专利名称：沸腾式物料干燥装置及其专用沸腾釜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种沸腾式物料干燥装置及其专用沸腾釜，属于物料干燥设备的技术领域。
背景技术：
物料的干燥作业，例如粉粒煤和(铁)矿粉的干燥作业等等，是通用的物料预处理工艺之一。目前使用的干燥方法，主要有滚筒干燥法和流化床式的干燥法等。现有技术存在的主要问题在于1.对于滚筒干燥法而言，被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，与干燥介质，如热空气等，的接触不够充分，干燥滚筒的内部空间的利用率不高，严重影响干燥作业生产率的提闻。2.对于流化床式的干燥法而言，送风条件与被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，的湿度、粒度相匹配的范围非常窄，当被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，的湿度、粒度等初始条件发生波动时，特别是波动的频率较高时，实现其理想的工作状态非常困难，因此，许多流化床系统因此而被废弃。同时，受流化床形成条件的限制，被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，与干燥介质，如热空气等，的接触仍嫌不够充分，且流化床系统内部的空间利用率也不高的问题依然存在，同样能够严重影响干燥作业生产率的提高。3.现有干燥方法对被干燥物的最终水分的控制，是由互相关联的多因素共同决定的，因此，初始条件一旦发生变化，不但系统的调整时间长、而且调整过程非常复杂，影响系统运行的可靠性。
发明内容本实用新型的目的，是要提供一种沸腾式物料干燥装置及其专用沸腾釜，以解决现有技术存在的问题。本实用新型的基本构思是使被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，在干燥介质，如热空气等，的作用下，在沸腾釜内保持沸腾或剧烈翻腾的状态，既能够强化干燥效果，又能够充分利用沸腾釜的内部空间，还能够最大限度地拓宽送风条件，显著提高干燥系统对被干燥的物料的的湿度、粒度等初始条件发生波动时的适应性，并提高系统内单因素，例如热风温度或风量，对产品最终水分的控制作用的有效性，缩短调整的响应时间并大大简化调整的过程。由于本实用新型的干燥过程的工艺条件发生了很大的改变，气流输送效应已经成为本实用新型的必要的工艺环节，被干燥的物料中的较小的颗粒必将随风而行，因此，收料器的设置已经成为本实用新型的工艺步骤的一部分，虽然所述的收料器的工作原理与常规的除尘装置或除尘器是相同的。本实用新型中的收料器的基本功能虽然也包括着收尘或除尘的一般功能，但是，它又与传统意义上的收尘或除尘装置的设置具有显著的不同它不仅是使尾气的排放达标所采用的辅助手段，它同时还是工艺设定的、被干燥的物料的重要的干燥环节和输出环节，因为这是沸腾式物料干燥装置本身的工艺需要。[0010]本实用新型的基本技术方案之一是一种沸腾式物料干燥装置，包括动力装置、测控装置和管网，其特征在于[0011](I)设置沸腾釜，且所述的沸腾釜被孔板分为两段物料的沸腾或剧烈翻腾段和进风均压段；[0012](2)在所述的沸腾釜上部设置进料口和尾气排放口 ；在所述的进风均压段设置热风入口 ；[0013](3)在所述的物料沸腾或剧烈翻腾段的下部，设置排料口 ；[0014](4)设置第一收料器和第二收料器；[0015](5)所述的第一收料器布置在所述的沸腾釜之后，所述的第二收料器又布置在第一收料器之后。[0016]必要时，还可以设置所述的沸腾釜、第一收料器和第二收料器排出的物料的收集>J-U ρ α装直。所述的动力装置，包括供电和风机系统；所述的测控装置，包括计量和控制系统。