубопровід 48 виходить у відсік для чистої води резервуара 54 регенерації води. Із цього відсіку вода, яка не містить в цілому твердих часток, накачується в систему 56 охолодження, яка має одну або більше охолоджуючих колон. Охолоджена технічна вода із системи 56 охолодження подається назад у грануляційну установку 10 для повторного використання в процесі. Більш конкретно, холодна вода, переважно, подається, з іншого боку, у водорозпилювальний пристрій 40 через інший подаючий трубопровід 58. Подаючий трубопровід 23, у свою чергу, оснащений щонайменше одним насосом 57 або, переважно, двома паралельними насосами, які відносяться до водорозпилювального пристрою 40. Відповідно, у водорозпилювальні форсунки 47, 49 водорозпилювального пристрою 40 подається оборотна вода із системи 56 охолодження через подаючий трубопровід 58. Беручи до уваги, що така конфігурація із «замкненим контуром» є переважною для технічної води, альтернативи з відкритим контуром також включаються, у яких вода подається у водорозпилювальні форсунки 47, 49 та/або впорскуючий(і) пристрій 20, що видаляється після використання. Відповідно до одного аспекту винаходу, колона 30 згідно з винаходом оснащена витяжною трубою 60 для відводу надлишкової пари в атмосферу. Витяжна труба 60, як схематично зображено на фіг. 1, є різновидом відвідної димової труби, яка функціонально зв’язана з колоною 30. Більш конкретно, витяжна труба 60, зображена на фіг. 1, має нижній впускний отвір 62, розташований для того, щоб взаємодіяти з нижньою зоною 46 і верхній випускний отвір 64, розташований приблизно на рівні верхньої кришки 34 колони 30 або трохи вище. Крім того, витяжна труба 60 оснащена пристроєм для керування вибірковим відводом пари через витяжну трубу 60. У варіанті здійснення на фіг. 1 цей пристрій містить у собі ущільнюючий пристрій 70 для керування вибірковим відводом пари з нижньої зони через витяжну трубу 60 в атмосферу над випускним отвором 64. Відповідно, витяжна труба 60 слугує у якості керованої димової труби для керованого відводу пари в атмосферу. Більш певно, як стане більш очевидно нижче, витяжна труба 60 дозволяє здійснити відвід певної кількості пари понад обсяг конденсації колони 30. У звичайній системі, як зображено на фіг. 5, коли швидкості потоку розплаву перевищують ємність колони 30, досвід показав серйозний ризик виникнення зворотного потоку (протитоку) пари, наприклад у гарячий жолоб та навіть у ливарний цех (не показано) вище за потоком від жолобу 16. Навіть за допомогою заслінок для скидання надлишкового тиску у верхній кришці 34 і за допомогою внутрішнього ковпака 80, як зображено на фіг. 1, коди досягають певного опору проти протитоку, протиток усе ще може відбуватись. Відомим чином внутрішній ковпак 80 4 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (також показаний на фіг. 5) передбачений в основному для герметизації колони 30 від потрапляння «усмоктуваного через нещільності» навколишнього повітря. На відміну від звичайної конструкції, запропонована витяжна труба 60 пропонує надійне рішення для безпечного відводу надлишкової пари, коли швидкості потоку перевищують номінальну ємність колони 30. Зрозуміло, що такі швидкості потоку можуть виникати випадково, наприклад у випадку виникнення пікових значень розплавленого шлаку через проблему у льотки доменної печі. Зрозуміло, що за допомогою даного винаходу можуть розглядатись конструкції з більш низькою ємністю установки, що стосується конденсації пари. Дійсно, за допомогою номінальної ємності, спроектованої меншою, ніж очікувані короткочасні пікові значення швидкості потоку, тобто, на відміну від прийнятої практики проектування (з номінальною ємністю, що відповідає очікуваній піковій витраті), колона 30, оснащена витяжною трубою 60, може як і раніше надійно функціонувати. Для досягнення оптимальної тяги