CN100484875C - 重灰流化煅烧冷却设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重灰流化煅烧冷却设备及工艺。其物料输送装置和送风装置通过管道与煅烧冷却装置连接；返碱装置与煅烧冷却装置和物料输送装置连接；煅烧冷却装置为内置布置成蛇管形式的换热器的重质碱流化床煅烧冷却机，它的顶部通过管道与除尘装置连接，侧面接混合输送器，并与返碱旋转卸料阀连接，下部则通过管道与送风装置连接；同时重质碱流化床煅烧冷却机还与蒸汽管道连接，并通过管道与冷凝水回收管道和冷却水循环管道连接；其下部的出料口经出料螺旋卸料阀通过管道接成品区；除尘装置为旋风除尘器和布袋除尘器构成的两级除尘，它们收集的重碱返回前期工艺，除尘装置的尾气排入大气。具有投资少，占地小，安装、维修、操作方便等优点。

Description

重灰流化煅烧冷却设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种纯碱煅烧行业中的重灰流化煅烧冷却设备及工艺。

背景技术

纯碱煅烧行业是现代工业当中非常重要的一类。纯碱产品主要有两种，即重质纯碱和轻质纯碱。其规格的区别主要在于物理性质的不同，如松密度、粒子大小、形状及安息角度等。一般重质纯碱密度为1000～1200kg/m³。

重质纯碱煅烧的任务是把含表面水的一水碱(主要成分为一水碳酸钠)加热脱水并冷却制取适合包装的无水碳酸钠。目前我国的重质纯碱煅烧技术有两种：一种是利用蒸汽回转煅烧炉进行重质纯碱的煅烧处理；另一种是利用沸腾床进行重质纯碱的煅烧冷却处理。但都存在一定的问题：

(1)蒸汽回转煅烧炉

蒸汽回转煅烧炉煅烧外设沸腾冷却，该工艺的缺点十分明显：一是回转煅烧炉投资高，占地面积大，运行和维护费用高；二是煅烧和冷却分开，使得流程较长、设备多，炉头和炉尾必须设计两个大的框架，分离出的细粉难以再回到前序工序，土建投资增大。

(2)沸腾床煅烧冷却

从国外引进的沸腾床煅烧冷却装置在实际应用中存在生产能力低、装置运行周期短、能耗高、环境差、并且除尘设备比较庞大等难以改变的先天不足。同时该装置还存在流程长、设备多、干燥和冷却空气量大、能耗高、死床现象频繁、碱液回收困难、尾气夹带碱液影响排风机使用寿命以及污染环境等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种重灰流化煅烧冷却设备及工艺，它具有热效率高、操作简单、设备投资少，高效、节能且可大型化等优点。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种重灰流化煅烧冷却设备，它包括物料输送装置、返碱装置、煅烧冷却装置、除尘装置、送风装置等，所述物料输送装置和送风装置通过管道与煅烧冷却装置连接；所述返碱装置与煅烧冷却装置和物料输送装置连接；所述煅烧冷却装置为集成煅烧和冷却为一体的重质碱流化床煅烧冷却机，它通过管道与除尘装置连接，煅烧冷却装置的出料口通过管道与成品区连接；所述除尘装置为旋风除尘器和布袋除尘器构成的两级除尘，它们收集的重碱返回前期工艺，除尘装置的尾气排入大气。

所述物料输送装置包括进料星型给料器和与之连接的混合输送器，进料星型给料器与前期工艺连接，混合输送器与煅烧冷却装置侧面连接。

所述返碱装置为返碱旋转卸料阀，它与煅烧冷却装置连接，并与混合输送器的返碱口连接。

所述煅烧冷却装置为内置换热器布置成蛇管形式的重质碱流化床煅烧冷却机，其顶部与除尘装置连接，侧面接混合输送器，并与返碱旋转卸料阀连接，下部则通过管道与送风装置连接；同时重质碱流化床煅烧冷却机还与蒸汽管道连接，并通过管道与冷凝水回收管道和冷却水循环管道连接；其下部的出料口经出料螺旋卸料阀接成品区。

所述送风装置包括，空气过滤器它与鼓风机连接，鼓风机通过管道经换热器接重质碱流化床煅烧冷却机的下部，其中换热器还与蒸汽管道连接。

所述除尘装置为两级除尘，第一级为旋风除尘器，它与重质碱流化床煅烧冷却机上部连接，其下部为旋风除尘器下旋转卸料阀，它通过管道与成品包装连接；第二级为与旋风除尘器连接的布袋除尘器，其下部有布袋除尘器下碱螺旋和布袋除尘器下旋转卸料阀，布袋除尘器下旋转卸料阀通过管道与前期工艺连接，布袋除尘器上部与引风机连接。

