粉煤灰處理系統和方法
2023-05-03 20:01:41
專利名稱：粉煤灰處理系統和方法
技術領域：
本發明主要涉及用於使粉煤灰(fly ash)的微粒組分與處理流體相結合的方法和裝置。特別是，本發明提供了受控的添加處理流體材料到大量粉煤灰材料。
背景技術：
粉煤灰是從電力生產中煤炭燃燒氣體中回收的微細玻璃粉(glass-powder)。這些微米大小的粉煤灰顆粒主要包括矽、鋁和鐵，還可能包括各種其他氧化物和殘餘的碳。
粉煤灰可作為多種添加劑用於不同的材料。例如，與石灰和水混合後，粉煤灰形成與波特蘭水泥的特性非常相似的水泥質混合物。由於這一相似性，粉煤灰能夠在混凝土中替代一部分水泥。此外，由於粉煤灰包括非常細小的微粒，其可以有利地被用作塑料中的填料。
在混凝土的形成中，將通常稱為加氣摻料的表面活性劑添加到混凝土經常是有利的，以使氣體空間穩定在足夠的體積上，並且適當的氣泡分布和空間定位，以提供抗冷卻和熔化循環的保護。氣體空間的分布方式對於混凝土的冷卻-熔化抗性很關鍵。表面活性劑被添加到混凝土混合料中，以降低水的表面張力，從而穩定氣體空間系統，另外還在混凝土的混合和澆注中調整加氣劑的量。
儘管粉煤灰被添加到混凝土中時具有良好的水泥特性，但是粉煤灰，更明確的說是粉煤灰碳(fly ash carbon)(通常與點火損失掛鈎)對混凝土中的加氣劑有不利的影響。這個關鍵問題與碳粉煤灰吸附諸如化學加氣摻料的活性材料的能力有關，因此導致表面活性劑的濃度顯著降低，並由此導致所加的氣體空間體積減小。隨著碳含量波動，由於對於指定的氣體體積難以確定正確的化學加氣摻料用量，則由粉煤灰碳的變動所帶來的不利影響尤為嚴重。
用於塑料中時，粉煤灰被諸如偶聯劑(coupling agent)或表面改進材料之類的敷料所塗敷，以提高粉塵作為填料使用的物理特性。另外，粉煤灰還可被其它的必需物質處理，以用作特殊用途。
在與混凝土、塑料或其他物質混合前，粉煤灰可以被一或多種混合物處理，以改善其化學或物理特性。如果粉煤灰被液體混合物處理，這種處理的效果至少在部分上依賴於處理流體在大量粉塵物質中的散布。微米大小的粉煤灰顆粒在與處理流體的混合上存在特殊的問題。細小的顆粒尺寸使得處理流體難以散布到大量顆粒之間。由於粉煤灰材料結塊，故處理流體和粉塵在轉筒或類似混合裝置中的結合效果不佳。更複雜的混合設備能夠提供更充分的混合，但是需要增加資金支出。
本發明希望提供一種改進的粉煤灰處理方法和系統，克服流體處理劑與大量粉煤灰混合的難題。本發明進一步提供一種生產標準粉煤灰的方法和系統，無需對當前的粉煤灰生產和控制方法進行大改動，因此實施該方法所相關的資金支出被減至最少。
發明內容
本發明的方法和系統提供了一種改進的粉煤灰與液體結合方式，以使液體被良好地散布到粉煤灰之中，並可與粉煤灰發生反應或包敷粉煤灰顆粒。本發明通過均勻散布處理流體到流動的粉煤灰流中來實現此種混合。當粉煤灰正在流動時，通過將處理流體散布到粉煤灰中，該方法相比當大量固體流動時所發生的自然混合和顆粒運動具有優勢。進一步，當粉煤灰自由流動時，通過重力自由降落或氣動傳送，粉煤灰展示出流體的流動特性。在流態化時對粉煤灰進行處理進一步改進了處理流體和粉塵的混合和相互作用。
根據本發明的一個實施例，粉煤灰流直接通過管道。通過在粉煤灰流動時用作散布和噴射處理流體到管道之中的噴嘴，處於壓力下的粉煤灰流被供應給管道。優選地，根據本實施例，流量測量裝置測量粉煤灰的流量。自動化控制器被連接到流量測量裝置和處理流體泵。該控制器被編程，其根據所測得的粉煤灰流量來控制處理流體的增壓，以使處理流體以與粉煤灰固定的比例被供應給管道。
