一种高温颗粒状物料分级冷却方法及装置

摘要

本发明公开了一种高温颗粒状物料分级冷却方法，采用底部悬空的挡墙将冷却料床的入料口横向分隔成上下游两个区域，采用气流对出回转窑的高温颗粒状物料进行颗粒分级和急冷，使分级后的粗颗粒物料落入冷却料床入料口上游区域，形成粗颗粒料床进行厚料床逆流换热，使分级后的细颗粒物料落入冷却料床入料口下游区域，经过逆流换热的粗颗粒物料通过挡墙底部进入冷却料床入料口下游区域和落在其上面的细颗粒物料一起在冷却料床上进行冷却。本发明还公开了一种采用上述方法的高温颗粒状物料分级冷却装置。本发明采用高温颗粒分级技术，粗颗粒采用厚料床冷却方式，有利于降低冷却空气量，提高系统热回收效率，从而实现节能。

权利要求

1.一种高温颗粒状物料分级冷却方法，其特征在于，采用底部悬空的挡墙将冷却料床的入料口横向分隔成上下游两个区域，采用气流对出回转窑的高温颗粒状物料进行颗粒分级和急冷，使分级后的粗颗粒物料落入冷却料床入料口上游区域，形成粗颗粒料床进行厚料床逆流换热，使分级后的细颗粒物料落入冷却料床入料口下游区域，经过逆流换热的粗颗粒物料通过挡墙底部进入冷却料床入料口下游区域和落在其上面的细颗粒物料一起在冷却料床上进行冷却。

2.根据权利要求1所述高温颗粒状物料分级冷却方法，其特征在于，粗颗粒料床的厚度为1.0～4.0米。

3.根据权利要求1或2所述高温颗粒状物料分级冷却方法，其特征在于，在粗颗粒料床底部设有液压推料装置或应用活动篦床，通过调整液压推料装置或活动篦床的推动频率控制粗颗粒料床的厚度和料层阻力。

4.一种采用如权利要求1所述方法的高温颗粒状物料分级冷却装置，包括篦式冷却装置，所述篦式冷却装置的入料口与所述回转窑的出料口相连，其特征在于，在所述篦式冷却装置的入料口处设有底部悬空的挡墙，所述挡墙将所述篦式冷却装置的入料口横向分隔成上下游两个区域，所述挡墙固定在所述篦式冷却装置的侧壁上；在所述回转窑的出料口下方设有气流喷吹装置，所述气流喷吹装置位于所述篦式冷却装置的入料口上方。

5.根据权利要求4所述高温颗粒状物料分级冷却装置，其特征在于，在所述篦式冷却装置的入料口上游区域底部设有液压推料装置。

6.根据权利要求4所述高温颗粒状物料分级冷却装置，其特征在于，所述篦式冷却装置对应其入料口上游区域的部分采用活动篦床。

说明书

一种高温颗粒状物料分级冷却方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于热工设备技术领域，涉及一种高温颗粒状物料分级冷却的方法及装置。

背景技术

[0002] 许多工业窑炉的出料为高温颗粒状物料，如水泥熟料、石灰、氧化铝熟料、铁矿石烧结矿等，需要对其进行冷却和热回收。提高热回收效率是冷却机持续改进的方向。

[0003] 以水泥生产为例，冷却机是水泥烧成系统的重要装备之一，承担着水泥熟料的冷却、输送和热量回收等任务。推动篦式冷却机为目前广泛采用的冷却机型式，其发展经历了第一、第二、第三到现在的第四代历程，其气固换热方式一直为错流换热。目前广泛使用的第三代和第四代篦式冷却机的料层厚度一般在600～900mm，一风室压力在5000～10000Pa，热回收效率在65～75％之间。如果能够大幅提高熟料的料层厚度，增加气固换热时间，实现逆流换热，就能够提高对熟料的热回收效率，实现节能降耗。但出回转窑的熟料粒径分布宽泛，细颗粒填充于粗颗粒的缝隙之中，使得料层的阻力较大，大幅提高料层厚度势必导致料层阻力大幅提高，从而增加系统电耗。