димової труби з пасивною витяжною трубою 60 даного діаметру, витяжна труба 60 має впускний отвір нижче колекторів 43, 45 водозбірного пристрою 42, так що впускний отвір 62 взаємодіє безпосередньо з нижньою зоною 46. Інакше кажучи, витяжна труба 60 простягається з-під низу водозбірного пристрою 42, через верхню зону 44, в отвір або через отвір у верхній кришці 34. За допомогою впускного отвору 62, розташованого під виконаними у формі лійки колекторами 43, 45, вироблена витяжною трубою 60 тяга дозволяє парі відводитись безпосередньо з нижньої зони 46, тобто відводитись звідти, де вона виробляється (безпосередньо над поверхнею води для гранулювання). Відповідно, на додаток до оптимальної тяги, за допомогою запропонованої конфігурації витяжної труби 60 можна уникнути надлишкового тиску в нижній зоні 60, як головного джерела вищезгаданого ризику. Крім того, водяні краплі з водорозпилювального пристрою 40 не всмоктуються через нижній впускний отвір 62, тому що вода усе ще збирається належним чином за допомогою водозбірного пристрою 42. У той час як є включеною та можливою розташована зовні витяжна труба (не показана), прикріплена, наприклад, до зовнішньої частини кожуха 32, переважною є внутрішня витяжна труба 60 усередині колони 30. Серед усього іншого, остання конфігурація має перевагу завдяки кожуху 32, що слугує в якості захисту від вітру для витяжної труби 60. Із конструкційних причин, єдина витяжна труба 60 порівняно великого діаметра, переважно, розташована по центру усередині кожуха 32, як показано на фіг. 1. Менш переважні розташування, наприклад дві діаметрально протилежні менші витяжні труби, також є можливими та розглядаються. Для досягнення додаткової тяги витяжна труба 60 може трохи виступати над верхньою кришкою 34. Незважаючи на зменшення потенційно додаткової тяги, також є вигідним із конструкційних причин, якщо випускний отвір 64 витяжної труби 60 трохи простягається над кожухом 32, тобто вище рівня верхньої кришки 34. На практиці вона не повинна простягатись над верхньою кришкою 34 більш ніж на 15 % загальної висоти h (дивись фіг. 3А) витяжної труби 60. За допомогою розташування, як показано на фіг. 1, витяжна труба 60 може легко підтримуватись конструкцією зовнішнього кожуха 32 та/або, якщо бажано, частково або повністю підвішуватись до конструкції верхньої кришки 34. Відповідно, відсутня необхідність у додатковій несучій конструкції або значній товщині стінки витяжної труби 60. Зрозуміло, що належне задання розмірів діаметрів d (дивись фіг. 3А) і висоти h (дивись фіг. 3А) витяжної труби 60 визначає кількість пари, яка може бути безпечно відведена через витяжну трубу 60 в атмосферу (без надлишкового тиску в нижній зоні 46 колони 30 і відповідного ризику протитоку пари). Для спроектованої пасивної витяжної труби 60, тобто коли вона функціонує лише внаслідок природньої тяги, звичайно потрібен внутрішній діаметр d ≥ 400 мм. На практиці за допомогою висоти h витяжної труби, звичайно в діапазоні 10-25 м, переважно в діапазоні 15-20 м, оптимальні результати можуть бути досягнуті зі значеннями діаметра d відносно коефіцієнта 0,055 ≤ d/h ≤ 0,25, переважно в діапазоні 0,1 ≤ d/h ≤ 0,2. У випадку установки 10, спроектованої для доменного шлаку, відповідна витяжна труба 60 легко досягає природньої тяги, здатної відводити пару, вироблену додатковим шлаком в порядку 3-4 т/хв (надмірна швидкість потоку). За допомогою витяжної труби 60 установка 10 може безпечно функціонувати при швидкості потоку шлаку вище, чим максимальна інтенсивність конденсації колони 30. Наприклад, вона може функціонувати при пікових значеннях швидкості потоку шлаку 11-12 т/хв за допомогою колони 30, спроектованої для конденсації пари, виробленої за допомогою швидкостей потоку розплаву, що становлять лише 8 т/хв. Зрозуміло, що витяжна труба 60 відповідно до винаходу