根據本發明的另一實施例，粉煤灰處理系統是一個可以附加到現有的粉煤灰存儲系統的孤立系統。典型的現有粉煤灰處理系統具有筒倉(silo)，該筒倉包括筒倉排出、筒倉排出閥；位於該筒倉排出下的容納器裝載站；以及用于衡量該容納器的秤。附加到筒倉站的該系統包括處理流體供應，比如箱；從處理流體供應引出的處理流體提供線；用於為處理流體增壓的設備或裝置；以及位於處理流體提供線末端對著該流體供應用於接受和噴射流體的噴嘴。該系統還包括具有多輸入和多輸出的自動化控制器，其至少有一個輸出操作地連接到增壓裝置上以用於控制處理流體流量。通過將系統的噴嘴布置到筒倉排出的壁之內，將筒倉排出閥操作地連接到控制器的輸出上，操作地連接該秤到控制器的輸入上(可能通過刻度指示器)，該系統可被容易地安裝到筒倉站上。
該被安裝的系統由控制器自動控制。當排出閥開啟、粉煤灰開始流動時，控制器啟動增壓裝置，以在粉煤灰經過筒倉排出進入諸如卡車或機動軌道車的容納器的過程中將處理流體供應給粉煤灰。通過監控該秤，控制器連續監控粉煤灰的流量。控制器根據編程的參數調節對處理流體的增壓，以保持處理流體與粉煤灰的流量成比例。當容納器接近其最大容量時，控制器關閉筒倉排出閥並停止處理流體的流動。
通過在粉煤灰流經筒倉排出或其他傳輸粉煤灰所需要的管道時處理粉煤灰得到了許多益處。僅需最少地改進先前存在的筒倉，即可將筒倉轉變為處理站。通過將流排放噴嘴配置到筒倉排出之內，並在系統的控制器和筒倉的操作控制上進行很少的電連接，該系統即被容易地安裝。
該系統是一個經濟的系統，無需對現存設備追加資金設備或昂貴的改進即可被添加到現存筒倉上。
在概括地描述本發明之後，現在參考附圖，這些附圖並不是必要地按比例繪製，其中圖1是根據本發明一個實施例的管道圖，該管道容納粉煤灰流和被散布到粉煤灰流中的處理流體；圖2是根據本發明另一實施例的粉煤灰處理系統的過程略圖；圖3是根據本發明另一實施例的自動化粉煤灰處理系統的過程略圖；圖4是根據本發明另一實施例、結合了移動容器的粉煤灰處理系統的過程略圖；圖5是根據本發明另一實施例、具有雙成分處理流體的自動化粉煤灰處理系統的過程略圖；以及圖6是自動化粉煤灰處理系統的過程略圖，該處理系統便於連接到預先存在的筒倉存儲系統中。
具體實施例方式
下文中將參照附圖對本發明進行更加完整的描述，這些附圖展示了本發明部分而非全部的實施例。事實上，本發明能夠以多種方式實施，而不應局限於此處所提供的實施例。然而，提供這些實施例以使公開能夠滿足申請所需的法律要求。全文中，相同的標號表示相同的部件。
參見圖1，本發明的系統和方法提供了處理流體20的流，以及將處理流體20散布到流動的粉煤灰10的流中，以便粉煤灰和處理流體緊密混合，從而使處理流體20塗敷粉煤灰10或者更好地與粉煤灰中的組分發生發應。自由流動的粉煤灰以類似流動的(fluid-like)狀態而流動，並容易地與引入該流動的流中的物質混合。通過將處理流體20引入到粉煤灰的類似流動流中，處理流體20被很好地散布到粉煤灰中，而不存在與先前混合大量固體方法所相關的困難。
粉煤灰10是煤粉燃燒所產生的任意細微灰燼產物。粉煤灰是氧化鋁、矽、未燃燒的碳以及各種金屬氧化物的混合物，上述金屬氧化物可能包括鐵、鈣、鎂、鉀、鈉、硫磺和鈦的氧化物。粉煤灰可以是C類粉煤灰或F類粉煤灰，但並不局限與此。根據原始煤中的碳含量、煤的燃燒方法以及任意粉煤灰燃燒後的處理，粉煤灰的未燃燒碳含量(LOI)在0.1wt％到10.0wt％之間，典型在0.1wt％到6.0wt％之間。