发明内容

[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高温颗粒状物料分级冷却方法及装置，该方法和该装置在提高热回收效率的同时，能够降低系统能耗。

[0005] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种高温颗粒状物料分级冷却方法，采用底部悬空的挡墙将冷却料床的入料口横向分隔成上下游两个区域，采用气流对出回转窑的高温颗粒状物料进行颗粒分级和急冷，使分级后的粗颗粒物料落入冷却料床入料口上游区域，形成粗颗粒料床进行厚料床逆流换热，使分级后的细颗粒物料落入冷却料床入料口下游区域，经过逆流换热的粗颗粒物料通过挡墙底部进入冷却料床入料口下游区域和落在其上面的细颗粒物料一起在冷却料床上进行冷却。

[0006] 粗颗粒料床的厚度为1.0～4.0米。

[0007] 在粗颗粒料床底部设有液压推料装置或应用活动篦床，通过调整液压推料装置或活动篦床的推动频率控制粗颗粒料床的厚度和料层阻力。

[0008] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：采用上述方法的高温颗粒状物料分级冷却装置，包括篦式冷却装置，所述篦式冷却装置的入料口与所述回转窑的出料口相连，在所述篦式冷却装置的入料口处设有底部悬空的挡墙，所述挡墙将所述篦式冷却装置的入料口横向分隔成上下游两个区域，所述挡墙固定在所述篦式冷却装置的侧壁上；在所述回转窑的出料口下方设有气流喷吹装置，所述气流喷吹装置位于所述篦式冷却装置的入料口上方。

[0009] 在所述篦式冷却装置的入料口上游区域底部设有液压推料装置。

[0010] 所述篦式冷却装置对应其入料口上游区域的部分采用活动篦床。

[0011] 本发明具有的优点和积极效果是：

[0012] 1)粗细颗粒分离后采用厚料床冷却方式对粗颗粒物料进行冷却，有利于降低粗颗粒状物料的料层阻力，因此可以大幅提高粗颗粒状物料的料床厚度，通过逆流换热，延长冷却空气在粗颗粒料床内的停留时间，进而提高对高温物料的热回收效率。

[0013] 2)粗细颗粒分离后采用厚料床冷却方式对粗颗粒物料进行冷却，有利于避免粗细颗粒共同冷却时因粒度离析造成的料层阻力分布不均，因而有利于避免气流短路、细料“红河”等现象，提高对熟料的热回收效率，改善熟料冷却效果。

[0014] 3)颗粒分级冷却在提高热回收效率的同时，可降低冷却用风量，降低系统能耗，并减小占地和设备规格，降低系统投资。

附图说明

[0015] 图1是采用本发明一种高温颗粒状物料分级冷却方法的装置结构示意图。

[0016] 图中：1是回转窑，2是窑门罩，3是燃烧器，4是气流喷吹装置，5是挡墙，6是冷却料床入料口上游区域，7是液压推料装置，8是篦式冷却装置，9是余热锅炉取风口，10是余风出口，11是熟料破碎机。

具体实施方式

[0017] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

[0018] 请参见图1，一种高温颗粒状物料分级冷却方法，采用底部悬空的挡墙5将冷却料床的入料口横向分隔成上下游两个区域，采用气流对出回转窑1的高温颗粒状物料进行颗粒分级和急冷，使分级后的粗颗粒物料落入冷却料床入料口上游区域，形成粗颗粒料床进行厚料床逆流换热，使分级后的细颗粒物料落入冷却料床入料口下游区域，经过逆流换热的粗颗粒物料通过挡墙5底部进入冷却料床入料口下游区域和落在其上面的细颗粒物料一起在冷却料床上进行冷却。