дозволяє збільшити продуктивність обробки до 50 %, при збільшенні безпеки роботи. Зрозуміло, що також можлива витяжна труба (не показана) із d/h < 0,1 або навіть d/h < 0,055. Однак така конфігурація є набагато менш переважною та звичайно вимагає оснащення витяжною трубою меншого діаметра (не показано) з моторизованим 5 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 витяжним вентилятором для забезпечення достатнього усмоктування, тобто, штучної тяги та відповідного ризику відмови. Для того, щоб забезпечити достатню конденсацію та мінімальне забруднення при звичайних швидкостях потоку нижче пікових значень, витяжна труба 60 з фіг. 1 оснащена вищезгаданим керованим ущільнюючим пристроєм 70. Ущільнюючий пристрій 70 призначений для «запору» витяжної труби 60, тобто для закриття або, щонайменше, значного обмеження проходу пари між впускним отвором 60 і випускним отвором 64, коли грануляційна установка 10 функціонує при номінальних швидкостях потоку або нижче, особливо за допомогою пари, виробленої при інтенсивності конденсації колони 30 або нижче. Інакше кажучи ущільнюючий пристрій 70 використовується для відводу пари через витяжну трубу 60 вибірково або коли це необхідно або бажано, залежно відфактично виробленої кількості пари. Ущільнюючий пристрій 70 може бути розташований трохи нижче верхнього випускного отвору 64 витяжної труби 60 і, переважно, у верхній половині витяжної труби 60. У простому варіанті здійснення, ущільнюючий пристрій 70 може містити в собі просту пересувну пластину з моторизованим приводом (не показана) для закриття проходу через витяжну трубу 60. Наприклад, з'єднана шарнірно заслінка або дисковий затвор можуть бути розташовані зверху або усередині витяжної труби 60, наприклад, біля випускного отвору 64. Однак у переважній конфігурації, як зображено на фіг. 1-4 ущільнюючий пристрій 70 не є звичайним клапаном, а виконаний для створення керованої «водяної завіси», що слугує у якості ущільнюючого пристрою. У переважному варіанті здійснення, ущільнюючий пристрій 70 містить співвісно звернені одна до одної водяні форсунки 72, які, переважно, розташовані по центру усередині витяжної труби 60. Підходяща концепція для звернених одна до одної водяних форсунок 72 у цілому відома зі стандартної конструкції згідно фіг. 5 або, наприклад, з німецького патенту DE 3’619’857. Такі звернені одна до одної водяні форсунки 72 виробляють схожу на плівку «завісу», «стіну» або «чашку» води, яка чинить значний опір проходженню пари. Крім того, ця конструкція ущільнюючого пристрою 70 має переваги в сприянні конденсації пари або автоматичного відкриття проходу через витяжну трубу 60 у випадку нестачі води або електроенергії. Таким чином, запропонований ущільнюючий пристрій 70 забезпечує додаткову безпеку в експлуатації. Тому вода на водяні форсунки 72, переважно, подається через той самий подаючий трубопровід 58, який подає воду у водорозпилювальний пристрій 40. Робота ущільнюючого пристрою 70 може керуватись за допомогою роботи додаткового насосу 74 ущільнюючого пристрою та на основі підходящої швидкості потоку (наприклад, швидкості потоку шлаку) або вимірювання надлишкової кількості пари, наприклад, обчислення температурного балансу або інших вимірювань, що показують фактичну швидкість потоку розплаву, отриманого через жолоб 16. Зрозуміло, що на додаток до наявності витяжної труби 60 з керованим ущільнюючим пристроєм 70, була змінена конструкція декількох відомих як таких звичайних компонентів колони 30 відповідно до винаходу. Спочатку, може бути зменшена кількість запобіжних заслінок або вони можуть бути повністю вилучені при використанні витяжної труби 60 з обмеженням проходу за допомогою ущільнюючого пристрою 70 на основі « водяної завіси» Як видно на фіг. 1, водозбірний пристрій 42 також вимагає зміни конструкції. В одному можливому