一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置及方法，包括篩分本體，篩分本體內(nèi)空腔由下向上依次相連通的配氣段、流化段、分選段和出口段；流化段包括多個(gè)流化倉(cāng)室，其中，流化倉(cāng)室底部設(shè)置有分布板，頂部設(shè)置有V型篩板，流化倉(cāng)室為多個(gè)獨(dú)立的流化倉(cāng)室，并且相鄰設(shè)置；每個(gè)流化倉(cāng)室內(nèi)設(shè)置有若干換熱管；分選段包括設(shè)置在篩分本體上的顆粒入口管，顆粒入口管下方設(shè)置噴嘴陣列。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將寬篩分粒徑顆粒篩分與高溫顆粒余熱回收兩個(gè)獨(dú)立功能集成于一套設(shè)備中，不僅能對(duì)不同粒徑的顆粒進(jìn)行高效余熱回收，還可方便地對(duì)余熱回收后的顆粒進(jìn)行分類(lèi)利用，具有更小的能量損失以及更低的設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)維成本。更低的設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)維成本。更低的設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)維成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置及方法


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)屬于氣固流化床及換熱器
，涉及一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置及方法。

技術(shù)介紹

[0002]工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的高溫產(chǎn)物、副產(chǎn)物和廢渣等，而且多以固體顆粒物的形式存在，這些顆粒物中蘊(yùn)含著大量的余熱資源。目前，冶金、建材等行業(yè)每年產(chǎn)生的高溫固體散料超過(guò)45億噸，所蘊(yùn)含的余熱資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤超過(guò)1億噸。工業(yè)生產(chǎn)中大部分高溫固體散料大多屬于寬粒徑分布的顆粒混合物，其密度變化范圍大、粒徑覆蓋范圍廣(一般為μm～mm級(jí))。不同粒徑的顆粒物性差異大，其換熱系數(shù)、換熱規(guī)律也有所不同，存在余熱回收難度大、效率低的顯著問(wèn)題。
[0003]顆粒的余熱回收主要基于顆粒換熱器實(shí)現(xiàn)。根據(jù)顆粒流動(dòng)狀態(tài)，顆粒換熱器可分為固定床、移動(dòng)床和流化床等形式。流化床換熱器利用氣體使固體顆粒流態(tài)化，增加了顆粒的流動(dòng)性，從而顯著提高了顆粒側(cè)的傳熱系數(shù)，使高溫顆粒能夠快速、高效的釋放熱量。工業(yè)上高溫固體散料主要包括燒結(jié)礦、水泥、釩鈦渣、團(tuán)料、焦炭等，均具有寬粒徑分布的特點(diǎn)，其中，粒徑分布范圍為0.1～20mm的高溫散料最為常見(jiàn)。不同粒徑的顆粒在流化床中的停留時(shí)間不同、與傳熱流體的換熱能力也不同。此外，寬篩分顆粒在流化過(guò)程中容易發(fā)生分離現(xiàn)象，流化質(zhì)量明顯惡化；不同顆粒相之間、顆粒相與壁面之間還可形成結(jié)塊，阻塞氣固流道，從而影響流化過(guò)程的穩(wěn)定性和均勻性。因此，對(duì)寬篩分顆粒進(jìn)行余熱回收之前，有必要先對(duì)混合物料進(jìn)行篩分。篩分后的粒徑范圍可依據(jù)顆粒用途予以確定，通常分為以下5級(jí)：粉砂(<0.125mm)、細(xì)砂(0.125～0.25mm)、中砂(0.25～0.5mm)、粗砂(0.5～1mm)和極粗砂(1～2mm)等。在現(xiàn)有顆粒篩分技術(shù)中，采用篩網(wǎng)、振動(dòng)篩等對(duì)顆粒進(jìn)行篩分為主流方案。采用此類(lèi)方法雖然篩分精度較高、操作相對(duì)簡(jiǎn)單方便，但存在篩板易堵塞、篩分不連續(xù)、效率低等問(wèn)題。
[0004]目前，混合物料篩分與顆粒余熱回收仍分屬兩個(gè)獨(dú)立的
，鮮有將兩者集成于同一套裝置的技術(shù)方案見(jiàn)諸報(bào)道。若能將顆粒篩分與余熱回收兩個(gè)不同過(guò)程集成于一套系統(tǒng)中，則既可有效降低上述過(guò)程的能量損失，也能夠顯著降低裝置的生產(chǎn)與運(yùn)維成本。
