CN101583429A - 粒度选择和/或物质干燥装置 - Google Patents

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一种用于处理悬浮的矿物颗粒的粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其中占重量至少90％的矿物颗粒具有小于60mm的尺寸，该装置(30)主要由带有上升气流(Fa)的基本竖直的气体管道(1)组成，在其底座上设有气体入口，并设有下开口(2)和上开口(3)，在两个开口之间还提供了用于输入物质的供给开口(4)，其中，尤其被称为“细粒”的一部分物质可由于所述上升气流(Fa)的承载能力而随气体穿过上开口(3)逸出，而物质的另一粗粒部分不被所述气体带走，并落入到下开口(2)中。根据本发明，该装置(30)还具有用于产生湍流的机构(5)，该机构有利于不同粒度的物质的分离和物质的悬浮，其设于气体管道(1)的内壁上，并定位在所述管道(1)的下开口(2)和供给开口(4)之间。

Description

粒度选择和/或物质干燥装置
技术领域
本发明涉及一种用于处理悬浮的矿物颗粒的粒度选择和/或物质干燥装置，其中占重量至少90％的矿物颗粒具有小于60mm的尺寸。
背景技术
在矿物物质粉碎和/或干燥车间，通常使用“一列式”悬浮的干燥装置，其应用于平均粒度小于10mm的物质。在这些装置中，热交换是通过干燥进行的单位质量的热交换，且非常迅速，这些装置常被定性为“闪速”装置。在1999年10月9日法国第戎采掘工业协会年会(Séminaire de la Sociétéde l′lndustrie Minérale)出版物，尤其是B.Reinhardt，Ph.Duhamel，R.Evrard；A.Cordonnier-Le séchage flash(闪速干燥)中描述了采用竖直热气管道布置形式的这种系统。
为了使待处理的物质的主要部分悬浮，并使其能够与热气相接触，以便干燥所述物质，产生了上升的热气流，该热气流的速度大约为30至40m/s的级别，因而造成极大的负载损失。
虽然就原理而言，在这种系统中，没有带走物质的最粗的部分，但是这些装置并不被认为是粒度选择器。事实上，当这些装置填充了由具有各种直径的颗粒组成的粗粒部分时，通常粗粒部分的主要部分下降，但其中包含的最精细的颗粒并没有分离或悬浮。
相反，还会发生由于上升气流的高强度而带走较小尺寸的粗粒部分的情况。这些机器的选择能力因此是较低的，选择能力表现了与物质的粒度相关而分离物质的能力。
此外，太大数量的粗粒部分的存在干扰了这些装置的操作以及其中安装有这些装置的设备的运转。例如，在用于水泥生产的粉碎设备中，该装置将干扰定位在其下游的气动分离器的操作。事实上，当干燥装置充满大的粗粒部分时，装置变得不稳定，其中使物质悬浮所必需的上升气流被断断续续地输送。
本发明的目的是提供一种用于悬浮的矿物颗粒处理的粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其中占重量至少90％的矿物颗粒具有小于60mm的尺寸，该装置成行操作，并且对于粒度范围很宽的物质的应用是稳定的。
本发明的另一目的是提供一种使得能够进行正确的颗粒分离的粒度选择和/或干燥装置，被分离的颗粒之后可以被悬浮。
本发明的另一目的是提供一种粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其主要由竖直气体管道组成，具有小的空间要求，尤其具有远小于本领域中的人员已知的“闪速”类型的干燥装置的气体管道的高度
本发明的另一目的是提供一种粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其利用上升气流进行操作，上升气流的速度大大低于本领域中的人员已知的“闪速”类型的干燥装置的上升气流的速度，因而减少了负载损失。
本发明的其它目的和优势将在以下描述过程中变得可见，以下描述仅仅出于提供信息的目的，且并不局限于该描述。
发明内容