處理流體20可以是液體或包含溶液或多溶液混合物的液體混合物，液體或液體混合物有利於散布到流動的粉煤灰流中，以便於與粉煤灰的組分發生反應或沉降在粉煤灰微粒表面。該系統和方法適用於一系列的可用處理流體。示範性處理流體是包括如此處所詳細描述的表面活性劑、犧牲劑和塗料化合物(coating compound)的流體，但並不限於此。
粉煤灰優選在其處於流體流動狀態時與處理流體混合。如本領域所公知的，通過使粉煤灰從第一容器自由降落到高度較第一容器低的第二容器中，或者通過使用氣動傳送設備，可以獲得類似流動狀態的流。該氣動傳送設備典型使粉煤灰沿水平或下傾的方向運動，不過可以用於使粉煤灰在保持類似流動狀態的流的同時以任意方向傳輸粉煤灰。
參見圖2，本發明的一個實施例中包括用於將處理流體的流引入到流動的粉煤灰流中的系統。在穿過粉煤灰管道14從第一容器12自由降落到第二容器16的過程中，粉煤灰顯示為流體流動。第二容器16優選為諸如用於運輸處理後的粉煤灰的卡車拖車或者有軌車之類的移動容器。可選地，第二容器16為中間存儲容器，並且處理後的粉煤灰隨後通過重力流動、氣動傳送、螺紋進料、迴轉閥等被傳遞到移動容器中。
處理流體在壓力下供給，並通過噴嘴被很好地散布到粉煤灰中。處理流體的供給通過增壓裝置24饋送，增壓裝置24為處理流體增壓，並經由處理流體饋送線26將處理流體在壓力下供給到粉煤灰管道14。處理流體優選的通過噴嘴被引入到管道中，以使得處理流體被很好地散布到管道14中。
如此處用到的，「增壓裝置」這個詞通常描述能夠通過重力、位移、離心力、電磁力、動量轉移或機械推動的手段，使流體從一個位置移動到另一位置的設備或裝置。優選的增壓裝置是從處理流體供應22的供應接收流體並饋送到流體饋送線26的計量泵。計量泵的使用，使得通過調節泵速可以方便地調節流體的流量。儘管每一個實施例中都允許使用多種增壓裝置，但為了方便起見，在下述討論的實施例中，計量泵被用作典型的泵。另一優選的泵布置是為流體提供容器22提供增壓的空氣，在壓力的作用下推動流體從容器22流出並穿過流體饋送線26。
當然，可以採用多個供應和增壓裝置，以提供實質上無限量的處理流體到管道14。如圖所示，通過增壓裝置44，通過提供第二處理流體42的供應，系統中可以增加第二處理流體，從而將被增壓的第二處理流體流46提供給處理流體饋送線26。
參見圖3，本發明的一個可選實施例包括將處理流體26的流引入到流動的粉煤灰流的系統，其中粉煤灰的流動速度被監控並據此對處理流體進行調節。通常，粉煤灰穿過粉煤灰管道14從第一容器12自由降落到第二容器16，並且展現為流體流動。處理流體在壓力下被供應並通過噴嘴被引入到粉煤灰中。
處理流體22的供應供給泵24，泵24為處理流體增壓，並在壓力下通過處理流體饋送線26將處理流體供應給粉煤灰管道14。控制器100被工作連接到流量測量裝置82上，該流量測量裝置添加在第二容器16上，其能夠測量粉煤灰的流量。基於所測得的粉煤灰流量，控制器100自動調節泵24供應給粉煤灰的處理流體的速度，使該速度與粉煤灰流量的比值為預定值。
參見圖4，示出了本發明的一個實施例，該實施例與用於將粉煤灰排入諸如機動軌道車或卡車拖車之類的移動容器17的粉煤灰存儲筒倉13相關。為了運輸粉煤灰，位於存儲筒倉13中的粉煤灰通過筒倉排出15被釋放到移動容器17中。排出15可以是重力饋送或氣動助力的。在這兩種情況下，粉煤灰移動經過筒倉排出15時呈現出類似流動態。