[0005]專(zhuān)利CN108662923A公開(kāi)了一種針對(duì)高溫寬篩分粒徑散料進(jìn)行余熱回收的裝置，利用“條縷狀”篩板對(duì)不同粒徑的顆粒進(jìn)行篩分，利用不同管徑的內(nèi)埋管對(duì)篩分后的顆粒進(jìn)行余熱回收。此技術(shù)方案存在以下三個(gè)問(wèn)題：(1)篩分過(guò)程篩板易堵塞，采用機(jī)械振動(dòng)裝置則又使系統(tǒng)能耗、成本及運(yùn)行控制難度增加；(2)篩板尺寸固定，只能對(duì)具有特定粒徑分布和密度分布的混合顆粒進(jìn)行篩分，缺乏靈活性；(3)利用移動(dòng)床對(duì)篩分后的顆粒余熱進(jìn)行回收，顆粒相與內(nèi)埋管壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)低，導(dǎo)致傳熱面積顯著增大，降低了余熱回收過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。因此，亟需一種針對(duì)高溫寬篩分粒徑散料有效篩分及余熱回收的一體化裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置及方法，該裝置能夠?qū)捄Y分粒徑顆粒篩分與高溫顆粒余熱回收兩個(gè)獨(dú)立功能集成于一套設(shè)備中，不僅能對(duì)不同粒徑的顆粒進(jìn)行高效余熱回收，還可方便地對(duì)余熱回收后的顆粒進(jìn)行分類(lèi)利用，具有更小的能量損失以及更低的設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)維成本。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
[0008]一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，包括篩分本體，篩分本體內(nèi)空腔由下向上依次相連通的配氣段、流化段、分選段和出口段；
[0009]流化段包括多個(gè)流化倉(cāng)室，其中，流化倉(cāng)室底部設(shè)置有分布板，頂部設(shè)置有V型篩板，流化倉(cāng)室為多個(gè)獨(dú)立的流化倉(cāng)室，并且相鄰設(shè)置；每個(gè)流化倉(cāng)室內(nèi)設(shè)置有若干換熱管；
[0010]分選段包括設(shè)置在篩分本體上的顆粒入口管，顆粒入口管下方設(shè)置噴嘴陣列。
[0011]進(jìn)一步的，配氣段包括若干氣室，其中，每個(gè)氣室底端開(kāi)設(shè)有流化風(fēng)入口，流化風(fēng)入口處設(shè)置有流化風(fēng)調(diào)節(jié)閥。
[0012]進(jìn)一步的，氣室呈倒錐形結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，每個(gè)流化倉(cāng)室底部設(shè)置有顆粒出口。
[0014]進(jìn)一步的，顆粒入口管傾斜設(shè)置，顆粒入口管的出口上方設(shè)置有擾流板。
[0015]進(jìn)一步的，顆粒入口管內(nèi)末端設(shè)置有轉(zhuǎn)輥。
[0016]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)輥為圓柱形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)輥上等角度間隔安裝一組刮片；轉(zhuǎn)輥連接有變頻電機(jī)相連。
[0017]進(jìn)一步的，流化倉(cāng)室的寬度通過(guò)以下過(guò)程確定：
[0018]流化倉(cāng)室為4個(gè)，沿顆粒運(yùn)行方向分別為第一流化倉(cāng)室、第二流化倉(cāng)室、第三流化倉(cāng)室與第四流化倉(cāng)室；
[0019]混合顆粒篩分為4個(gè)粒徑等級(jí)，d
P
≥d
P1
為第一粒徑等級(jí)，d
P1
>d
P
≥d
P2
為第二粒徑等級(jí)，d
P2
>d
P
≥d
P3
為第三粒徑等級(jí)，d
P
<d
P3
為第四粒徑等級(jí)；d
P1
，d
P2
，d
P3
分別為第一設(shè)計(jì)粒徑、第二設(shè)計(jì)粒徑與第三設(shè)計(jì)粒徑；d
P
為混合顆粒粒徑；
[0020]當(dāng)d
P1
，d
P2
，d
P3
分別為2mm，1mm和0.5mm時(shí)，L3≈2L2≈4L1；L1為第一流化倉(cāng)室的寬度，L2為第二流化倉(cāng)室的寬度，L3為第三流化倉(cāng)室的寬度。
[0021]進(jìn)一步的，每個(gè)流化倉(cāng)室的V型篩板距離顆粒入口管的高度通過(guò)以下過(guò)程確定：
[0022]通過(guò)下面公式分別計(jì)算第一粒徑等級(jí)顆粒、第二粒徑等級(jí)顆粒、第三粒徑等級(jí)顆粒與第四粒徑等級(jí)顆粒的水平位移；
[0023][0024][0025][0026][0027]其中，S1為第一粒徑等級(jí)顆粒的水平位移，S2為第二粒徑等級(jí)顆粒的水平位移，S3為第三粒徑等級(jí)顆粒的水平位移，S4為第四粒徑等級(jí)顆粒的水平位移，v0為顆粒進(jìn)入流化床