本发明涉及一种用于处理悬浮的矿物颗粒的粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其中占重量至少90％的矿物颗粒具有小于60mm的尺寸，该装置主要由带有上升气流的基本竖直的气体管道组成，在其底座上设有气体入口，并装配有下开口和上开口，在这两个开口之间还为输入物质提供了供给开口，在这种装置中，一部分物质，尤其被称为细粒的物质可由于所述上升气流的承载能力而随气体穿过上开口逸出，而另一部分粗粒物质不被所述气体带走，并落入到下开口中。
此外，根据本发明，该装置拥有用于产生湍流的机构，该机构有利于不同粒度的物质的分离和物质的悬浮，其固定在气体管道的内壁上，并定位在所述管道的下开口和供给开口之间。
本发明还涉及一种尤其用于水泥工厂的闭合回路类型的连续式粉碎设备，包括：
-粉碎机，尤其滚轮型或球型粉碎机，其呈现用于待粉碎的产品的入口和用于粉碎后的产品的出口，
-选择器-干燥器，其由根据本发明的带有上升气流的粒度选择和干燥装置组成，包括连接在粉碎机入口处的废弃物下出口和用于飞扬物质的上出口，在它们之间还提供了物质供给开口，
-动态选择器，其包括至少连接在所述选择器-干燥器的所述飞扬物质出口上的至少一个物质入口，用于选定物质的出口，以及连接在粉碎机入口处的废弃物出口，
-过滤器，其使得能够过滤充满选定物质的气体，该过滤器连接在动态选择器的物质出口上，
-粉碎机的出口连接在所述动态选择器的所述至少一个物质入口上，和/或选择器-干燥器的供给开口上，
-至少一个物质供给单元，其为粉碎机的入口和/或选择器-干燥器的供给开口供应物质。
附图说明
当伴随附图阅读以下说明时将更好地理解本发明，附图形成以下描述的整体部分，其中：
-图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的粒度选择和/或干燥装置的截面图，
-图2示意性地显示了根据本发明第二实施例的粒度选择和/或粉状物质干燥装置的截面图，
-图3示意性地显示了根据本发明第三实施例的粒度选择和/或粉状物质干燥装置的截面图，
-图4a至4d分别是水平截面图，其显示了用于将气体注入到气室，也被称为“风箱”中的各种可能性，
-图5是气体管道的竖直截面图，其显示了装置的刀片，尤其如图1中所示，
-图6是尤其用于水泥厂的闭合回路类型的连续粉碎设备的示意图，结合了根据本发明的粒度选择和干燥装置，
-图7是沿着对数比例尺的图表，该对数比例尺使得能够显示根据本发明的粒度选择和/或干燥装置的高的粒度选择能力。
具体实施方式
根据本发明，粒度选择和/或粉状物质干燥装置不同于已知的“闪速”类型的干燥系统，其包括文丘里管作为用于物质悬浮的主要元件，在文丘里管的颈部，气体的速度升高到30-40m/s。文丘里管的结构使得装置的总高度必须为竖直管道的直径值的5到6倍。
这些“闪速”系统使得能够处理其粒度小于20mm且比浓度不超过2.5kg/kg气体的物质。超过这些值，就会出现操作不稳定性的问题。
根据本发明，粒度选择和/或粉状物质干燥装置意图用于处理悬浮的矿物颗粒，其中占重量至少90％的矿物颗粒具有小于60mm的尺寸。
如根据图1至图3的实施例所示，该装置主要由气体管道1组成，该管道基本上是竖直的，带有上升气流Fa，在其底座上设有气体入口。
该管道可具有基本圆形、椭圆形或矩形的横截面。形状系数即截面尺寸的长/宽比优选不超过3。
该管道配有下开口2和上开口3，在这两个开口之间还提供了用于输入物质的供给开口4。下开口2可填充气体，特别是通过也被称为风箱的气室7。
一部分粒状矿物物质，尤其所谓的“细粒”可由于上升气流Fa的承载能力而随气体穿过上开口3逸出，但另一部分粗粒物质不被所述气体带走，并落入到下开口2中。
根据本发明，该装置30还拥有用于产生湍流的机构，该机构有利于不同粒度的物质的分离和物质的悬浮，其设于气体管道1的内壁上，并定位在气体管道1的下开口2和供给开口4之间。
有利的是，湍流尤其使得粗粒物质部分的各种直径的颗粒能够分离，因而使该部分的所谓“细粒”颗粒能够通过上开口3实现悬浮和排出，以及较大尺寸的颗粒通过开口2而下降。