為使粉煤灰開始流動，與筒倉排出15相符合的筒倉排出閥70被打開。處理流體22的供應饋送處理流體供應閥24，處理流體供應閥24在壓力下供應處理流體給排出噴嘴30。處理流體的速度主要由泵24的速度決定。泵24的速度被校準，以使處理流體的總供應量與粉煤灰的流動速度相對應。粉煤灰的平均流量可通過預先試驗測定，或者由流量儀實時校準。根據一個實施例，移動容器17被放置在秤80上。通過在從筒倉13到移動容器17的粉煤灰傳遞過程中使用秤80，可以很容易地確定粉煤灰流動時的粉煤灰流量。
當粉煤灰流動和處理流體被散布到粉煤灰中時，包括排出15的子系統可被視為連續或準連續系統，該系統中在連續的基礎上引入處理流體並與粉煤灰混合。
如上述所討論的，處理流體20是包括溶解固體的任意液體或液體混合物，其通過與粉煤灰的組分發生反應或沉降到粉煤灰顆粒的表面以改變粉煤灰的物理或化學原始特性。處理流體的典型實施例是犧牲劑、表面活性劑和塗料化合物。
犧牲劑是一種易於與粉煤灰材料中的單體碳結合的化學合成物，從而降低粉煤灰中碳的活性。犧牲劑用於與粉煤灰中的未反應碳進行反應，並考慮到在隨後的混凝土製造過程中添加的任何表面活性劑而中和碳。犧牲劑預期對所得到的混凝土混合物的加氣處理特性影響極小。因此，該犧牲劑優選不是強表面活性劑。犧牲劑本身，並非略微降低混凝土中水和固體顆粒間的表面張力。
犧牲劑優選為弱表面活性劑，例如帶有一個或多個磺酸鹽(或酯)、羧酸酯或氨基、和這些基團的組合的芳族有機化合物；具有約2000Da或更小分子量的乙二醇或乙二醇衍生物；和這些化合物的任意組合。更優選的是，該犧牲劑為苄胺、1-萘甲酸鈉、2-萘磺酸鈉、二-丁基萘磺酸鈉、乙二醇苯基醚、乙二醇甲基醚、丁氧基乙醇、二-乙二醇丁基醚、二-丙二醇甲基醚、聚乙二醇、1-苯基2-丙二醇或它們的組合。乙二醇苯基醚和二-異丙基萘磺酸鈉的組合是特別優選的，其中乙二醇苯基醚和二-異丙基萘磺酸鈉的相對比例在重量比為1∶5到50∶1的範圍內變化，優選為約1∶1到20∶1。
犧牲劑化合物的優選量，以及一個對另一的優選比例，隨被處理的粉煤灰的含碳比例(LOI)變化。通常，高含碳比例的粉煤灰需要添加較大犧牲劑以有效中和碳量。典型地，所添加犧牲劑的量處於0.001wt％到1wt％之間。
舉例來說，碳含量在0.1wt％到10wt％間的粉煤灰可用用量分別為0.050磅/100磅灰到0.500磅/100磅灰的乙二醇苯基醚(ethylene glycol phenyl ether)進行處理。優選地，碳含量在0.1wt％到6wt％間的粉煤灰可用用量分別為0.050磅/100磅灰到0.300磅/100磅灰的乙二醇苯基醚進行處理。在粉煤灰中可以保留未反應碳的情況下，粉煤灰可以用少於所要求量的犧牲劑進行處理。使用多於所要求量的犧牲劑對所得到的粉煤灰沒有危害，但是浪費過量的犧牲劑材料。如果使用，優選採用溫和的表面活性劑二-異丙基萘磺酸鈉(sodiumdi-isopropyl naphthalene sulfonate)，其供應給碳含量在0.1wt％到5.0wt％之間的粉煤灰的優選用量分別為0.006磅/100磅灰到0.015磅/100磅灰。
強表面活性劑可被散布到粉煤灰中。表面活性劑被混凝土製造工典型添加到混凝土爐中。然而，根據本發明的實施例，表面活性劑與粉煤灰混合，以改進包括處理後粉煤灰的混凝土的加氣處理特性。本發明實施中應用了陰離子、非離子和陽離子表面活性劑，其包括但不限於硬脂酸、棕櫚酸、二十二烷酸(behenic acid)、癸酸、己酸、辛酸、蓖麻油、十六烷醇、十六烷基十八烷醇、椰脂酸、芥酸、氫化蓖麻油、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸(紅油)、棕櫚仁脂肪酸、硬脂醇、妥爾油脂肪酸、三榨硬脂酸(55％棕櫚酸)以及甘油。