варіанті здійснення, нижній, виконаний у формі лійки, колектор 45 розташований по типу диска концентрично навколо нижньої ділянки витяжної труби 60 і може підтримуватись витяжною трубою 60. Верхній, виконаний у формі лійки, колектор 43 має центральний отвір, який менше за діаметром, ніж зовнішній діаметр нижнього, виконаного у формі лійки, колектора 45 для того, щоб запобігти падінню крапель назад у резервуар 18 для гранулювання. Опір потоку через проходи між колекторами зведений до мінімуму, наприклад, за допомогою отворів, що мають досить великий поперечний переріз. Також можливі інші конструкції, наприклад, з декількома похилими назовні дисками, що мають діаметр, що збільшується радіально назовні, як показано, наприклад, на фіг. 2А та фіг. 3А. Пристрій і тип водорозпилювальних форсунок 47, 49 водорозпилювального пристрою 40 також адаптовані з урахуванням витяжної труби 60. Насамперед, як краще видно на фіг. 2Б та фіг. 3Б, безліч водорозпилювальних форсунок 47 розташовано по круговій симетрії навколо витяжної труби 60 для розпилення водяних крапель у верхню зону 44 колони 30. Кілька горизонтальних рядів форсунок, звичайно, від одного до чотирьох рядів, наприклад, два ряди, як показано на фіг. 2А та 3А, може бути передбачено на різних висотах у верхній зоні 44 колони 30. Переважно, водорозпилювальні форсунки 47 є окремими (не зверненими одна до одної) форсунками так званого типу із суцільним конусом розпилу. Тому форсунки 47 розташовані окремо для створення необмеженого розпилення (на відміну від співвісно зверненого одна до одної типу із фіг. 5), яке може бути орієнтовано вниз або трохи вбік. У якості додаткової 6 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 переваги такі форсунки 47 функціонують при більш низькому тиску, ніж форсунки водорозпилювального пристрою, показаного на фіг. 5, наприклад, тільки при тиску 1-1,5 бар. На фіг. 2А та фіг. 2Б показана робота запропонованої колони 30 при нормальних швидкостях потокурозплаву, тобто, нижче пікових значень. У свою чергу, на фіг. 3А та фіг. 3Б зображений стан селективного відводу пари через витяжну трубу 60, тобто робота з виробленням надлишкової пари. Як далі видно на фіг. 2Б та фіг. 3Б, запропонована колона 30 містить одну або більше вертикально рознесених водорозпилювальних форсунок, розташованих усередині витяжної труби 60, переважно по центру усередині неї, наприклад на співвісних центральних вісях витяжної труби 60 і колони 30. Ці водорозпилювальні форсунки 49 як такі, переважно, є форсунками того ж типу, що і водорозпилювальні форсунки 47 поза витяжною трубою 60. Як видно на фіг. 3А та фіг. 3Б, на відміну від зовнішніх водорозпилювальних форсунок 47, розташовані усередині витяжної труби 60 форсунки 49 закриваються під час надмірних швидкостей потоку для забезпечення необмеженого проходу для надлишкової пари через витяжну трубу 60. Це закриття дозволяє здійснити максимальну швидкість відводу та уникнути відводу водяних крапель разом з паром. Зрозуміло, що функціонування водорозпилювальних форсунок 49 усередині витяжної труби 60 має істотну перевагу, яка полягає у покращенні загальної ефективності конденсації водорозпилювального пристрою 40. Дійсно, увесь поперечний переріз колони 30, включаючи місце, зайняте витяжною трубою 60 усередині верхньої зони 44 (що може являти собою істотну пропорцію), усе ще використовується для конденсації за допомогою внутрішніх водорозпилювальних форсунок 49. У простій конфігурації, водорозпилювальні форсунки 49, що функціонують усередині витяжної труби 60, з'єднані з тим же подаючим трубопроводом, який подає «водяну завісу» на ущільнюючий пристрій 70, наприклад, нижче за потоком від насоса 74 ущільнюючого пристрою. Відповідно, подача води на форсунки 49 перекривається, коли ущільнюючий пристрій 70 знаходиться в неактивному «відкритому» стані. З