[0018]所述的孔板可以向物料沸腾或剧烈翻腾段的下部设置的排料口的方向旋转。[0019]在所述的沸腾或剧烈翻腾段内，物料不仅具有流化的性质，而且处于沸腾或剧烈翻腾的状态，其沸腾或剧烈翻腾的强度，可以控制在流化床和气力输送之间，以保证被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，与干燥介质，如热空气等，的接触充分，显著提高沸腾釜内部的空间利用率，显著提高干燥作业生产率已及在保持干燥作业基本稳定的条件下，显著放宽对工艺参数(例如热风的风温、风压、风量等；被干燥的物料的湿度、粒度等)变化的限制条件等等。[0020]鼓入的热风的尾气携带着的被干燥的物料的百分比，可以不限于彡15%且彡65%，还可以优选到彡20%且彡55%、彡30%且彡50%或者彡35%且彡50%的范围内； 或者优选到35% ±15%、40% ±15%、45% ±15%、35% ±5%、40% ±5%或者45% ±5% 的范围内等。换言之就是要使物料中较细的部分，大部分被风力带走。在这样的工作状态下，不仅可以保证热风与被干燥的物料的接触充分，提高沸腾釜内部的空间利用率高，而且可以使物料中较细的部分获得在沸腾釜外继续干燥的过程；与流化床的方法相比，在保持上述的工作状态的条件下，允许的原始参数(例如热风的风温、风压、风量等；被干燥物料的湿度、粒度、料流量等)的变化范围可以显著增加，既可以降低控制难度，又可以保持本干燥系统干燥的可靠性和稳定性。[0021]尽管所述的第一收料器和第二收料器本身的工作原理与常规的粗除尘装置和精除尘装置是一致的，但是，本实用新型所述的第一收料器和第二收料器已经不是传统意义上的以尾气净化为主要目的的粗收(除)尘装置和精收(除)尘装置，而是本实用新型的物料流干燥和传输环节中的必要步骤；这也是本实用新型所述的方法与流化床式的干燥方法的显著区别。同时需要指出的是第一收料器和第二收料器的基本任务也包括、但不限于现有技术，例如流化床干燥方法，所需的粗、精除尘(收尘)的功能，只是由于它们还肩负着物料流的釜外干燥和传输的功能，因此，它们的设计收料能力或者说是设计除尘或者收尘的能力，要比传统意义上的粗除尘装置和精除尘装置的设计能力大很多。[0022]为了能够完成被干燥物料的计划中的分段收集任务，第一收料器和第二收料器的能力设置必须远高于传统意义上的粗、精除尘(收尘)器，它应当与计划中的分段收集任务所设定的物料收集量和粒度分布相匹配。为了防止被干燥物料在沸腾釜内堆积，影响干燥效果，建议设置强力鼓风口 ；进入强力鼓风口的风压要比进风均压段内的风压高出IOOPa 2000Pa，并优选到200Pa 1500Pa、300Pa 1200Pa或360Pa 1200Pa等；进入强力鼓风口的风既可以的冷风，也可以是热风，并推荐采用热风，使干燥效果更好。必要时，强力鼓风口可以直通所述的孔板的夹层。为了简化系统以及降低沿程的压力和/或热损失，还建议上述技术方案中，在沸腾釜下部的进风均压段上设置烟气炉，且该烟气炉与所述的沸腾釜的进风均压段制作成一体。为了使底部较粗的物料颗粒获得向排料口移动的动力，防止出料不畅，还建议所述的孔板上的孔的轴线向所述的沸腾釜上的出料口倾斜0° -30° ;并进一步建议将该角度控制在 O. 5。 20°、0.5。 15°、0.5。 10°、0· 5。 7。、1.5。 15°、1.5。 10°或1. 5° V的范围内。必要时，所述的倾斜角度的变化可以通过孔板的转动来实现，即所述的孔板可以向物料沸腾或剧烈翻腾段的下部设置的排料口的方向旋转。为了强化系统的干燥能力，特别是为了防止出现在收料器、特别是第二收料器处出现结露的情形，又建议在沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上设置二次热风的入口。