諸如偶聯劑的塗料化合物可被散布到粉煤灰中。塗料化合物典型地與粉煤灰混合，以準備用作塑料中填料的粉塵。可用作接合劑的典型化合物包括硬脂酸、硬脂酸鹽、氨基矽烷(aminosilane)、氯代矽烷、氨基磺酸鹽(或酯)、醯胺基矽烷(amidosilane)、乙烯基矽烷和有機鈦酸鹽(或酯)。這些化合物的每一個都能作為液體溶液而被散布。
參見圖5，示出了本發明的一個可選實施例，該實施例與被放置用於排出粉煤灰流到移動容器17的粉煤灰存儲筒倉13相關。為了示範目的，該實例中對用作處理流體、具有乙二醇和磺酸鹽(或酯)化合物的犧牲劑有詳細描述。
根據本實施例，粉煤灰處理系統的操作參數由諸如可編程操作控制站(OCS)的自動控制器控制，該可編程操作控制站能夠監控多個輸入並同時控制多個輸出。OCS的示範為可從GE Fanuc Charlottesville Virginia獲得的MiniOCSTM。
OCS 100被操作地連接到筒倉排出閥70、乙二醇供應泵24和磺酸鹽(或酯)供應泵44。通過可讀指示器82，OCS 100還被操作地連接到移動容器秤80上。一旦有關粉煤灰碳含量的信息被手動輸入到OCS 100中，OCS能夠自動開啟筒倉排出閥70，並操作乙二酸供應泵24和磺酸鹽(或酯)供應泵44以提供適量、適比例的處理流體。通過監控由刻度指示器82指示的重量變化速度，OCS 100能夠依據所測得的注入移動容器17的粉煤灰流量來調節泵速24、44。另外，當移動容器17的重量接近最大承重時，OCS 100可以自動關閉筒倉排出閥70，或者也可被手動關閉筒倉排出閥70。
來自乙二酸供應22的乙二酸被提供給泵24，來自磺酸鹽(或酯)供應42的磺酸鹽(或酯)被供應給泵44。泵24和44的輸出被結合入處理流體饋送線26。來自處理液體饋送線26的流體通過一個或多個排放噴嘴30被引入到筒倉排出15中。優選地，排放噴嘴30以散布良好的噴射或噴霧方式將處理流體遍散分布到筒倉排出15中。
來自伊利諾斯州Wheaton的Spring系統公司的諸如1/4JAU型號的自動空氣霧化噴嘴，是一個具有良好散布特性的示範性噴嘴。該自動空氣霧化噴嘴通過使連續的高壓氣流經過噴嘴體而工作。來自饋送線26的處理流體被噴成霧狀與高壓氣流混合，並以散布良好的霧狀流入筒倉排出15。該噴嘴具有銷型觸發器設備，該觸發器設備可以快速開啟和關閉處理流體饋送入氣流。通過流控制設備104和102，氣流和銷觸發器都可以分別被OCS 100控制。
儘管能夠使用噴嘴的任意組合，但系統優選使用至少兩個排放噴嘴30。根據噴嘴30的一個優選安排，噴嘴30沿筒倉排出15的壁布置，以使噴嘴30沿著筒倉排出30周邊相互相對。每個噴嘴角度都朝著排出15的順流方向輕微傾斜。使用多於一個的噴嘴30會改善處理流體26和粉煤灰的混合。噴嘴朝順流方向傾斜使粉煤灰流不易進入和堵塞噴嘴，並使粉煤灰不致被一個噴嘴的氣流直接衝到排出15的另一邊並進入相對位置上的噴嘴30的出口。
