一种颗粒物料气力混合的设备及方法与流程

本发明涉及能源及化工行业均质混合设备，适用于颗粒物质的混合生产工艺，具体涉及一种颗粒物料气力混合的设备及方法。

背景技术：

工业生产中很多地方都需要用到颗粒混合器，颗粒混合器可将两种不同粒径不同密度的颗粒均匀地混合成为一种二元混合颗粒。

传统的颗粒混合器可分为两类：一种是犁刀混合器，通过叶片搅动使两种颗粒混合；一种是三维混合机，料筒于三维空间中滚动，物料在桶内做多轴运动而混合。其中，第一种的混合效果取决于转速，叶片样式等；第二种的混合效果取决于转速，混合时间等。

但上述混合方式会有以下几点不足：1.设备复杂，维护困难且费用高；2.混合速度慢；3.叶片形状复杂，造成清洗不便；4.由于叶片搅动，会造成一定的颗粒磨损；5.不能进行连续混合；6.需要附加额外的机械功。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中颗粒物料混合设备复杂、维护困难且费用高、混合速度慢、所用叶片形状复杂并造成清洗不便、由于叶片搅动造成颗粒磨损、不能进行连续混合以及需要附加额外的机械功等缺陷，提供了一种颗粒物料气力混合的设备及方法。本发明的颗粒物料气力混合设备简单，维护方便，维护价格低；无机械传动部分，不需消耗机械功；混合速度快；混合均匀；无颗粒磨损；可进行连续混合。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

本发明提供了一种颗粒物料气力混合的设备，其包括主出料罐、副出料罐和气力混合器；

其中，所述主出料罐包括主出料罐体、主加料口、主出料管和主进气口；所述主加料口位于所述主出料罐体的顶部；所述主出料管的一端为伸入所述主出料罐体的内部的主出料口，另一端与所述气力混合器的主喷嘴相连；所述主进气口位于所述主出料罐体的底部；

其中，所述副出料罐包括副出料罐体、副加料口、副出料管和副进气口；所述副加料口位于所述副出料罐体的顶部；所述副出料管的一端为伸入所述副出料罐体的内部的副出料口，另一端与所述气力混合器的副喷嘴相连；所述副进气口位于所述副出料罐的底部；

其中，所述气力混合器包括混合器罐体、主喷嘴、副喷嘴和出料口；所述混合器罐体的上部为圆柱体，下部为锥形体；所述主喷嘴位于所述混合器罐体的顶部中心位置，所述主喷嘴的朝向为竖直向下；所述副喷嘴位于所述混合器罐体的侧壁上，所述副喷嘴与所述气力混合器的壁面形成仰角；所述出料口位于所述混合器罐体的底部。

本发明中，所述主出料罐还可以包括主卸压阀、主压力表和主出料控制阀；所述主卸压阀位于所述主出料罐体的侧面上部；所述主压力表位于所述主出料罐体的顶部；所述主出料控制阀位于所述主出料管上，接近所述主出料罐体的顶部。

本发明中，所述副出料罐还可以包括副卸压阀、副压力表、副出料控制阀；所述副卸压阀位于所述副出料罐体的侧面上部；所述副压力表位于所述副出料罐体的顶部；所述副出料控制阀位于所述副出料管上，接近所述副出料罐体的顶部。

本发明中，所述混合器罐体还可以包括罐长调节器，以调节所述气力混合器长径比，所述罐长调节器位于所述副喷嘴与所述锥形体之间。

本发明中，所述混合器罐体还可以包括内壁面凸起，所述内壁面凸起均匀分布于所述混合器罐体的内壁上，以强化混合效果；所述内壁面凸起占所述混合器罐体的内壁面面积的30％以下，较佳地为15％-20％；所述内壁面凸起可以为规则半圆形或半椭圆形；所述内壁面凸起采用光滑材料，对所述光滑材料的材质没有特殊限定，只要物料在混合过程中不会粘附在所述内壁面凸起上即可。

本发明中，较佳地，所述副喷嘴的中心轴线距所述混合器罐体的顶部距离为1～1.5d(d为混合器罐体的圆柱体部分的内径)，或所述副喷嘴的中心轴线距所述混合器罐体的最底端的距离为1～4d。

本发明中，所述副喷嘴与所述气力混合器的壁面形成的仰角较佳地为0～90°，更佳地为30～60°。

本发明中，较佳地，所述出料口的截面积不大于所述混合器罐体的圆柱体部分的横截面积的15％，以保证物料在混合器内有足够的混合时间，不至于过快流出混合器，所述出料口面积既要满足物料顺畅流出，又不能出现流出速率过高的问题。

本发明中，所述主出料罐和/或所述副出料罐可采用流化罐形式，具体形状可根据需要来选定，例如，所需罐体较小时，可直接采用圆柱形；所需罐体较大时，可采用下部锥形、上部圆柱的形状。

本发明中，本领域技术人员知晓，所述混合器罐体的体积应大于所述主出料罐和所述副出料罐的体积之和，较佳地为1～1.5倍。

本发明中，所述颗粒物料气力混合的设备还可包括供气系统，以提供压缩空气，所述供气系统通过管路分别与主进气口和副进气口相连。

本发明还提供了一种采用上述颗粒物料气力混合设备进行颗粒物料气力混合的方法，其包括下述步骤：

将需要混合的两种颗粒物料分别通过主加料口和副加料口加入主出料罐和副出料罐中，分别向主出料罐和副出料罐中进气，待主出料罐和副出料罐的压力达到工况要求压力后，两种颗粒进料至气力混合器并进行连续混合，混合均匀后的二元混合颗粒从出料口出料。

