CN102716857A

CN102716857A - 一种固体颗粒气力粒级分级装置

Info

Publication number: CN102716857A
Application number: CN2012101891964A
Authority: CN
Inventors: 吴玉新; 王庆功; 蒋文斌; 杨海瑞
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2012-10-10

Abstract

一种固体颗粒气力粒级分级装置，它包括流化床主体、旋风分离器、进料口、布风系统、二次风口、粗料出口和细料收集排出系统，所述进料口位于流化床主体的中上部且为四墙多点布置；斗状的布风系统由倾斜的布风板组成，粗料出口布置于倾斜的布风板中央；细料收集排出系统由细料收集室和间歇放料阀组成，与旋风分离器的下部颗粒出口直接相接；细料收集排出系统也可由细料收集室和细料排料口组成，与回料阀的颗粒出口相接。本发明结构简单，利用流态化技术实现入选炼焦煤颗粒的有效气力粒级分级，能够有效延长颗粒在床体内的停留时间，运行稳定、分选效果好，大大节约能源和炼焦煤资源。

Description

一种固体颗粒气力粒级分级装置

技术领域

本发明涉及一种固体颗粒气力粒级分级装置，属于将流化床原理和流态化技术运用于焦煤颗粒分选的一种粒级分级装置。

背景技术

我国经济高速发展过程与重工业的发展息息相关，尤其离不开钢铁工业的发展，由此，其重要原料焦炭的需求量在日趋增长。我国煤炭资源丰富，但同时我国的优质煤种较少，且大部分原煤直接利用，造成了大量的污染和能源浪费。尤其对于炼焦行业，炼焦煤储量较少，优质炼焦煤资源稀缺。

炼焦用煤对煤的灰分和硫分等要求高，因此焦煤入炉前需要进行洗选加工，以降低焦煤灰分、硫分及得到合适的粒级范围，更大程度地利用并节约焦煤资源。目前我国较多的选煤厂存在自动化程度低、设备可靠性差、分选效果不佳等问题，所用的选煤工艺包括干扰床分选、重介质分选及水介质旋流器分选等。但目前这些工艺所共同的特点就是入选颗粒主要按密度分层，不同粒级的颗粒错配严重，分选效果较差，且分选后的焦煤与介质的分离过程困难；同时，各工艺均需要不同程度的水资源，更不适合用于水资源短缺及寒冷易冻结的地区。

然而，流化床本身的流态化特点，使得不同密度和粒径的颗粒能够在流化床内呈现不同的流化特性，因此，利用流化床来进行煤炭干法分选成为可能。

发明内容

本发明针对现有焦煤洗选技术中存在的不足和缺陷，提出一种固体颗粒气力粒级分级装置，该装置利用流化床及分离器来实现不同粒级焦煤颗粒的分离过程，将较粗的焦煤颗粒直接输送至炼焦炉，而将较细的焦煤颗粒输出床层、收集并可二次处理。

本发明的技术方案是：一种固体颗粒气力粒级分级装置，包括流化床主体、旋风分离器、进料口、布风系统、二次风口、粗料出口和细料收集排出系统，其特征在于所述进料口布置于流化床主体的中上部；所述布风系统为斗状布风系统，所述斗状布风系统由倾斜的布风板组成；所述粗料出口设置在倾斜的布风板中央；所述细料收集排出系统包括细料收集室和间歇放料阀；所述细料收集室与旋风分离器的下部颗粒出口通过立管直接相连；所述间歇放料阀布置于细料收集室的下部出口处。

本发明的另一技术特征是：一种固体颗粒气力粒级分级装置，包括流化床主体、旋风分离器、进料口、布风系统、二次风口、粗料出口和细料收集排出系统，其特征在于所述进料口布置于流化床主体的中上部；所述布风系统为斗状布风系统，所述斗状布风系统由倾斜的布风板组成；所述粗料出口设置在倾斜的布风板中央；所述细料收集排出系统包括细料收集室和细料排料口；所述旋风分离器的下部还设有回料阀；所述细料收集室的物料入口与回料阀的出口相连；所述细料排料口设于细料收集室的底部；所述细料收集室上部设有排气口，所述排气口通过管道与旋风分离器出口的一段水平风道相连通。