目的在于，从沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上鼓入二次热风；同时还建议二次热风的入口在靠近进料口处要多设置一些，以强化其将进料吹散的效果。必要时，二次热风的入口还可以设置在一次收料器前或者二次收料器前。需要特别注意的是，当用于易燃物料，例如粉粒煤，的干燥时，系统的防爆不可忽视。通常的做法是使干燥介质(热气体)的含氧量低于5%，并建议使用燃烧废气作为调温混合气使用，一方面有利于保证系统安全，另一方面还可以充分利用燃烧废气所携带的物理显热；同时，还要对进、排料口采取特别措施，以防空气中的氧气进入干燥系统。本实用新型的基本技术方案之二是一种实现本实用新型所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于(I)所述的专用沸腾釜是筒形的容器，并利用孔板将其分为两段物料的沸腾或剧烈翻腾段和进风均压段；(2)物料的沸腾或剧烈翻腾的段的上部设有进料口和尾气排放口 ；物料的沸腾或剧烈翻腾段的下部设有排料口；(3)所述的进风均压段设置着热风入口。所述的筒形容器，可以是圆筒形的筒形容器，也可以是方筒形的筒形容器、矩形的筒形容器或其它异形筒的筒形容器等。所述的孔板可以向物料的沸腾或剧烈翻腾段的下部设有的排料口的方向旋转。为了简化系统以及降低沿程的压力和/或热损失，建议在沸腾釜的下部设置烟气炉，且该烟气炉与所述的沸腾釜的进风均压段制作成一体。目的是使烟气炉产生的高温烟气直接进入所述的专用沸腾釜的进风均压段。为了防止被干燥物料在沸腾釜内堆积，影响干燥效果，建议设置强力鼓风口 ；进入强力鼓风口的风压要比进风均压段内的风压高出IOOPa 2000Pa，并优选到200Pa 1500Pa、300Pa 1200Pa或360Pa 1200Pa等；进入强力鼓风口的风既可以是冷风，也可 以是热风，并推荐采用热风，使干燥效果更好。必要时，强力鼓风口可以直通所述的孔板的夹层。[0036]为了使底部较粗的物料颗粒获得向排料口移动的动力，防止出料不畅，还建议所 述的孔板上的孔的轴线向所述的沸腾釜上的出料口倾斜0° -30° ;并进一步建议该该角 度控制在 O. 5。 20°、0.5。 15°、0.5。 10°、0· 5。 7。、1.5。 15°、1.5。
10°或1. 5° V的范围内。必要时，所述的倾斜角度的变化可以通过孔板的转动来实 现；换言之就是所述的孔板可以向物料的沸腾或剧烈翻腾的段的下部设有排料口的方向 旋转。[0037]为了强化系统的干燥能力，特别是为了防止出现在收料器、特别是第二收料器处 出现结露的情形，又建议在沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上设置二次热 风的入口。目的在于，从沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾的段的中部或中部以上鼓入二次热 风。同时还建议二次热风的入口在靠近进料口处要多设置一些，以强化其将进料吹散的效 果。必要时，二次热风的入口还可以设置在一次收料器前或者二次收料器前。[0038]本实用新型产生的主要有益效果在于[0039]1.被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，与干燥介质，如热空气等，的接触充分， 沸腾釜内部的空间利用率高，能够显著提高干燥作业生产率，特别是更加适用于物料的大 流量的干燥作业。[0040]2.与流化床法的干燥工艺相比，本实用新型所述的方法不再需要刻意地保持在流 化床上的流化态，而是通过沸腾或剧烈翻腾的手段实现全容积的广义流化，使得在整个干 燥过程中，显著拓宽了相关工艺参数，例如风温、风压、风量等，的适用范围，进而提高了对 被干燥的物料，例如粉粒煤和矿粉等等，的湿度、粒度等初始条件变化的适应能力，使干燥 过程更容易控制，且使得干燥作业更加可靠。