[0019] 在上述实施例中，粗颗粒料床的厚度为1.0～4.0米。在粗颗粒料床底部设有液压推料装置7或应用活动篦床，通过调整液压推料装置7或活动篦床的推动频率控制粗颗粒料床的厚度和料层阻力。

[0020] 采用上述方法的高温颗粒状物料分级冷却装置，包括篦式冷却装置8，所述篦式冷却装置8的入料口与所述回转窑1的出料口相连，在所述篦式冷却装置8的入料口处设有底部悬空的挡墙5，所述挡墙5将所述篦式冷却装置8的入料口横向分隔成上下游两个区域，所述挡墙5固定在所述篦式冷却装置8的侧壁上；在所述回转窑1的出料口下方设有气流喷吹装置4，所述气流喷吹装置4位于所述篦式冷却装置8的入料口上方。

[0021] 上述挡墙5的表面设有耐火材料，挡墙5的下沿与冷却料床底部留有一设定高度。上述篦式冷却装置8的上部是冷却料床，料床下方为相互分隔的多个风室，各个风室根据风量和风压需求配置有相应的冷却风机。在上述篦式冷却装置8的顶部从上游至下游可以分别设置余热锅炉取风口9和余风出口10，在篦式冷却装置8的尾部或中部设置熟料破碎机
11。在回转窑1的出料口上设有窑门罩2，在窑门罩2安装有燃烧器3。

[0022] 在本实施例中，为了使所述篦式冷却装置8入料口上游区域内经过逆流换热冷却后的粗颗粒物料能够顺利进入入料口下游区域进行后续冷却，可在所述篦式冷却装置8的入料口上游区域底部设置液压推料装置7，利用液压推料装置7将粗颗粒推入下游区域继续冷却。还可以在所述篦式冷却装置8对应其入料口上游区域的部分采用活动篦床，通过活动篦床上的装置往复运动将粗颗粒送入下游区域继续冷却。

[0023] 上述实施例是针对水泥熟料颗粒分级冷却的方法和装置，其工作原理为：

[0024] 通过高压风机或压缩空气站给气流喷吹装置4供应少量的风，经气流喷吹装置4加速后形成高速气流。高速气流具有较大的动量，能对出回转窑1的高温熟料进行颗粒分级和急冷。粗颗粒物料受高速气流的影响较小，经颗粒分级后落入离窑口较近的冷却料床入料口上游区域6，形成1.0～4.0米的粗颗粒料床。下方风室鼓入的冷却空气与粗颗粒料床进行充分的厚料床逆流换热。经过厚料床冷却的粗颗粒被液压推料装置7或活动篦床送入篦式冷却装置8的后续篦床继续冷却。通过调整液压推料装置7的推动频率可以控制粗颗粒料床厚度。细颗粒受高速气流的影响较大，随高速气流迁移到位于挡墙5另一侧的冷却料床入料口下游区域，并直接落在出上游区域的粗颗粒料层上。粗、细颗粒在篦式冷却装置8的后续篦床上共同冷却至目标温度(一般为65℃+环境温度)。穿过冷却料床入料口上游区域以及篦式冷却装置8前端的冷却空气被加热至900～1200℃，用作入窑二次风和入炉三次风以回收热焓。穿过篦式冷却装置8的中、后段的冷却空气被加热后可用于余热发电，其余低温余风经收尘后外排。

[0025] 现有的水泥熟料篦式冷却机的冷却风量一般为1.9～2.3Nm3/kgcl,热回收效率在65～75％之间。采用本实施例的技术方案，冷却风量可降至1.2～1.8Nm3/kgcl，热回收效率可提高至80％以上。本发明采用高温颗粒分级技术，粗颗粒采用厚料床冷却方式，有利于降低冷却空气量，提高系统热回收效率，从而实现节能。

[0026] 本实施例仅是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明。对高温颗粒状物料进行颗粒分级冷却是本发明的技术核心。熟料破碎机的位置既可以在篦式冷却装置的尾部，也可以在篦式冷却装置的中部。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围内。