所述除尘装置还可为二次旋风除尘或直接通过旋风或者布袋除尘器一次除尘，或把布袋除尘器内置于煅烧机内部做到内置除尘形式。

一种重灰流化煅烧冷却工艺，它有如下步骤：

a、空气经过滤器后在鼓风机作用下通过换热器加热后形成高温的热空气送入重质碱流化床煅烧冷却机底部；

b、来自蒸汽管道的蒸汽送入重质碱流化床煅烧冷却机的内置换热器；

c、待加工物料及返碱经进料星型给料器和混合输送器，送入重质碱流化床煅烧冷却机；

d、物料在重质碱流化床煅烧冷却机中被充分煅烧处理为成品，并在重质碱流化床煅烧冷却机内冷却后经出料螺旋卸料阀送入成品区；

e、返碱则通过返碱旋转卸料阀送回混合输送器；

f、重质碱流化床煅烧冷却机内的废气经一级旋风除尘器，二级布袋除尘器，进行两级除尘后，尾气排空，旋风除尘器收集的粉尘进入成品包装，布袋除尘器收集的粉尘进入前期工艺。

所述步骤d中，煅烧时混合物料从重质碱流化床煅烧冷却机侧面的进料口进入，高温的热空气由重质碱流化床煅烧冷却机底部进入，高温的热空气使物料进入流化过程，同时其内部的内置换热器与蒸汽管道和冷却水管道连接，使流化状态的物料与换热器进行间接换热，内置换热器产生的冷凝水送入冷凝水回收系统；煅烧冷却后的成品经出料螺旋卸料阀送入成品区，同时部分成品还经设在重质碱流化床煅烧冷却机末端的返碱旋转卸料阀送入混合输送器，返回重质碱流化床煅烧冷却机，重质碱流化床煅烧冷却机产生的尾气送入除尘装置。

步骤e中所述煅烧尾气净化工艺为，重质碱流化床煅烧冷却机产生的尾气由顶部排入旋风除尘器进行第一次净化，所含的重碱经旋风除尘器收集送入水合机，剩余的尾气进入布袋除尘器进行第二次除尘净化，经布袋除尘器除尘后，尾气由送风装置排入大气，收集的重碱返回水合机。

本发明的煅烧段采用重质碱流化床煅烧冷却机，该设备的内置换热器布置成管束形式。这种布置对流化质量影响较小，并能获得较大的换热面积。该煅烧机煅烧过程所需热量，主要由内置换热器提供。煅烧机中内置换热器与两相流的传热，是通过内部盘管进行的。呈流态化的固体颗粒在流化床中对换热器的壁面进行碰撞，使流体边界层减薄。因此该煅烧机具有较高的换热系数。两相流中的绝大部分热量是由壁面向固体颗粒传递的，而该煅烧机煅烧需要的流化空气，主要起维持床层颗粒正常流态化的作用，比普通流化床干燥物料所需流化气量大大减少，从而减小了风机的规格和功率损耗。该煅烧机的煅烧过程主要是内置换热器与两相流的传热过程及两相流之间的传热和传质过程。流化状态下，气固两相流具有较高的水分梯度，并能够进行充分接触，传质条件较好。流态化煅烧保证了物料流化厚度和停留时间均可实现设计范围内的调整，所以保证了物料的煅烧品质。另外，冷却段冷却管束中通冷却水，物料在冷风和冷却管束的双重冷却下进行冷却，保证包装工序可以顺利进行。

由于采用了多层埋管流化床结构，可以在较小的面积内布置较多的换热面积，设备的流化面积大大减小。由于设备的流化面积小，所需的流化风量也大大减小，旋风除尘器和布袋除尘器设备的体积小，循环风管道尺寸小，风机等附属设备的整体体积小。因此整个系统整体占地面积小，厂房和土建投资小，从经济方面分析设备的整体投资低。

工艺空气可以采用多种除尘形式。煅烧产生的尾气通过管道进入旋风除尘器进行一级除尘，分离下来的固体进入水合机。尾气进入布袋除尘器进行二次净化后通过引风机排入大气，布袋除尘器收集的粉尘进入水合工序。煅烧产生的尾气也可以通过二次旋风除尘，还可直接通过旋风或者布袋除尘器一次除尘，另外还可以把布袋除尘器内置于煅烧机内部做到内置除尘形式。

本煅烧机煅烧后未经冷却的部分物料通过返碱输送装置进入混合输送器，经混合后进入重质碱流化床煅烧冷却机进行煅烧。

本发明的有益效果为：换热效率高，在主设备高效率的工作状态下，附属设备的型号规格都可降低，减少了设备的投资，同时，占地面积减小，降低了投资成本；安装、维修都非常方便，减少了后期投资；系统操作方便。流态化煅烧保证了物料流化厚度和停留时间均可实现设计范围内的调整，所以保证了物料的煅烧品质。流态化煅烧由于流化风的存在，所以改善了物料对于埋管的粘结性，物料可以在少量的返料情况下稳定运行。流态化煅烧主体设备为静止设备，整套工艺中仅有风机和部分输送设备为运转设备，所以设备检修量大大减少，节省了检修成本。短流程设计降低能源消耗，减少占地面积，节约投资。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