[0041]3.由于本实用新型所述的方法显著拓宽了相关工艺参数，例如风温、风压、风量 等，的适用范围，降低了所述的工艺参数与被干燥的物料的初始条件的变化之间的协同要 求，还可以降低本实用新型所述的系统的控制难度和无效内耗，在不影响干燥工艺全局的 条件下，通过单一因素的调整，例如通过对风温的调整，很容易取得较理想的效果，使控制 过程更方便、更快捷，且系统运行的稳定性好、可靠性高等。[0042]4.可灵活控制出料水分。[0043]5.由于本实用新型的技术方案中包括沸腾釜外的后干燥过程，例如在输送管道内 以及在第一收料器和第二收料器中继续进行的干燥过程，且所述的后干燥过程仅仅是针对 较细的物料进行的，能够与物料的湿度与粒度大致成反比的自然特性相匹配，使物料的干 燥作业更加合理、有效。
[0044]本实用新型有附图4页，共5幅。其中[0045]图1是本实用新型的实施例1的示意图。[0046]图2是本实用新型的实施例2的示意图。[0047]图3是本实用新型的实施例3的示意图。[0048]图4是图1和图2的A部放大图，以便看清其细部结构。图5是图3的B部放大图，以便看清其细部结构。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式
将结合实施例及附图进行说明。由于本实用新型所述的方法及其专用沸腾釜联系紧密，我们将对该方法及其专用沸腾釜进行合并说明。实施例1，如图1和图4所示。在图1中，I表示沸腾炉；它被孔板1-1分成物料的沸腾或剧烈翻腾段1-2和进风均压段1-3。2是表示烟气炉，它包括燃烧室2-1、燃料入口通道2-2、助燃气体通道2-3和调温混合气通道2-4 ;烟气炉2与沸腾炉I具有一体化的结构形式，以减少热损失和管道的压损等；烟气炉2的出风口与沸腾炉I的进风口具有合二为一的形态，使由烟气炉产生的热风直接进入进风均压段1-3。3是沸腾炉I的排料口，它设置在物料沸腾或剧烈翻腾段
1-2的下部。4是一种轮式卸料阀，以便对系统进行必要的密封；当对系统的密封要求较高时，例如当被干燥的物料属于易燃物时，可以采用惰性气体的气封式阀，或者改用双层密封卸料阀等。5表示排料口 3的出料通道。6是沸腾炉I的进料口，它位于沸腾釜I的上部。7是鼓入的热风的尾气的排放通道。8是第一收料器，它也可以由一组单体设备所组成；它的工作原理与现有的粗除尘器或粗收尘器相同，例如可以采用重力除尘器、旋风除尘器、惯性除尘器的结构形式等。9是第一收料器8的出料通道。10是第一收料器8的排气通道。11是第二收料器，它也可以由一组单体设备所组成；它的工作原理与现有的精除尘器或精收尘器相同，例如可以采用布袋除尘器、电除尘器的结构形式等。12是第二收料器11的出料通道。13是第二收料器11的排气通道。14是引风机。15是尾气排放烟囱。在图4中，显示了图1的A部放大图。从图4中可以清楚地看出孔板1-1可以绕着轴16旋转，并在旋转到恰当的角度后加以固定；其旋转方向如箭头17所示，且此方向就是向排料口 3的旋转方向；孔板1-1上的孔18的轴线19的初始状态(即图示状态)没有向所述的出料口 3(见图1)倾斜，或者说它向所述的出料口倾斜的角度为0° ;当所述的孔板1-1绕着轴16旋转到恰当的角度并加以固定后，则所述的轴线19便可以有向所述的出料口 3(见图1)倾斜0° -30°的角度了；在所述的孔板1-1上，还设有裙板20，用于同沸腾釜上的固定结构21共同形成要求不高的密封机构，以防止大量的待干燥物料落入进风均压段1-3中。本实施例的大致工作过程是燃料和助燃气体分别由燃料入口通道2-2、助燃气体通道2-3进入燃烧室2-1进行燃烧；所使用的燃料可以是煤气、天然气或者是煤粉、水煤浆等；所使用的助燃气体可以是空气、富氧空气，也可以是其它富氧气体；还以对它们(包括助燃气体和燃料)采取的预热措施等。从燃烧室排出的高温气体与由调温混合气通道