上述技术方案中，所述布风板与水平面的倾斜夹角为5-25°；所述流化床主体的四面墙上均设有进料口。

本发明的优点是：①进料口布置于流化床主体的中上部，这样加长了颗粒在流化床内的停留时间，防止颗粒未经有效分层而直接从粗料出口排出，有效提高了分级效果；②细料收集排出系统与旋风分离器下部出口直接相连的结构中，细料收集室下部设有间歇放料阀，使得细料收集室内能够存在一定的物料层，保证料封效果，防止气体反窜以影响整个流化床内的压力平衡和正常工况，并实现间歇排料；若设有回料阀，则由回料阀实现料封效果、保证压力平衡，细料收集室的底部直接设置细料排料口，可实现连续排料；③斗状布风板倾斜布置，能够在流化床底部密相区形成强烈的内循环，使气固充分接触，有效将粗、细颗粒分开，并顺利将大颗粒从粗料出口放出；④进料口多点布置，在流化床主体四面墙上均可设置给料点，从而提高设备的处理量，并保证床内颗粒的均匀分布、减小颗粒分级所需的有效时间。

附图说明

图1是本发明实施方式一的整体结构主视示意图。

图2是本发明实施方式二的整体结构主视示意图。

图中：1-流化床主体；2-旋风分离器；3-进料口；4-布风板；5-一次风室；6-二次风口；7-粗料出口；8-细料收集室；9a-间歇放料阀；9b-细料排料口；10-水平风道；11-炼焦炉；12-回料阀；13-排气口。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构和最佳实施方式。

图1是本发明实施方式一的整体结构主视示意图，本发明包括流化床主体1、旋风分离器2、进料口3、布风系统、二次风口6、粗料出口7和细料收集排出系统，进料口3布置于流化床主体1的中上部，入选物料从进料口3给入，进料口3的布置位置主要考虑到颗粒在流化床内的停留时间，位置过低会使颗粒未经有效分选就直接从粗料出口排出，且进料口3为多点布置，在流化床的四面墙上均设有给料点，这样有助于提高床内颗粒分布的均匀性、更有效地保证分选质量；流化床主体1底端布置有斗状布风系统，斗状布风系统由倾斜的布风板4组成；布风板4下为一次风室5，粗料出口7布置于倾斜的布风板4中央；布风板4与水平面的倾斜夹角为5-25°，如此能够在流化床密相区内形成强烈的内循环，使气固充分接触，大颗粒物料不断地从粗料出口7落下，而细料则被扬析到更高的位置；大颗粒合格物料（焦煤）则粗料出口7排出后可直接送至炼焦炉11中；细料收集排出系统与旋风分离器2的下部颗粒出口相接，流化床床体内被扬析的细颗粒随气流进入旋风分离器2内，并被分离下来进入细料收集排出系统之中；本实施方式的细料收集排出系统包括细料收集室8和间歇放料阀9a；细料收集室8与旋风分离器2的下部颗粒出口通过立管直接相连，被分离器分离下的细料直接落入细料收集室8内；间歇放料阀9a布置于细料收集室8的下部出口处，间歇放料阀9a间歇开放排料，使细料收集室8内保持一定的料位高度，以实现料封效果，否则将会有大量气体反窜、破坏整个流化床内的压力平衡、无法正常运行；从间歇放料阀9a放出的细料可进行二次处理；气体则从旋风分离器2上部出口排出，经过水平风道10进入除尘器除尘等，再排入大气。

