在气体调节应用中用于降低空气消耗的方法和设备技术

一种用于调节供应给接收液体和压缩空气的一个或者多个喷雾喷嘴的所需空气压力的控制系统，其中，根据该系统的各种被感测的工作参数来调节供给到喷雾喷嘴的压缩空气的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及喷雾控制系统，更具体的，本专利技术涉及用于监测在工业气体调节应用中的工作条件和用于补偿系统中的变化以便优化由系统消耗的压缩空气的喷雾控制系统。
技术介绍
工业生产设备通常产生热气或者烟气。这样的烟气通常必须被冷却，以便生产设备的正常工作。在这些应用中，烟气通常通过生产设备的各个部分，以提供冷却效果。然而，在其它情况下，必须使用额外的冷却和调节系统来产生适当的温度。有时通过将雾化液体流注入气流，诸如通过以非常微小的微滴将水喷射到气流中来冷却烟气。这起到降低气流的温度的作用。通常有用于上述的普通类型的生产设备的各种冷却要求。例如，出口温度通常要求维持在特定的温度水平，或者温度设定点。由于烟气通常使出口温度上升到设定点的值之上，所以要求系统降低出口温度。此外，包含在排出气体内的水的完全蒸发必须在给定距离(停留距离)内完成。也就是，要求所有或者大致所有液体在喷雾喷嘴或者多个喷嘴的位置的给定距离内蒸发，以避免不适当地加湿系统的各个部件。这些通常包括过滤系统，例如，集尘室和其它部件。为了提供液体喷雾，这样的系统有时使用一个或者多个双流体喷嘴。这些喷嘴使用压缩空气作为能量载体来将液体，诸如水，雾化成微小的微滴。在目前的大多数系统中，用于这种类型的喷雾喷嘴的空气压力在遍及工作冷却的范围保持恒定。要求的恒定空气压力的量通常根据在最差冷却条件下(通常处于最大入口气体温度和最大入口气体流率)在给定的距离内用于获得全部蒸发的最大允许的微滴尺寸，本领域中的普通技术人员已知的参数Dmax(即，最大微滴尺寸)来计算。当然，当入口气体流率或者入口温度下降时，需要较少的液体喷雾来将气体冷却到需要的温度。在这些环境下维持恒定的气压引起气体流率增加。这导致增加的气体消耗和增加的压缩空气能量成本。为了维持系统的冷却要求，通常在较低的冷却条件下不必要维持气压恒定。这样，期望紧密监测系统的这些参数，以使得可以根据需要或者要求适当地调节提供到雾化喷雾喷嘴的空气压力。
技术实现思路
因此，本专利技术的总的目的是克服现有技术中的问题。本专利技术的更具体的目的是提供用于在气体调节应用中调节空气消耗的方法和系统。本专利技术的另一个目的是提供用于在气体调节应用中产生更大的效率的方法和系统。本专利技术减少了用于气体冷却应用中的类型的喷雾喷嘴的空气消耗。特别是，这些喷嘴接收加压的空气供给并且还接收液体。供给到喷嘴或者多个喷嘴的液体和空气的流率和压力被密切地监测。这样，应用到液体中的空气以所要求的微滴尺寸来雾化液体。根据本专利技术，控制系统监测喷嘴的液体流率，且根据检测的目前由喷嘴使用的液体流率来改变供给到喷嘴的空气压力。附图说明图1是根据本专利技术的工业设备和用于监测应用到喷嘴或者多个喷嘴的空气压力的喷射控制系统的示意性框图；以及图2是表现图1中显示的喷射控制系统的更加详细的框图。具体实施例方式本专利技术总的涉及监测用于气体调节应用的喷雾控制系统的各种工作参数的控制系统。该控制系统监测通过喷雾喷嘴的液体的流率。然后，该系统处理该被检测的流动。依据响应，该系统提供表示供给到喷嘴的空气压力的信号。这达到了压缩空气消耗的减少以及产生压缩空气的能量节约。本专利技术对各种工业领域具有特殊的实用性。这些包括纸浆和造纸工业、废物再循环、钢制造、环境控制和发电。在这些普通领域内的各种应用包括在诸如集尘室灰尘收集装置之类的灰尘收集处理阶段之前的烟气冷却。此外，本专利技术可以结合诸如在矿物燃料消耗中和用于柴油发动机的一氧化二氮控制，以及在加湿或者干燥过程中用于二氧化硫去除来使用。图1示出了用于实现本专利技术的一种环境。如所示的，工业设备10包括气体调节系统，其包括一个或者多个诸如图1中所示的调节塔12之类的调节塔。在其通常圆柱形的入口部分14处，调节塔12设置为接收作为生产过程的一部分产生的热烟气。调节塔12包括设置在入口部分14的下游的通常圆柱形的混合部分16。在入口14处接收的烟气在由图1中显示的箭头18表示的通常方向上定向。诸如喷嘴20之类的一个或者多个液体喷雾喷嘴设置在围绕调节塔12的混合部分16的圆周位置处。