2-4进入的调温混合气在烟气炉2的内部和/或在沸腾釜I的进风均压段1-3内混合，并建议使混合后的热气体的温度控制在250°C 550°C的范围内，或者优选在300°C 500°C的范围内，然后通过孔板1-1进入沸腾或剧烈翻腾段1-2。在沸腾或剧烈翻腾段1-2中，从沸腾炉I的进料口 6进入的物料在热风的作用下沸腾、干燥，其中，颗粒较大的物料从出料口 3排出沸腾釜1，并经过轮式卸料阀4和排料口 3的出料通道5送往料仓；颗粒较小的物料随着鼓入的热风的尾气由热风的尾气的排放通道7排出沸腾釜1，并进入第一收料器8。随着鼓入的热风的尾气排出的颗粒较小的物料在输送过程中，仍然继续着干燥的过程。经过第一收料器和第二收料器的收集和净化，最终的干燥用热气的尾气在引风机14的作用下经由排气通道13和烟 15排放；同时，由第一收料器和第二收料器收集的颗粒较小的物料分别经由轮式卸料阀4、第一收料器8的出料通道9和轮式卸料阀4、第二收料器11的出料通道12排出，并送入料仓存放。必要时，可以先将从排料口 3的出料通道5、第一收料器8的出料通道9和第二收料器11的出料通道12排出的物料进行混合，再送往料仓储存；也可以让它们在进入料仓时进行自然混合，可以视具体情况而定。通过调整孔板1-1的角度，可以迅速而有效地改变通过出料口 3的排料流量，以控制物料的干燥程度和产量；通过在允许的范围内调整烟气的温度，也可以有效地控制物料的干燥程度和产量；等等。值得注意的是，烟气炉2仅仅是本实施例的必要设备，但不是本实用新型的必要设备，因为，如果能够找到更加经济的热风来源，本实用新型可以不采用烟气炉而直接将更 加经济的热风通过进风均压段1-3从沸腾釜I的下部鼓入。需要进一步指出的是，当用于易燃物料，例如粉粒煤，的干燥时，系统的防爆不可忽视。通常的做法是使干燥介质(热气体)的含氧量低于5%，并建议使用燃烧废气作为调温混合气使用，一方面有利于保证系统安全，另一方面还可以充分利用燃烧废气所携带的物理显热；同时，还要对进、排料口采取特别措施，以防空气中的氧气进入干燥系统。实施例2，如图2所示。本实施例在实施例1的基础上进行了部分的变化1.增加了第二烟气炉22及其热烟气的输送通道23 ;这里需要补充说明的是 虽然第二烟气炉22供应热风的功能可以通过烟气炉2的分流来代替，但是，为了改善热风流的可控性，才采取了设置第二烟气炉22的措施。2.从沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上设置了二次热风的入口24，且是利用环形通道25将来自第二烟气炉22的热风通过所述的二次热风的入口 24送入沸腾釜，以强化系统的干燥能力，特别是防止出现在收料器、特别是第二收料器处出现结露的情形。同时还建议二次热风的入口 24在靠近进料口处要多设置一些，以强化其将进料吹散的效果。其余，可参见实施例1的有关说明。实施例3，如图3和图5所示。本实施例在实施例2的基础上进行了部分的变化1.增设了强力鼓风口 26和强力鼓风通道27 ；2.将实施例2(图1或图2)中的孔板1-1变更为本实施例中的孔板28。通过图3和图5，特别是通过图5，可以看出孔板28具有夹层结构，并在它的上下板片之间形成空腔29 ;孔板28上制有两种孔孔30和孔31，且孔30只将物料的沸腾或剧烈翻腾段1_2和进风均压段1-3连通，而孔31只将物料的沸腾或剧烈翻腾的段1-2和空腔29连通；由于强力鼓风口 26与空腔29相连通，所以，从强力鼓风口 26进入的风将通过孔31直接进入沸腾或剧烈翻腾段1-2 ;在本实施例中，进入强力鼓风口 26的风的风压要比进风均压段1-3内的风压高出300Pa 1200Pa，以防止被干燥物料在孔板28的上表面堆积；进入强力鼓风口 26的风既可以是冷风，也可以是热风，并推荐采用热风，使干燥效果更好；必要时，可以通过调整孔30和孔31的通风面积比来控制其风量比，也可以通过调整孔30和孔31的分布，来强化落料点附近的吹沸作用；还要注意的一点是，孔30和孔31的轴线32 具有向出料口 3倾斜的角度，且该角度为3° 6°。[0068] 其余，可参见实施例1和实施例2的有关说明。