根据特别在图1中所示的一个实施例，用于产生湍流的机构5可至少部分地由上升气流Fa的障碍物组成，其固定在气体管道1的内壁上。具体地说，如图1和图5中详细所示，障碍物可采用全水平叶片10的形式，其长度定向为朝向气体管道1的中心。
叶片可设置在至少两个连续的高度水平，如尤其在图1中所示。有利的是，叶片可成角度地在两个连续的高度水平之间交错，并且可能横向重叠，尤其迫使上升气流在不同水平的叶片之间曲折流动。
如果叶片的长度限定在沿着朝向气体管道1的中心而定位的方向上，并且宽度处于水平面的正交方向上，那么各个叶片的长度可相当于沿着叶片的轴线的管道1自由宽度的2％至30％。
尤其设置在至少两个连续的高度水平处的各个叶片的宽度之和可相当于管道周长的至少60％。管道周长意味着气体管道1的截面周长，截面通过管道与水平面的相交而获得。叶片的宽度之和可有利地包含在管道周长的120％至200％之间。
有利的是，如图5中所示，叶片10的形状和在气体管道1中的位置可利于在操作模式下使物质积累，尤其使物质滞留在所述叶片10的顶部，以保护所述叶片免受侵蚀。具体地说，叶片在形状上可在叶片的顶部凹入，或者仍呈现一个或几个更大的轮缘，尤其是在叶片13的末端处。末端13可由更硬的物质保护，管道1可覆有防磨损物质12。
因而，在引入物质的点上，并且由于其自然下降速度大于气体上升速度的粗粒部分的存在，一部分物质并不会再次悬浮。物质主要通过沿着壁滑动而下降。沿着壁滑动的物质被停止，并且在叶片附近产生的气体湍流使得能够实现不同粒度部分的分离以及较少粗粒物质的悬浮。
作为管道内壁上的障碍物，尤其所述叶片10的备选或补充，用于产生湍流的机构5可至少部分地由至少一个壁气流Fp组成，其整体地定向成垂直于上升气流Fa的方向，尤其径向地或切向地穿过所述气体管道1的壁中的孔8而渗透到气体管道1的内部体积中。
孔8的总的表面积可相当于管道1的自由截面的15％至150％。
该装置可呈现包围管道下部的至少一个气室7，从而使得能够为用于气体入口的下开口2和/或可能为管道壁中的孔8供应气体。具体地说，根据一个未显示的实施例，气体入口可仅由下开口2组成。根据图1或图2的示例，管道的气体入口由下开口2和壁孔8形成。根据图3的示例，气体入口仅由壁孔8组成。气室7可呈箱体形式，该箱体呈现用于使物质下降的排放出口9，尤其如图1或图2中所示。
气室7可通过至少一个径向气体入口6，6-1和/或至少一个切向气体入口6-2，6-3来填充气体。具体地说，如图4a和图4c中所示，气室7的腔室通过一个或两个径向气体入口6；6，6-1进行填充。如图4b和图4d中所示，气室7的腔室通过一个或两个切向气体入口6-2；6-2，6-3进行填充。
以下我们将描述不同的实施例。
图1中所示的实施例主要包括气体管道1，其呈现有上开口3、下开口2，并且还形成了主气体入口。用于产生湍流的机构5一方面由障碍物，另一方面由供壁气流Fp穿过的壁孔8组成，障碍物由沿着若干连续的高度水平分布并且沿着两个连续的高度水平成角度地交错的叶片10组成。
单个气室将包围管道的下部，从而使得能够一方面为孔8供应气体，另一方面为下开口2供应气体。
该装置可由气体管道来实现，管道的长度不超过直径值的4至5倍。上升气流的速度可以是15m/s。在这种情况下，物质的最大粒度等于100mm，并且比浓度在5至6kg/kg气体之间。
该设备可以无不稳定性而操作，并继续选择物质，使得只有尺寸小于大约0.8mm的颗粒将四处飞扬，而尺寸大于大约2mm的颗粒将下降。对于相同的物质流率，所导致的负载损失相对于本领域已知的“闪速”类型的干燥系统处于60％的级别。
图2的示例不同于图1的示例之处在于下开口2具有比气体管道1在锥形主干的末端处形成的最大截面小的直径。
图3的示例描绘了通过壁孔8而非通过下开口2引入所有气体的装置。这样壁流Fp之和使得能够产生上升气流Fa。壁孔8大部分位于形成对上升气流Fa的障碍物的叶片10的下面。
根据图7中所显示的一批物质的分离结果的图表，供入本发明装置的原料具有这种粒度，颗粒的50％小于(或大于)3.2mm，10％大于15mm网眼，且最大尺寸为35mm。具体的进料速率为5至6kg/kg气体。