其中，1—空气过滤器，2—鼓风机，3—换热器，4—重质碱流化床煅烧冷却机，5—混合输送器，6—进料旋转卸料阀，7—返碱旋转卸料阀，8—出料旋转卸料阀，9—旋风除尘器，10—旋风除尘器下旋转卸料阀，11—布袋除尘器，12—布袋除尘器下碱螺旋，13—布袋除尘器下旋转卸料阀，14—系统引风机

具体实施方式

本发明系统组成如图1所示，进料星型下料器6与混合输送器5连接。返碱下料器7也与混合输送器5的返碱进料口连接，混合输送器5与重质碱流化床4煅烧机侧面连接，该煅烧机内置换热管，换热管布置成蛇管形式，前面煅烧部分与蒸汽管道和冷凝水回收管道连接，后面冷却部分与冷却水管道和冷却回水管道连接。同时该煅烧机的出料口经出料旋转卸料阀8与成品区连接。重质碱流化床4的顶部还与旋风除尘器9连接，旋风除尘器9上部通过管道与布袋除尘器11连接，布袋除尘器11与引风机14连接。旋风除尘器9的底部连接旋风除尘器下旋转卸料阀10，该旋转卸料阀与成品包装相连，布袋除尘器下连接有布袋除尘器下碱螺旋12和布袋除尘器下旋转卸料阀13，该旋转卸料阀与前期工艺相连。

空气过滤器1与鼓风机2连接，鼓风机2经换热器3与重质碱流化床煅烧/冷却机4的下部连接，同时换热器3还与蒸汽管道连接，蒸汽管道同时接重质碱流化床煅烧/冷却机4的内置换热器，重质碱流化床4还分别与冷却水系统和冷凝水系统连接。

上述除尘装置可以采取多种形式：可以是单级旋风除尘，可以是双级旋风除尘，也可以是一级旋风加一级布袋除尘器。旋风除尘器的特点是结构简单，制造容易，压力损失小，处理风量大，具有一定的除尘效率；可以是单级布袋除尘器；也可以将布袋除尘器内置于流化煅烧冷却装置内，含尘气体由布袋除尘器进风管进入布袋除尘器内，经大空间的均风作用后，均匀穿过滤袋，物料被滤袋截留，沉积在滤袋外壁上，过滤后的洁净气体进入上箱体后从排气管排出。布袋除尘器上安装有电磁脉冲阀，定时开启脉冲阀，使压缩空气由喷吹管各个孔眼喷射到各对应的文氏管，把滤袋上多余的粉尘清理下来，使滤袋保持通风顺畅，连续运行。

本发明的工艺过程为：需煅烧物料及返碱物料由混合输送器5均匀送入重质碱流化床4中。由换热器3而来的热空气由重质碱流化床底部风室进入，再穿过布风板进入床层，由高温流化气体使物料完成流化过程。同时其内部的内置换热器一部分与蒸汽管道和冷凝水回收管道连接，另一部分与冷却水管道和冷却回水管道连接，使流化状态的物料与内置换热器进行间接换热，内置换热器产生的冷凝水送入冷凝水回收系统，物料在热风和内热管的双重加热作用下进行先煅烧后冷却；其中一部分煅烧后未经冷却的部分物料通过返碱星型卸料器进入混合输送器，经混合后进入重质纯碱流化床煅烧机进行煅烧；冷却好的成品由流化床溢流口送入成品包装区。煅烧后的尾气先经过旋风除尘器9的一次除尘和布袋除尘器11的二次净化后排入大气，旋风除尘器9和布袋除尘器11收集的粉料经各自卸料阀后送入对应工序。

Claims (3)

1、一种重灰流化煅烧冷却设备，它包括物料输送装置、返碱装置、煅烧冷却装置、除尘装置、送风装置，其特征是：所述物料输送装置和送风装置通过管道与煅烧冷却装置连接；所述返碱装置与煅烧冷却装置和物料输送装置连接；所述煅烧冷却装置为内置布置成蛇管形式的换热器的重质碱流化床煅烧冷却机(4)，它的顶部与除尘装置连接，侧面接混合输送器(5)，并与返碱旋转卸料阀(7)连接，下部则通过管道与送风装置连接；同时重质碱流化床煅烧冷却机(4)还与蒸汽管道连接，并通过管道与冷凝水回收管道和冷却水循环管道连接；其下部的出料口经出料螺旋卸料阀(8)接成品区；所述除尘装置收集的重碱返回前期工艺，除尘装置的尾气排入大气。

2、根据权利要求1所述的重灰流化煅烧冷却设备，其特征是：所述返碱装置为返碱旋转卸料阀(7)，它与煅烧冷却装置连接，并与混合输送器(5)的返碱口连接。

3、根据权利要求1所述的重灰流化煅烧冷却设备，其特征是：所述送风装置包括，空气过滤器(1)，它与鼓风机(2)连接，鼓风机(2)通过管道经换热器(3)接重质碱流化床煅烧冷却机(4)的下部，其中换热器(3)还与蒸汽管道连接。

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