权利要求1.一种沸腾式物料干燥装置，包括动力装置、测控装置和管网，其特征在于(1)设置沸腾釜，且所述的沸腾釜被孔板分为两段物料的沸腾或剧烈翻腾段和进风均压段；(2)在所述的沸腾釜上部设置进料口和尾气排放口；在所述的进风均压段设置热风入Π ；(3)在所述的物料沸腾或剧烈翻腾段的下部，设置排料口；(4)设置第一收料器和第二收料器；(5)所述的第一收料器布置在所述的沸腾釜之后，所述的第二收料器又布置在第一收料器之后。
2.如权利要求1所述的沸腾式物料干燥装置，其特征在于设置着强力鼓风口。
3.如权利要求1所述的沸腾式物料干燥装置，其特征在于在沸腾釜下部的进风均压段上设置着烟气炉，且该烟气炉与所述的沸腾釜的进风均压段制作成一体。
4.如权利要求2所述的沸腾式物料干燥装置，其特征在于在沸腾釜下部的进风均压段上设置烟气炉，且该烟气炉与所述的沸腾釜的进风均压段制作成一体。
5.如权利要求1、2、3或4所述的沸腾式物料干燥装置，其特征在于所述的孔板上的孔的轴线向所述的沸腾釜上的出料口倾斜0° -30°。
6.如权利要求1、2、3或4所述的沸腾式物料干燥装置，其特征在于在沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上设置二次热风的入口。
7.一种实现如权利要求1、2、3、4、5或6所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于(1)所述的专用沸腾釜是筒形的容器，并利用孔板将其分为两段物料的沸腾或剧烈翻腾段和进风均压段；(2)物料的沸腾或剧烈翻腾的段的上部设有进料口和尾气排放口；物料的沸腾或剧烈翻腾段的下部设有排料口 ；(3)所述的进风均压段设置着热风入口。
8.如权利要求7所述的实现如权利要求1、2、3、4、5或6所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于沸腾釜的下部设置着烟气炉，且该烟气炉与所述的沸腾釜的进风均压段制作成一体。
9.如权利要求7或8所述的实现如权利要求1、2、3、4、5或6所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于设置着强力鼓风口。
10.如权利要求7或8所述的实现如权利要求1、2、3、4、5或6所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于所述的孔板上的孔的轴线向所述的沸腾釜上的出料口倾斜 O。-30。。
11.如权利要求7或8所述的实现如权利要求1、2、3、4、5或6所述的沸腾式物料干燥装置的专用沸腾釜，其特征在于从沸腾釜的物料沸腾或剧烈翻腾段的中部或中部以上设置着二次热风的入口。
专利摘要一种沸腾式物料干燥装置及其专用沸腾釜，属于物料干燥设备的技术领域。本实用新型要解决的主要技术问题在于增加干燥空间的利用率，提高干燥强度和生产率，改善干燥系统的可控性。本实用新型的基本技术方案是一种沸腾式物料干燥装置，包括动力装置、测控装置和管网，其特征在于设置沸腾釜，使物料在沸腾釜内以沸腾的状态进行干燥；还要设置第一收料器和第二收料器等。本实用新型适用于对物料进行大规模干燥的技术领域。
文档编号F26B25/00GK202836065SQ20122044297
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者于国华, 钱舵, 贾利军, 张相国, 王冰, 魏树超, 陈诚, 钱纲 申请人:山东省冶金设计院股份有限公司