為了控制處理流體的供應，OCS 100通過按照與前面計算的流體流量相關的速度操作泵，以控制泵24和44。可選地，通過使用流/比例監控器110以及流量計28和48，OCS 100可以更加精確地控制乙二酸20和磺酸鹽(或酯)40的流動。如圖所示，流/比例監控器110被操作連接到OCS 100。OCS100提供目標流量給流/比例監控器110。在監控與乙二酸饋送線25符合的乙二酸流量計28和與磺酸鹽(或酯)饋送線47符合的磺酸鹽(或酯)流量計48的同時，流/比例監控器110反過來連續調節泵24、44的速度。通過獨立調節泵24和44的速度，流/比例監控器110保證了合適的處理流體總供應量和合適的乙二酸與磺酸鹽(或酯)比例。
如下該，控制器100可以方便控制操作順序。
開始處理過程前，操作員將移動容器17放置到車重地衡80上，並啟動操作員控制面板120上的觸發器，表示操作員請求系統操作。操作員控制面板120被操作連接到OCS 100。OCS 100上預編程了筒倉13中粉煤灰的碳含量信息。在操作員啟動操作控制面板120後，粉煤灰處理完全由OCS 100自動完成。
OCS通過開啟氣流控制設備104使空氣在排放噴嘴30中自由流動，以為處理作準備。高壓氣流驅逐可能容納在排放噴嘴30中的殘餘粉煤灰，並且一旦排放噴嘴30中被供應了處理流體，提供用於散布處理流體的就緒流。
OCS 100接下來直接或通過流/比例監控器110間接地發乙二酸泵24和磺酸鹽(或酯)泵44操作信號。基於被預編程的粉煤灰碳含量，OCS 100確定乙二酸泵24和磺酸鹽(或酯)泵44的最佳泵速，以獲得流量和成分適宜的處理流體。如果系統中用到了流/比例監控器，OCS 100將確定泵24、44的最佳泵速，並將該預期的速度提供給流/比例監控器110以控制泵。
OCS 100開啟筒倉排出閥70，筒倉排出閥70允許粉煤灰自由地從筒倉流經粉煤灰排出15。在短暫的延遲之後，OCS 100啟動處理流體流控制設備102，以使處理流體能被注射到排放噴嘴30中並被氣流帶入到筒倉排出15中。筒倉排出閥70開啟後，處理流體的排出被立即延遲，以避免在粉煤灰流到達排放噴嘴30前浪費處理流體。
通過監控秤80和刻度指示器82，OCS 100測定移動容器17的重量改變率，並以此確定粉煤灰流的流量。基於該流量，OCS 100調節乙二酸泵24和磺酸鹽(或酯)泵44的速度以保持適宜的處理流體比例和流量。乙二酸和磺酸鹽(或酯)的真實流量可分別由乙二酸流量計28和磺酸鹽(或酯)流量計48連續監控。如果實際流量和預期值不一致，根據流/比例監控器110對泵速進行調節。
當移動容器17接近其最大承重能力時，刻度指示器82將指示。當移動容器接近其最大承重時，筒倉排出閥70被關閉，OCS 100關閉處理流體流控制設備102。結束裝貨循環後，OCS 100可以自動切斷乙二酸泵24和磺酸鹽(或酯)泵44的電供應，並關閉氣流控制設備104和處理流體流控制設備102。可選地，操作員可以在操作中的任意點關閉筒倉排出閥70。在感知到排出閥70關閉時，OCS 100可以被預編程為切斷泵24、44的電供應並關閉氣流控制設備104和處理流控制設備102。
參見圖6，根據本發明的一個實施例，粉煤灰處理系統可以被提供為孤立或者甚至是可攜式的系統，該系統便於附加到現存的粉煤灰存儲系統中。典型的粉煤灰存儲系統包括連接到筒倉排出15上的粉煤灰筒倉13，筒倉排出15具有與其相符合的筒倉排出閥70。筒倉排出15懸垂在秤80上，使得移動容器17可以被置於秤80上以接收來自筒倉排出15出口的粉煤灰。操作員控制面板120被操作連接到筒倉排出閥70，並可以被連接或不連接到秤80上，以使操作員控制面板120在預定的時刻、或當車重地衡80達到預定承重時開啟筒倉排出閥70。