飞向出口3的物质具有这种粒度，大多数颗粒小于7mm，且50％小于(或大于)0.48mm。通过下开口2下降的物质使得大多数颗粒大于0.15mm，其中50％小于(或大于)5mm。
表达了用于各个粒度的流之间的共享比的分离曲线显示了在0.7mm颗粒和3mm颗粒之间的急坡，对于0.7mm的颗粒，只有20％的物质落下，对于3mm的颗粒，90％的物质落下。该急坡表现了极高的选择能力。
本发明还涉及一种干燥设备，其包括根据本发明的装置，该装置的气体入口由温度气源进行供料。
本发明还涉及一种尤其用于水泥厂的连续的粉碎设备40，其具有闭合回路类型，或者包括：
-粉碎机15，尤其是滚轮型或球型粉碎机，呈现出用于待粉碎的产品的入口和用于粉碎后的产品的出口，
-选择器-干燥器22，其由根据本发明的带有上升气流的粒度选择和干燥装置30组成，包括连接在粉碎机15入口处的废弃物下出口9和用于飞扬物质的上出口，在两个出口之间还提供了物质供给开口4，
-动态选择器16，其包括至少连接在所述选择器-干燥器22的飞扬物质出口上的至少一个物质入口，用于选定物质的出口，以及连接在粉碎机15入口处的废弃物出口23，
-过滤器21，其可过滤充满物质的气体，该过滤器连接在动态选择器16的物质出口上，
-粉碎机15的出口连接在动态选择器16的所述至少一个物质入口，和/或选择器-干燥器22的供给开口4上，
-至少一个物质供给单元17，18，其为粉碎机15的入口和/或选择器-干燥器22的供给开口供应物质。
图6非详尽地显示了一种结合了粒度选择和干燥装置30的粉碎设备。该设备处理物质17，18，其中至少一种物质是湿润的。
该物质-处理设备包括粉碎机15、动态选择器16、收集被粉碎的终端产品的过滤器21和物质输送机构，例如斗链或其它输送机，以及用于各种气体的通风机构。该设备接收来自未描述气源的热气体20。
物质供给单元17为粉碎机15供应物质，并将离开粉碎机的产品19供应到选择器16中。细粒部分是收集在21处的终端产品，并且将粗粒部分返回粉碎机。热气体20供应给粉碎机15、选择器-干燥器22和动态选择器16。
在所述设备中，粒度选择和干燥装置30位于将气体供应给动态选择器16的途中，该装置30通过其气体管道1连接在动态选择器16上。该装置接收来自入口6的热气体，并由物质供给单元18供应气体，以便比直接将这种物质供应到粉碎机15中更有效地进行干燥。
最精细部分在气体途中朝着动态选择器16行进，而粗粒部分通过出口9返回粉碎机15中，同时随选择器的废弃物23也返回粉碎机15中。备选地，可通过动态选择器16的废弃物管道23′传送废弃物部分，动态选择器16设置在选择器-干燥器22的装置30的气体管道1中内，所述废弃物管道23′出现在所述选择器-干燥器22的出口9的下面或其附近。
选择器-干燥器22使得能够选择粒度小于大约1毫米的物质，其中选择器-干燥器16使得能够选择粒度小于大约几百微米，可能10微米的物质。
装置22进行的粒度选择同时防止动态选择器16从传统的“闪速”类型系统的悬浮物干燥步骤加载过多粗粒部分，并防止粉碎机15被加载过多由供给单元18供应的新的物质的细粒部分，供给单元18包含大量的新的物质。如果粉碎机15的干燥能力不足，那么离开粉碎机的物质19可分成两个流19-1和19-2，第二个流再次进行快速干燥步骤。
自然，在不脱离所附权利要求所限定的本发明框架的条件下，还可设想本领域中的技术人员可理解的其它实施例。

Claims (11)

