本发明是关于所谓的流化床粉碎方法,其中从一个喷嘴喷出的气体或蒸汽束高速进入一个由颗粒状材料构成的流化床。在射束周围的粒子因此被加速到如此高的速度,以致于它们与静止粒子碰撞或它们互相碰撞从而破裂。一个如此的、特别是适合精细粉碎的方法例如已在DE-PS598421中被公开。 但是上述公知的方法有这样的缺点,即通过射束所消耗的动能只有一部分用于粉碎。如图1所示的,射束经过发射断面1以均匀的速度分布进入物床(Gutbett)了。由于在射束中相对于物床的负压,来自物床的粒子4立即被吸入一射束中并被加速。这可通过两个粒子间增大的间距来表示。正如能被判定的那样,这样一种动量交换只发生在射束的外边缘范围,大约在线5和6之间,这两条线被认为是外边缘的外壳线。这里射束的速度随着射束地前进而降低,这可从射束断面ia、ib和lc中的速度分布曲线2a2b和2c所得知的。射束的中心区域7实际上保持无粉碎物状态,因此在该区域的动量射能没有进一步地利用,结果不能达到满意的粉碎效果。
本发明的任务是提高设备的载荷,即为了粉碎在流化床中所具有的气体或蒸汽射束中所加入的更多的待粉碎的材料,以达到更好地利用射束所消耗的动能。更具体地说,要提供这样一种可能性,即粉碎物能带入射束的中心区域,以使这里所具有的动能被最好地利用。
虽然在DE-OS2040519中已经建议用机械传送装置将粉碎物从侧面压入射束中。但是该措施要求极大的装备和能量的消耗,而且还得考虑传送装置处的严格封闭。例如可从us-Ps1935344得知的注射-射束磨碎(Injektor-Strantmuheau)技术也具有相同的缺点,其中粉碎物在射束形成之前在一个加速喷嘴中与气体或蒸汽混合。
本发明任务的解决方案如下:在用于碰撞粉碎而进入流化粉碎物床的高速气体或蒸汽之上,在保持公知喷嘴的发射断面大小不变的前提下,射束动量的大小在位置上被改变,因此出现高和低束流动量的区域,并且它们被如此地安排,即使得在发射断面周围的射束动量大小甚至两倍地在一个最小值和一个最大值之间变化,并且在断面的中心区域等于最小值或小于最小值。已经指明了这样一个惊人的方式,即在低射束动量的区域,从喷嘴刚刚喷出射束之后,在一定程度上产生逆着射束的流向的流束通道,这样从束流的周围到中心区域就有一个压力降,因此,粉碎物的粒子4就被吸入射束中心。如果按下面所说的话,粒子4将被加速到粉碎所要求的碰撞速度,即在射束的进一步进程中,通过各个射束区域反交引起的混合过程,经过射束断面产生均等的射束动量并且其速度分配如单个射束情况(对应图1)所给出的。通过将粉碎物吸入到射束中心区域,所包含的物体量将大大提高,并且该物体粒子被加速到较高的速度。
图1为显示现有技术中的单喷嘴射束的流速模式的示意图;
图2为本发明的喷嘴结构的最佳实施例的透视图,显示了粒子流在射束流中的通道;
图3为与图1类似的示意图,显示了图2的喷嘴结构的流速模式的一部分。
一个实施例如下:依然在喷嘴内部,也是在从喷嘴喷出射之前,局部地被吸入。
本发明的一些优秀的方面在从属权利要求中记载了,其中权利要求2至4是关于射束动量和射束区域的大小状况。而权利要求5至8是关于在各个射束区域中的射束方向。这些措施用于影响射束的开口角度或者改变具有常规速度分布和射束断面,以使得如此的射束形式的改变适合于粉碎室大小或粉碎物的添入。
前面描述的,技术上最简单的解决方案表明了在发射断面上均匀分布的发射开口的采用。作为实行的和试验的喷嘴,例如可采用在一个支架具有的喷嘴单元,它带有4个圆形断面的发射开口8,它们的中心被安置在一个圆上,这圆的直径相应为一个发射开口的直径的2.5倍。从每个开口射出的射束都指向中心喷嘴9上的一个共同点。图2以透视的方式图示了发射断面10和射束断面11C中的射束情况,其中已经达到一个常规的速度分布,如图1中射束断面IC中那样的。中心区域的吸收作用因此达到最好。
如平面13所确定的,位于中心喷嘴轴9和两个发射开口8中间的流束情况在图3中表示了。正如所了解到的,在发射断面10处,每两个发射开口8之间都形成径向的射束通道,它们在射束方向一直到达射束断面11(具有速度分布12),其中各个射束区域开始交叉。在图3中还指示了在射束断面11a、11b和11c中的进一步的射束进程的速度分布12a、12b和12c。在图2中的箭头14指明由于前述的流束通道而形成的反向流束,它将粒子4传送到中心喷嘴轴9。
在一个流化床一射束粉碎机上进行均匀的粉碎,首先装配常规的然后装配按本发明构成的喷嘴单元,其结果是:用相同的驱动参数以及大约相等的特定能量需要(单位为kwh/t),对于相同的粉碎精度,用按本发明所装配的粉碎机相对于常规装配的磨碎机具有两倍多的处理能力,也就是说粉碎效果的等级可改良的因素为大约2.5倍。