粉煤灰處理系統300易於連接到現存的粉煤灰存儲系統中，以獲得如圖5所示和下述的完整系統。
為使粉煤灰處理系統300與現存粉煤灰存儲系統相結合，操作員控制面板120的輸出從筒倉排出閥70上斷開，並如連接器202所指示的被連接到OCS 100的輸入上。OCS 100的輸出通過連接器點204被連接到筒倉排出閥70的輸入上。
為監控移動容器的重量，系統300的刻度指示器82通過連接器208被連接到車重地衡82上。如果現存的粉煤灰存儲系統200已經包括車重地衡82，則將車重地衡82操作連接到OCS 100的輸入上。
一或多個排放噴嘴30被配置在筒倉排出15的壁之內。根據本領域的公知方法，排放噴嘴30可以被輕易地附加到筒倉排出的壁上。舉例來說，安裝設備可以簡單地在筒倉排出的壁上鑽孔，並將噴嘴30的噴射端固定到所鑽的孔內。
能夠將粉煤灰處理系統300安裝到現存粉煤灰存儲系統200的性能，既降低了與改進粉煤灰存儲系統200相關的資金花費，還將安裝費用和時間減至最少。
本領域的技術人員能夠設想在此提出的本發明的各種修改和其他實施例，這些發明具有前述描述和相關圖中所提出的經驗益處。因此應該理解到，本發明並不局限於所公開的示範性實施例，還包括符合所附權利要求範圍的修改和其他實施例。儘管此處使用了限定性詞語，但其用作一般性和描述性意義，而非出於限制目的。
權利要求
1.一種粉煤灰與處理流體的混合方法，包括步驟使粉煤灰流流動；確定該粉煤灰的流量；以及將至少一種處理流體以與該確定的粉煤灰流量相對應的流量而散布到該粉煤灰中。
2.如權利要求1的方法，其中該流動步驟包括通過管道在流態化的流中傳輸粉煤灰。
3.如權利要求1或2的方法，其中該將處理流體散布到粉煤灰中的步驟包括提供該粉煤灰的被測量流量到控制器；用與該控制器操作通信的增壓裝置為該處理流體增壓；和將該被增壓的處理流體散布到該粉煤灰流中。
4.如權利要求3的方法，其中該粉煤灰的流量由與刻度指示器操作連接的秤測量。
5.如權利要求3或4的方法，其中該處理流體被增壓，以提供流體流量與該粉煤灰的被測量流量相對應的處理流體。
6.如權利要求3-5中任一項的方法，其中該增壓裝置是泵。
7.如權利要求6的方法，其中該增壓程度由該泵的泵速確定。
8.如權利要求1-7中任一項的方法，其中該粉煤灰流通過重力自由降落流動。
9.如權利要求1-7中任一項的方法，其中該粉煤灰流通過氣動傳輸器流動。
10.如權利要求1-9中任一項的方法，其中該將處理流體散布到粉煤灰中的步驟包括將液體處理流體噴射入該流動的粉煤灰流中。
11.如權利要求10的方法，其中該液體被霧化。
12.如權利要求11的方法，其中該液體被空氣霧化。
13.如權利要求1-12中任一項的方法，其中該處理流體包括選自如下組中的劑犧牲劑、表面活性劑、塗料組分，以及其組合。
14.如權利要求13的方法，其中該處理流體包括犧牲劑，並且該犧牲劑是芳族有機化合物，該芳族化合物具有至少一個選自如下組的官能團磺酸鹽(或脂)、羧酸酯或氨基。
15.如權利要求13的方法，其中該處理流體包括犧牲劑，並且該犧牲劑是分子量約為2000Da或更少的乙二醇或乙二醇衍生物。
16.如權利要求1-15中任一項的方法，進一步包括測量該粉煤灰的原始碳活性的步驟；其中該散布步驟包括將碳-反應犧牲劑散布到該粉煤灰中，其量足以使該粉煤灰中的碳活性降低到低於該粉煤灰的原始碳活性的值。
17.如權利要求16的方法，其中該將碳-反應犧牲劑散布到該粉煤灰中的步驟包括將碳-反應犧牲劑散布到該粉煤灰中，其量足以使該粉煤灰中的碳活性降低到預定值。