在所示的实施例中，液体喷雾喷嘴20设置为采用喷枪的形式，且提供在通常向下指向的液体喷雾模式中定向的液体喷雾，以将烟气冷却到要求的温度。调节塔12还包括圆柱形出口或者排气部分22。该部分22与隔开的喷枪20下游的混合部分16连接，且相对于混合部分16成一定角度来定向。为了测量排出烟气流的温度，一个或者多个温度传感器24设置为接近出口部分22的远端。在大多数情况下，液体微滴在到达调节塔12的出口部分22以前已经蒸发。为了将液体提供到液体喷雾喷嘴20，液体供给包括与双重过滤系统32连接的泵30。该过滤系统32接收来自泵30的加压的液体供给，且将过滤的液体提供到液体调节部分34。该调节部分34以要求的压力和要求的流率供给到喷雾喷嘴20，如图1示意性地显示。同时，控制的空气流也提供到喷雾喷嘴。如图1所示，空气压缩机40将压缩空气提供到空气调节部分42。该空气调节部分42又将被调节量的压缩空气供给到喷雾喷嘴20。如上所述，现有技术系统提供固定量的压缩空气。供给该量，而不管排出烟气的工作温度。图2示出了在一个所示的实施例中的液体和空气供给部分的某些部件。如所示的，包含诸如水之类的液体的容器44将液体供给到液体供给的泵部分30。该泵部分30可以包括入口阀46。在所示的实施例中，液体通过液体过滤器48到达泵50。该泵工作来在其出口提供加压的液体。加压的液体从泵部分30经由供给管路提供到液体调节部分。在这样的情况下，加压的液体供给到比例调节阀52。该比例调节阀52控制供给到喷雾喷嘴的液体。该调节阀又将液体供给到液体流量计54，以确定液体的流率。压力传感器也设置在液体供给管路中，作为调节部分的一部分，以监测供给到喷雾喷嘴20的液体的压力。空气供给部分的细节也在图2中显示。该空气供给管路包括压缩机58，用于将压缩空气提供到压力容器60。流动控制阀62设置在压力容器60的出口处，以允许压缩空气排出容器。空气过滤器64优选地设置在空气供给管路中，以减少压缩空气管路中的杂质。图2也更详细地示出了压缩空气调节部分42。如所示的，比例调节阀66调节供给到喷雾喷嘴20的压缩空气。此外，空气流量计68测量喷雾喷嘴20的消耗。最后，压力计70连续地监测供给到喷雾喷嘴20的压缩空气的压力。为了控制喷雾喷嘴20的液体喷雾，控制系统与液体调节部分和压缩空气调节部分连接。在所示的实施例中，喷雾控制器80通过提供响应于收到输入控制信号而提供输出控制信号来执行各种控制功能。尤其是，控制器80设置为接收来自温度传感器24的表示在调节塔出口22处测量的温度的感测信号。控制器80也接收来自液体部分的输入信号。这些包括来自液体流量计54的表示应用到喷雾喷嘴的液体的流率的液体流信号。控制器80也接收来自压力传感器56的表示压力的信号。此外，控制器80接收来自压缩空气管路的各种输入信号。尤其是，控制器80接收来自空气流量计68的空气流率信号。类似的，控制器80接收来自与空气流管路相关的压力传感器70的感测信号。如下更详细地说明，控制器80以逻辑方式工作来处理这些信号。然后，控制器80将输出信号提供到液体调节部分34，如线82表示的。该信号应用到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制压缩空气的控制系统，该加压空气应用于在烟气冷却系统中使用的一个或者多个喷雾喷嘴，其中，该一个或者多个喷嘴是这样的类型，即，其在操作上接收加压的液体和加压的空气，以及提供以烟气而定向的雾化液体，由此冷却该烟气，该控制系统包括：　　　　液体供给管路，其与所述一个或者多个喷雾喷嘴连接，该喷雾喷嘴包括设置其中的流量计，以用于感测供给到所述一个或者多个喷雾喷嘴的液体的流率；　　　　压缩空气供给管路，其包括设置成调节供给到所述一个或者多个喷雾喷嘴的压缩空气的量的空气流阀；以及　　　　喷雾控制器，其与流量计和空气流阀连接，该控制器设置成用于将控制信号提供给空气流阀，以便将供给到所述一个或者多个喷嘴的压缩空气的量作为被感测的液体流率的函数来调节。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L伍尔特皮泰，
申请(专利权)人：喷洒系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]