后水平方向初速度；a1為第一粒徑等級(jí)顆粒的加速度，a2為第二粒徑等級(jí)顆粒的加速度，a3為第三粒徑等級(jí)顆粒的加速度，a4為第四粒徑等級(jí)顆粒的加速度，t1為第一流化倉(cāng)室內(nèi)目標(biāo)顆粒的下降時(shí)間，t2為第二流化倉(cāng)室內(nèi)目標(biāo)顆粒的下降時(shí)間，t3為第三流化倉(cāng)室內(nèi)目標(biāo)顆粒的下降時(shí)間，t4為第四流化倉(cāng)室內(nèi)目標(biāo)顆粒的下降時(shí)間；
[0028]將第一粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第一流化倉(cāng)室的寬度、第二粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第二流化倉(cāng)室的寬度以及第三粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第三流化倉(cāng)室的寬度進(jìn)行比較，若第一粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第一流化倉(cāng)室的寬度、第二粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第二流化倉(cāng)室的寬度以及第三粒徑等級(jí)顆粒的水平位移與第三流化倉(cāng)室的寬度均不相等，則調(diào)整噴氣速度和流量以改變作用于顆粒上力的大小本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，包括篩分本體，篩分本體內(nèi)空腔由下向上依次相連通的配氣段(4)、流化段(5)、分選段(8)和出口段(9)；流化段(5)包括多個(gè)流化倉(cāng)室，其中，流化倉(cāng)室底部設(shè)置有分布板(19)，頂部設(shè)置有V型篩板(6)，流化倉(cāng)室為多個(gè)獨(dú)立的流化倉(cāng)室，并且相鄰設(shè)置；每個(gè)流化倉(cāng)室內(nèi)設(shè)置有若干換熱管(18)；分選段(8)包括設(shè)置在篩分本體上的顆粒入口管(13)，顆粒入口管(13)下方設(shè)置噴嘴陣列(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，配氣段(4)包括若干氣室(3)，其中，每個(gè)氣室(3)底端開(kāi)設(shè)有流化風(fēng)入口(1)，流化風(fēng)入口(1)處設(shè)置有流化風(fēng)調(diào)節(jié)閥(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，氣室(3)呈倒錐形結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，每個(gè)流化倉(cāng)室底部設(shè)置有顆粒出口(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，顆粒入口管(13)傾斜設(shè)置，顆粒入口管(13)的出口上方設(shè)置有擾流板(11)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，顆粒入口管(13)內(nèi)末端設(shè)置有轉(zhuǎn)輥(12)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)輥(12)為圓柱形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)輥(12)上等角度間隔安裝一組刮片(23)；轉(zhuǎn)輥(12)連接有變頻電機(jī)(22)相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫混合顆粒余熱回收與篩分一體化裝置，其特征在于，流化倉(cāng)室的寬度通過(guò)以下過(guò)程確定：流化倉(cāng)室為4個(gè)，沿顆粒運(yùn)行方向分別為第一流化倉(cāng)室、第二流化倉(cāng)室、第三流化倉(cāng)室與第四流化倉(cāng)室；混合顆粒篩分為4個(gè)粒徑等級(jí)，d
P
≥d
P1
為第一粒徑等級(jí)，d
P1
>d
P
≥d
P2
為第二粒徑等級(jí)，d
P2
>d
P
≥d
P3
為第三粒徑等級(jí)，d
P
<d
P3
為第四粒徑等級(jí)；d
P1
，d
P2
，d
P3
分別為第一設(shè)計(jì)粒徑、第二設(shè)計(jì)粒徑與第三設(shè)計(jì)粒徑；d
P
為混合顆粒粒徑；第一流化倉(cāng)室...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭楠，劉黃，魏進(jìn)家，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：