本发明中，本领域技术人员知晓，在主出料罐和副出料罐的压力达到工况要求压力后，需同时开启主出料控制阀与副出料控制阀，使两种物料经过主喷嘴和副喷嘴进入混合器罐体，在混合均匀后首先应同时关闭主出料控制阀与副出料控制阀，然后停止进气。

本发明中，较佳地，所述副出料罐的物料流率为所述主出料罐的物料流率的0～50％。

本发明中，本领域技术人员知晓可通过调节气体流量和喷嘴结构来调节喷嘴的气速，较佳地，所述主喷嘴的出口气速为30～100m/s，所述副喷嘴的出口气速为30～100m/s。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的颗粒物料气力混合设备简单，维护方便，维护价格低；无机械传动部分，不需消耗机械功；混合速度快；混合均匀；无颗粒磨损；可进行连续混合。

附图说明

图1为本发明实施例1中的颗粒物料气力混合设备的结构示意图。

图2为本发明实施例1中的颗粒物料气力混合设备的工艺流程图。

附图标记：

主出料罐1

主加料口2

主卸压阀3

主压力表4

主出料口5

主出料控制阀6

主进气口7

副出料罐8

副加料口9

副卸压阀10

副压力表11

副出料口12

副出料控制阀13

副进气口14

混合器罐体15

主喷嘴16

副喷嘴17

出料口18

罐长调节器19

内壁面凸起20

气力混合器21

供气系统22

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例的颗粒物料气力混合设备包括主出料罐1、副出料罐8、气力混合器21；

其中，主出料罐1包括主出料罐体、主加料口2、主卸压阀3、主压力表4、主出料管5、主出料控制阀6、主进气口7；主加料口2位于主出料罐体的顶部；主卸压阀3位于主出料罐体的侧面上部；主压力表4位于主出料罐体的顶部；主出料管5的一端为伸入主出料罐体的内部的主出料口，另一端与气力混合器21的主喷嘴16相连；主出料控制阀6位于主出料管5上，接近主出料罐体的顶部；主进气口7位于主出料罐体的底部；

其中，副出料罐8包括副出料罐体、副加料口9、副卸压阀10、副压力表11、副出料管12、副出料控制阀13、副进气口14；副加料口9位于副出料罐体的顶部；副卸压阀10位于副出料罐体的侧面上部；副压力表11位于副出料罐体的顶部；副出料管12的一端为伸入副出料罐体的内部的副出料口，另一端与气力混合器21的副喷嘴17相连；副出料控制阀13位于副出料管上，接近副出料罐体的顶部；副进气口14位于副出料罐的底部；

其中，气力混合器21包括混合器罐体15、主喷嘴16、副喷嘴17、出料口18；混合器罐体15的上部呈圆柱体，下部为锥形体；主喷嘴16位于混合器罐体15的顶部中心位置，主喷嘴16的朝向为竖直向下；副喷嘴17位于混合器罐体15的侧壁上，副喷嘴17与气力混合器21的壁面形成仰角；出料口18位于混合器罐体15的底部；混合器罐体15还包括罐长调节器19，以调节所述气力混合器21的长径比，罐长调节器19位于副喷嘴17与锥形体之间；混合器罐体15还包括内壁面凸起20，内壁面凸起20均匀分布于混合器罐体15的内壁上，内壁面凸起20占混合器罐体15的内壁面面积的30％，内壁面凸起20为规则半圆形。

其中，副喷嘴17的中心轴线距混合器罐体15顶部距离为1.5d(d为混合器罐体的圆柱体部分的内径)；副喷嘴17与气力混合器21的壁面形成的仰角为30°。

其中，出料口18的截面积为混合器罐体15的圆柱形部分的横截面积的15％，以保证物料在气力混合器21内有足够的混合时间，不至于过快流出混合器。

其中，主出料罐1和副出料罐2的下部为锥形，上部为圆柱形。

其中，混合器罐体15的体积为主出料罐1和副出料罐8的体积之和的1.5倍。

其中，副出料罐8的物料流率为主出料罐1的物料流率的50％。

采用上述设备进行颗粒物料气力混合的步骤为：

将需要混合的煤粉和稻草分别通过主加料口2和副加料口9加入主出料罐1和副出料罐8中，供气系统22分别向主出料罐1和副出料罐8中进气，待主出料罐1和副出料罐8的压力达到工况要求压力后，同时开启主出料控制阀6与副出料控制阀13，之后两种颗粒进料至气力混合器21并进行连续混合，混合均匀后的二元混合颗粒从出料口18出料。在停止混合时首先应同时关闭主出料控制阀6与副出料控制阀13，然后停止进气。

对比例1

对比例1中的主喷嘴16垂直向下，副喷嘴17水平设置，其余结构与实施例1相同。混合方式为垂直式。

对比例2

对比例2中的主喷嘴16和副喷嘴17相对设置在混合器罐体15的侧壁面上，其余结构与实施例1相同。混合方式为对置式。

效果实施例1

表1给出了分别采用实施例1、对比例1和2的气力混合设备混合物料的混合效果数据。

表1

两种物料的目标掺混比是5.52％，采用三种方式混合，各取样四次然后测量实际掺混比。统计数据表明，本发明的混合方式获得的样品混合标准偏差最小，混合效果最好。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。