图2是本发明实施方式二的整体结构主视示意图，本实施方式中，旋风分离器2的下部还设有回料阀12，细料收集排出系统包括细料收集室8和细料排料口9b；细料收集室8的物料入口与回料阀12的出口相连，从旋风分离器2分离下来的物料通过回料阀12后再进入细料收集室8内，这样利用回料阀12内的物料高度来实现料封，保证运行更加安全可靠，无需再维持细料收集室8内的物料高度；细料排料口9b设于细料收集室8的底部，细料收集室8内的细料不断地由细料排料口9b排出；细料收集室8上部设有排气口13，排气口13通过管道与水平风道10相连通，这样，运行回料阀13所用的松动风和回料风则通过排气口13导送至水平风道10之内。

本发明的工作原理：空气通往一次风室5之内，通过布风板4进入流化床床体，入选物料则通过布置在流化床主体1上部四墙上的各进料口3给入流化床床体，二次风则由二次风口6送入；入选物料给入后在床体内的下落过程中与气体充分作用，大颗粒不断下降，小颗粒被扬析和携带至床体上部；布风板4的倾斜结构使布风板上部形成强烈的内循环，气固混合强烈，大颗粒顺利地由粗料出口7排出床层，可直接送至炼焦炉11内；被携带的细物料进入旋风分离器2内，并不断被旋风分离器2分离下来，落入细料收集排出系统中；一种细料收集排出系统的实施方式为细料收集室8直接与分离器下部出口通过立管相连，细料不断落至细料收集室8并在其内堆积形成一定的料位高度，下部的间歇放料阀9a间歇开启放料，气体则从旋风分离器2的上部出口排出，通过一段水平风道10进入除尘器；另一种细料收集排出系统的实施方式为旋风分离器2的下部包括回料阀12，利用回料阀12实现料封和压力平衡，那么细料收集室8下设有细料排料口9b，落入细料收集室8的细料连续地由细料排料口9b排出；运行回料阀12的流化风和松动风进入细料收集室8后由排气口13导送至水平风道10之内，与从旋风分离器2上部出口排出的气体一起送至除尘器等。

本发明结构简单，通过流化床内的气固流动，能够有效实现入选焦煤颗粒的气力粒级分级，运行稳定、分选效果好。

Claims

1.一种固体颗粒气力粒级分级装置，包括流化床主体（1）、旋风分离器（2）、进料口（3）、布风系统、二次风口（6）、粗料出口（7）和细料收集排出系统，其特征在于：所述进料口（3）布置于流化床主体（1）的中上部；所述布风系统为斗状布风系统，所述斗状布风系统由倾斜的布风板（4）组成；所述粗料出口（7）设置在倾斜的布风板（4）中央；所述细料收集排出系统包括细料收集室（8）和间歇放料阀（9a）；所述细料收集室（8）与旋风分离器（2）的下部颗粒出口通过立管直接相连；所述间歇放料阀（9a）布置于细料收集室（8）的下部出口处。

2.一种固体颗粒气力粒级分级装置，包括流化床主体（1）、旋风分离器（2）、进料口（3）、布风系统、二次风口（6）、粗料出口（7）和细料收集排出系统，其特征在于：所述进料口（3）布置于流化床主体（1）的中上部；所述布风系统为斗状布风系统，所述斗状布风系统由倾斜的布风板（4）组成；所述粗料出口（7）设置在倾斜的布风板（4）中央；所述细料收集排出系统包括细料收集室（8）和细料排料口（9b）；所述旋风分离器（2）的下部还设有回料阀（12）；所述细料收集室（8）的物料入口与回料阀（12）的出口相连；所述细料排料口（9b）设于细料收集室（8）的底部；所述细料收集室（8）上部设有排气口（13），所述排气口（13）通过管道与旋风分离器（2）出口的一段水平风道（10）相连通。

3.根据权利要求1所述的一种固体颗粒气力粒级分级装置，其特征在于：所述布风板（4）与水平面的倾斜夹角为5-25°。

4.根据权利要求1所述的一种固体颗粒气力粒级分级装置，其特征在于：所述流化床主体（1）的四面墙上均设有进料口（3）。