іншої сторони, коли ущільнюючий пристрій активний, тобто, знаходиться в «закритому» стані, функціонують водорозпилювальні форсунки 49. У якості переважного побічного ефекту, функціонуючі водорозпилювальні форсунки 49 збільшують опір потоку через витяжну трубу 60. Для належного функціонування водорозпилювальні форсунки 49 усередині витяжної труби 60 розташовані нижче рівня ущільнюючого пристрою 70. Відповідно, внутрішні водорозпилювальні форсунки 49 утворюють частину пристрою або пристосування для керування вибірковим відводом пари через витяжну трубу. Однак при меншому діаметрі витяжної труби та/або більшому діаметрі кожуха внутрішні форсунки можуть бути відсутніми. Якщо це не є необхідністю, також може передбачатися додаткове включення повітродувки примусової тяги або вентилятора для збільшеної примусової тяги в пристрої для керування відводом, наприклад, у випадку вкрай високих швидкостей потоку. На фіг. 4 зображена грануляційна установка 10’ зі зміненою витяжною трубою 60’ відповідно до другого переважного варіанту здійснення. Нижче будуть докладно описані лише відмінності відносно попереднього варіанту здійснення, інші ознаки є еквівалентними. Як видно на фіг. 4, ущільнюючий пристрій 70, що містить співвісно звернені одна до одної форсунки 72 для створення «водяної завіси», розташований біля нижньої частини верхньої половини витяжної труби 60’, наприклад, на рівні 60 % висоти h. Ця конфігурація дозволяє витяжній трубі 60’ слугувати додатковим цілям відводу. Насамперед, як схематично зображено на фіг. 4, збезводнюючий блок 50 має ковпак 53 для збору пари над збезводнювальним барабаном 52, який з'єднано з витяжною трубою 60’ над ущільнюючим пристроєм 70. Відповідно, перший допоміжний трубопровід 59 має кінець впуску, з'єднаний з ковпаком 53 для збору пари та випуск, що входить у внутрішню витяжну трубу 60’ на рівні трохи вище ущільнюючого пристрою 70. Відповідно, без додаткової втрати енергії відсмоктується пара із збезводнювального блоку 50 із ковпака 23 для збору пари у витяжну трубу 60’, навіть якщо ущільнюючий пристрій 70 обмежує прохід для пари з нижньої зони 46 колони 30, тобто при нормальних швидкостях потоку. Ця конфігурація має перевагу, яка полягає в належному відводі пари із збезводнювального пристрою 50 і випуск пари при більш високому підйомі, ніж звичайно, наприклад, 25-30 м вище рівня підлоги, таким чином, зменшуючи проблеми видимості поблизу збезводнювального блоку 50 і установки 10’ у цілому. Подібним чином, як схематично зображено на фіг. 4, другий допоміжний трубопровід 82 з'єднаний за допомогою його впуску із внутрішнім ковпаком 80 і за допомогою його випуску з витяжною трубою 60’ на рівні вище ущільнюючого пристрою 70. Цей захід трансформує внутрішній ковпак 80 у забираючий ковпак. У просторі, обмеженому внутрішнім ковпаком 80 над гарячим жолобом 16 і струменями 12, створюється певна тяга. Цей захід забезпечує додаткову безпеку за допомогою запобігання протитоку тієї фракції пари, яка виробляється струменями 12, у жолоб та ливарний цех. 7 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 Як далі видно на фіг. 4, витяжна труба 60’, насамперед її керований ущільнюючий пристрій 70, і внутрішні форсунки 49 з'єднано з контролером 90, який може бути інтегрований в автоматизовану систему керування технологічним процесом усієї установки. Контролер 90 керує дистанційно керованим автоматичним клапаном 92, з'єднаним з випускним отвором насосу 57, який живить водорозпилювальний пристрій 40. Відповідно, за допомогою керування відкриттям і закриттям клапана 92, контролер побічно керує роботою ущільнюючого пристрою 70, так щоб вибірково обмежувати або дозволяти прохід газу через витяжну трубу 60’. У переважному пристрої, розташована(і) усередині витяжної труби 60’ розпилювальна форсунка(и) 49, з'єднана із підводящим трубопроводом