18.一種修改現有的粉煤灰存儲筒倉的方法，能夠自動處理從該筒倉排出的粉煤灰，其中該現有的筒倉具有排出、排出閥和秤，該修改步驟包括提供自動化處理系統，該系統包括流提供線，其與位於該提供線第一端的噴嘴流通信；第一流增壓裝置，具有與該流提供線第二端流通信的出口以及與第一流儲器流通信的入口；流測量設備；以及與該第一流增壓裝置和該流測量裝備操作連接的自動控制系統；將該系統的噴嘴布置到該筒倉排出的壁之內；將該筒倉排出閥操作地連接到該控制器的輸出；以及將該秤操作地連接到該流測量裝備。
19.一種粉煤灰處理方法，包括步驟通過開啟粉煤灰存儲筒倉的排出閥，使粉煤灰流過粉煤灰排出；提供處於壓力下的處理流體；霧化該被增壓的處理流體；將該被霧化的處理流體散布到該粉煤灰流中；監控該粉煤灰流量；以及當預定量的粉煤灰已被處理後，關閉該排出閥並停止散布處理流體。
20.如權利要求19的方法，其中處理流體被散布的量根據所監控的粉煤灰流量而變化。
21.一種粉煤灰處理方法，包括步驟通過管道傳輸粉煤灰；以及散布至少一種處理流體到該粉煤灰中；其中該處理流體，是包括選自由犧牲劑、表面活性劑、塗料組分、以及其組合所構成的組中的至少一種成分的液體。
22.一種粉煤灰處理系統，包括流體提供線，適於附加到粉煤灰傳輸管道；具有與該流體提供線流通信的出口的第一流體增壓裝置；以及流測量設備，用於當該粉煤灰被傳輸經過該傳輸管道時測量該粉煤灰的流量；以及與該第一液體增壓裝置和該流測量設備操作通信的自動控制系統。
23.如權利要求22的粉煤灰處理系統，其中該第一流增壓裝置是泵。
24.如權利要求22或23的粉煤灰處理系統，其中該流提供線被連接到該粉煤灰管道，並通過噴嘴與該粉煤灰管道通信。
25.如權利要求24的粉煤灰處理系統，進一步包括第二流增壓裝置，其中該第二流增壓裝置與該自動控制系統操作連接，並且該第二流增壓裝置具有與該流提供線流通信的出口。
26.如權利要求25的粉煤灰處理系統，進一步包括處於該第一流增壓裝置和該流提供線之間的第一流傳感器，並且操作地連接到所述自動控制系統。
27.如權利要求26的粉煤灰處理系統，進一步包括處於該第二流增壓裝置和該流提供線之間的第二流傳感器，並且操作地連接到所述自動控制系統。
28.如權利要求25-27中任一項的粉煤灰處理系統，其中該第二流增壓裝置是第二泵。
29.如權利要求22-28中任一項的粉煤灰處理系統，進一步包括粉煤灰控制閥，用於控制粉煤灰經過該粉煤灰管道的流動，其中該粉煤灰控制閥操作地連接到該自動控制系統。
30.如權利要求22-29中任一項的粉煤灰處理系統，其中該流測量設備是操作連接有刻度指示器的秤。
31.如權利要求22-30中任一項的粉煤灰處理系統，其中該粉煤灰傳輸管道被提供在粉煤灰存儲筒倉之內。
全文摘要
一種通過平均散布處理流體到流動的粉煤灰流中以處理粉煤灰和處理流體的方法和系統。通過將處理流體散布到流動的粉煤灰中，該方法比當大量固體流動時所發生的自然混合和顆粒運動有優勢。處理流體的應用被自動化控制器有利地控制，該自動控制器的輸入和輸出允許其根據所測量的粉煤灰流的流量調節處理流體的流量。
文檔編號C04B14/00GK1741864SQ200480002819
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月22日 優先權日2003年1月24日
發明者馬可－安德烈·塔迪夫, 羅斯·K·馬傑斯, 羅素·L·希爾 申請人:博拉爾材料技術有限公司