1.一种用于处理悬浮的矿物颗粒的粒度选择和/或粉状物质干燥装置，其中占重量至少90％的所述矿物颗粒具有小于60mm的尺寸，该装置(30)主要由基本竖直的气体管道(1)组成，该气体管道(1)带有上升气流(Fa)，在其底座处设有气体入口，装备有下开口(2)和上开口(3)，在两个开口之间还提供了用于输入物质的供给开口(4)，在该装置中，尤其被称为“细粒”的一部分物质能够由于所述上升气流(Fa)的承载能力而随气体穿过该上开口(3)逸出，而另一部分粗粒物质不被所述气体带走，并落入到该下开口(2)中，其特征在于，该装置(30)还具有用于产生湍流的机构(5)，该机构(5)有利于在物质引入点处没有立即被气体驱动的不同粒度的物质的分离和物质的悬浮，其中所述机构(5)位于管道的下开口(2)和供给开口(4)之间，该机构(5)至少部分地由上升气流(Fa)的障碍物组成，该障碍物呈总体水平的叶片(10)的形式，固定在所述气体管道(1)的内壁上，纵向地朝着该气体管道(1)的中心而定向，并且设置在至少两个连续的高度水平之上，在所述至少两个连续的高度水平之间成角度地交错，且可能具有横向重叠区域。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该气体管道(1)中的叶片(10)的形状和位置有利于在操作模式下使物质累积在所述叶片(10)的顶部上，从而保护所述叶片免受侵蚀。
3.根据权利要求1或2的任一项所述的装置，其特征在于，朝向管道的中心而定向的该叶片的长度相当于所述管道的自由宽度的2％至30％之间，并且所述叶片的宽度之和相当于所述管道周长的至少60％。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述叶片(10)的宽度之和在所述管道(1)的周长的120％至200％之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，用于产生湍流的所述机构还包括至少一个壁气流(Fp)，该壁气流(Fp)总体地定向成垂直于所述上升气流(Fa)的方向，并穿过所述管道(1)的壁中的孔(8)而渗透到该气体管道(1)的内部体积中。
6.根据权利要求1至5所述的装置，其特征在于，所述气体入口由包围所述气体管道(1)的下部的至少一个气室(7)构成，使得能够向所述下开口(2)和/或可能地向该管道的壁中的孔(8)供应气体。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气室(7)通过至少一个径向气体入口(6，6-1)和/或至少一个切向气体入口(6-2，6-3)来填充气体。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气室(7)呈箱体形式，该箱体呈现有用于落下物质的至少一个出口(9)。
9.一种干燥单元，其包括根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，所述干燥单元的气体入口由温度气源来供应气体。
10.一种尤其用于水泥厂的闭合回路类型的连续的粉碎设备(40)，包括：
-粉碎机(15)，尤其是滚轮型或球型粉碎机，其呈现用于待粉碎的产品的入口和用于粉碎后的产品的出口，
-选择器-干燥器(22)，其由根据权利要求1至9中的任一项所述的带上升气流(Fa)的粒度选择和干燥装置(30)组成，该装置(30)包括连接在该粉碎机(15)的入口处的废料下出口(9)和用于飞扬物质的上出口，在两个出口之间还提供了物质供给开口(4)，
-动态选择器(16)，其包括至少连接在所述选择器-干燥器(22)的飞扬物质出口上的至少一个物质入口，用于选定物质的出口，以及连接在所述粉碎机(15)的入口上的废弃物出口(23；23′)，
-过滤器(21)，其可过滤充满选定物质的气体，连接在该动态选择器(16)的物质出口上，
-该粉碎机(15)的出口连接在该动态选择器(16)的所述至少一个物质入口上，和/或连接在该选择器-干燥器(22)的供给开口(4)上，
-至少一个物质供给单元(17，18)，其为所述粉碎机(15)的入口和/或所述选择器-干燥器(22)的供给开口供应物质。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述动态选择器(16)的废弃物管道(23)位于所述选择器-干燥器(22)的气体管道(1)的内部，出现在所述选择器-干燥器(22)的废弃物出口(9)的下面或其附近。
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