ущільнюючого пристрою нижче за потоком від клапана 92. Відповідно, клапан 92 і контролер 90 також керують роботою внутрішньої розпилювальної форсунки(ок) 49 без додаткових витрат. У якості зчитування вимірювання фактичної швидкості потоку і, таким чином, складання висновку про кількість пари, виробленої усередині колони 30 над резервуаром 18 для гранулювання, контролер 90 може бути з'єднано з електроприводом 55 барабана, який обертає збезводнювальний барабан 52. Дійсно, необхідний для обертання барабана 52 крутний момент свідчить про швидкість потоку шламу, отриманого збезводнювальним блоком 50, і, отже, кількість виробленої в нижній зоні 46 колони 30 пари. Розглядаються й інші можливості вимірювання величини, що свідчить про вироблену пару, наприклад, обчислення теплового балансу. Загалом зрозуміло, що даний винахід не тільки дозволяє здійснити істотне покращення функціональної надійності грануляційної установки 10, насамперед для доменного шлаку. Крім того, винахід дозволяє здійснити надійне функціонування при зниженій потужності конденсації і, таким чином, при низьких капітальних і експлуатаційних витратах. Дійсно, у випадку установки грануляції доменного шлаку планується, що грануляційна установка 10 із запропонованою витяжною трубою 60, 60’ здатна надійно обробляти надлишок пари, яка відповідає збільшенню потоку шлаку до +60 %. Це може становити збільшення, наприклад, приблизно +5 т/хв (83,33 кг/с) шлаку у системі, що має інтенсивність конденсації, спроектовану для обробки максимальної швидкості потоку шлаку, що становить 8 т/хв (133,33 кг/с). 8 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗНАЧЕНЬ 10, 10’ - Грануляційна установка 12 - Водяні струмені 14 - Потік розплаву 16 - Гарячий жолоб 18 – Резервуар для гранулювання 20 - Водовпорскуючий пристрій 22 - Насос високого тиску 23 - Подаючий трубопровід (позиції 20) 30 - Конденсаційна колона 32 - Зовнішній кожух колони 34 - Верхня кришка колони 40 - Водорозпилювальний пристрій 42 - Водозбірний пристрій 43, 45 - Колектори 47, 49 - Водорозпилювальні форсунки 44 - Верхня зона колони 46 - Нижня зона колони 48 - Зливний трубопровід 50 - Збезводнювальний блок 52 - Фільтрувальний барабан, що обертається 53 - Ковпак для збору пари 55 - Електропривод барабану 56 - Система охолодження 57 - Насос 58 - Подаючий трубопровід (позиції 40) 59 - Перший допоміжний трубопровід 60,60’ - Витяжна труба 62 - Впускний отвір витяжної труби 64 - Випускний отвір витяжної труби 70 - Ущільнюючий пристрій 72 - Звернені одна до одної водяні форсунки 74 - Насос ущільнюючого пристрою 80 - Внутрішній ковпак 82 - Другий допоміжний трубопровід 90 - Контролер 92 - Клапан із дистанційним керуванням ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Грануляційна установка (10) для гранулювання розплавленого матеріалу, виробленого на металургійному заводі, причому установка містить: водовпорскуючий пристрій (20) для упорскування води для гранулювання в потік розплавленого матеріалу (14) і, таким чином, для гранулювання розплавленого матеріалу, резервуар (18) для гранулювання для збору води для гранулювання та гранульованого матеріалу, конденсаційну колону (30), розташовану над резервуаром (18) для гранулювання, для збору виробленої в резервуарі (18) для гранулювання пари, причому конденсаційна колона (30) має зовнішній кожух (32) з верхньою кришкою (34) і конденсаційну систему, яка містить: водорозпилювальний пристрій (40) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30), і водозбірний пристрій (42), розташований в конденсаційній колоні (30) під водорозпилювальним пристроєм (40), для збору розпилених водяних крапель і сконденсованої пари, причому водозбірний пристрій (42) розділяє колону на верхню зону (44), у якій може конденсуватись пара, і нижню зону (46), через яку пара може підніматись з резервуара (18) для гранулювання у верхню зону (44), яка відрізняється тим, що має витяжну трубу (60) для вибіркового відводу надлишкової пари в атмосферу, причому витяжна труба (60) має впускний отвір (62), розташований для взаємодії з нижньою зоною (44) конденсаційної колони (30), і випускний отвір (64), розташований для скидання пари на рівні або вище рівня верхньої кришки (34) конденсаційної колони (30). 9 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2. Грануляційна установка (10) за п. 1, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) оснащена пристроєм для керування вибірковим відводом пари через витяжну трубу (60), насамперед з: ущільнюючим пристроєм (70) та/або щонайменше однією внутрішньою розпилювальною форсункою (49), розташованою усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), та/або повітродувкою для створення штучної тяги через витяжну трубу (60). 3. Грануляційна установка (10) за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) простягається з-під низу збірного пристрою (42) в отвір або через отвір у верхній кришці (34). 4. Грануляційна установка (10) за п. 1, п. 2 або п. 3, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) розташована усередині конденсаційної колони (30). 5. Грануляційна установка (10) за п. 4, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) розташована по центру усередині конденсаційної колони (30) і, переважно, так, що випускний отвір (64) витяжної труби (60) не простягається вище рівня верхньої кришки (34) більше ніж на 15 % від загальної висоти витяжної труби (60). 6. Грануляційна установка (10) за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) підтримується зовнішнім кожухом (32) та/або верхньою кришкою (34) конденсаційної колони (30). 7. Грануляційна установка (10) за п. 2, яка відрізняється тим, що ущільнюючий пристрій (70) містить: співвісно звернені одна до одної водяні форсунки (72) для створення водяної завіси усередині витяжної труби (60), причому звернені одна до одної водяні форсунки, переважно, розташовані по центру усередині витяжної труби (60), та/або рухому плиту. 8. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що водорозпилювальний пристрій (40) містить декілька водорозпилювальних форсунок (47) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30) і щонайменше одну внутрішню розпилювальну форсунку (49), розташовану усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), насамперед нижче ущільнюючого пристрою (70). 9. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, що також містить збезводнювальний блок, насамперед збезводнювальний блок (50) із фільтрувальним барабаном (52), що обертається, який має ковпак (53) для збору пари, яка відрізняється тим, що перший допоміжний трубопровід (59) з'єднаний своїм впускним кінцем з ковпаком (53) для збору пари, а своїм витяжним кінцем - з витяжною трубою (60), насамперед на рівні вище ущільнюючого пристрою (70). 10. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, що також містить внутрішній ковпак (80), який простягається в резервуар (18) для гранулювання для того, щоб герметизувати конденсаційну колону (30) від потрапляння навколишнього повітря, яка відрізняється тим, що другий допоміжний трубопровід (82) з'єднаний своїм впускним кінцем із внутрішнім ковпаком (80), а своїм витяжним кінцем - з витяжною трубою (60), насамперед на рівні вище ущільнюючого пристрою (70). 11. Грануляційна установка (10) за п. 2 або п. 8, що також містить пристрій (90) керування, який з'єднаний: для керування ущільнюючим пристроєм (70) для того, щоб вибірково обмежувати або дозволяти проходження пари через витяжну трубу (60), та/або для керування роботою щонайменше однієї розпилювальної форсунки (49), розташованої усередині витяжної труби (60). 12. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що витяжна труба (60) має висоту в діапазоні 10-25 м, переважно в діапазоні 15-20 м. 13. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що витяжна труба має співвідношення між внутрішнім діаметром (d) і висотою (h) витяжної труби (60) у діапазоні 0,055 d/h 0,25, переважно в діапазоні 0,1 d/h 0,2. 14. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-13, яка відрізняється тим, що пристрій для керування вибірковим відводом містить: ущільнюючий пристрій (70) і щонайменше одну внутрішню розпилювальну форсунку (49), розташовану усередині витяжної труби (60), для розпилення водяних крапель у витяжну трубу (60), і що витяжна труба виконана для природної тяги. 15. Грануляційна установка (10) за одним із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що витяжна труба має співвідношення між внутрішнім діаметром (d) і висотою (h) витяжної труби (60) d/h 0,1, переважно співвідношення d/h 0,055. 10 UA 107526 C2 5 10 15 20 25 30 16. Грануляційна установка (10) за п. 15, яка відрізняється тим, що пристрій для керування вибірковим відводом містить повітродувку для створення примусової тяги через витяжну трубу (60). 17. Грануляційна установка (10) за одним із попередніх пунктів, у якій водозбірний пристрій (42) містить один або більше виконаних у формі лійки колекторів (43, 45), взаємодіючих зі зливним трубопроводом (48), для одержання технологічної води. 18. Грануляційна установка (10) за п. 17, у якій водозбірний пристрій (42) містить верхній, виконаний у формі лійки, колектор (43) і нижній, виконаний у формі лійки, колектор (45), причому нижній, виконаний у формі лійки, колектор (45) розташований концентрично навколо нижньої ділянки витяжної труби (60), верхній, виконаний у формі лійки, колектор (43) має центральний отвір, який менше за діаметром, ніж зовнішній діаметр нижнього, виконаного у формі лійки, колектора (45). 19. Установка доменної печі, що містить грануляційну установку (10) за одним із попередніх пунктів. 20. Конденсаційна колона для застосування в грануляційній установці за одним із пп. 1-18, причому колона виконана для збору пари, виробленої в резервуарі (18) для гранулювання, і має зовнішній кожух (32) з верхньою кришкою (34) і конденсаційну систему, яка містить: водорозпилювальний пристрій (40) для розпилення водяних крапель у конденсаційну колону (30), і водозбірний пристрій (42), розташований в конденсаційній колоні (30) - під водорозпилювальним пристроєм (40), для збору розпилених крапель води та сконденсованої пари, причому водозбірний пристрій (42) розділяє колону на верхню зону (44), у якій може конденсуватись пара, і нижню зону (46), через яку пара може підніматись із резервуара (18) для гранулювання у верхню зону (44), яка відрізняється тим, що має витяжну трубу (60) для вибіркового відводу надлишкової пари в атмосферу, причому витяжна труба (60) має впускний отвір (62), розташований для взаємодії з нижньою зоною (44) конденсаційної колони (30), і випускний отвір (64), розташований для скидання пари на рівні або вище рівня верхньої кришки (34) конденсаційної колони (30). 11 UA 107526 C2 12 UA 107526 C2 13 UA 107526 C2 14 UA 107526 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSteam condensation tower for a granulation installation
Автори англійськоюGreiveldinger, Bob
Автори російськоюГрайвельдингер Боб
МПК / Мітки
МПК: F27D 15/00, F27B 1/10, C21B 3/08, C21B 3/06
Мітки: колона, установки, грануляційної, конденсаційна
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/17-107526-kondensacijjna-kolona-dlya-granulyacijjno-ustanovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Конденсаційна колона для грануляційної установки</a>
Попередній патент: Вільний від розчинника диспергатор нафтопродуктів
Наступний патент: Антифрикційний матеріал для холодної обробки металів тиском
Випадковий патент: Шахтно-полум'яна плавильна піч