CN102748949A

CN102748949A - 粉状物料加热装置及工艺

Info

Publication number: CN102748949A
Application number: CN2012102133282A
Authority: CN
Inventors: 黄先佑; 李应海; 刘爽; 蒋胜; 舒文东; 文永才; 祝永强
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种粉状物料加热装置及工艺。所述粉状物料加热装置包括气体预热单元、加热保温单元、粉状物料收集单元和送料单元，所述送料单元与设置在气体预热单元与加热保温单元之间的管道连接以输送待加热的粉状物料，其中，所述气体预热单元用于对经过其中的气体进行预热，所述加热保温单元用于对流经其中的气体和粉状物料进行加热和保温，所述粉状物料收集单元收集被加热的物料。本发明能够实现对粉状物料快速加热，且工艺流程简单、工艺参数易于控制的特点。

Description

粉状物料加热装置及工艺

技术领域

本发明涉及物料加热技术领域，更具体地讲，涉及一种能够对粉状物料进行快速加热的装置即工艺。

背景技术

在现有技术中，通常需要对固体粉状物料(简称为粉状物料)进行快速加热，然而，由于粉状物料本身的特性(例如，易弥散、传热较慢等)，对其进行快速加热有一定的难度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够对粉状物料进行快速加热的装置即工艺。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种粉状物料加热装置。所述粉状物料加热装置包括按气流流动方向、通过第一管道顺次连接的气体预热单元、加热保温单元和粉状物料收集单元，所述粉状物料加热装置还包括送料单元，所述送料单元与第一管道的位于气体预热单元与加热保温单元之间的部分连接以输送待加热的粉状物料，其中，所述气体预热单元用于对经过其中的气体进行预热，所述加热保温单元用于对流经其中的气体和粉状物料进行加热和保温，所述粉状物料收集单元收集被加热的物料。

在本发明的一个示例性实施例中，所述粉状物料加热装置还包括设置在气体预热单元之后的第一热电偶和设置在加热保温单元中的第二热电偶。

在本发明的一个示例性实施例中，所述气体预热单元包括第一温度调节装置，所述加热保温单元包括第二温度调节装置。

在本发明的一个示例性实施例中，所述气体预热单元为具有炉膛的横管式炉，所述炉膛中填充有耐火材料。

在本发明的一个示例性实施例中，所述送料单元包括按照粉状物料流动方向顺次连接的料斗、螺旋加料机和第二管道，所述第二管道与第一管道的位于气体预热单元与加热保温单元之间的部分连接。

在本发明的一个示例性实施例中，所述加热保温单元为竖管式炉。

在本发明的一个示例性实施例中，所述粉状物料收集单元为密闭的罐体，所述罐体上还设置有气体出口、过滤器和放料口，其中，气体出口位于罐体的上部，过滤器位于气体出口处，放料口位于罐体的下部。

本发明的另一方面提供了一种粉状物料加热工艺。所述粉状物料加热工艺包括步骤：形成气流；对气流进行预热；向经过预热的气流中注入粉状物料；对载有粉状物料的气流进行加热和保温；收集加热后的粉状物料，其中，形成所述气流的空气在加热时不与粉状物料反应。

在本发明的一个示例性实施例中，所述粉状物料加热工艺采用如上所述的粉状物料加热装置来实现。此外，在所述加热和保温步骤中，粉状物料的升温速度能够高达85～115℃/s。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够实现对粉状物料快速加热；工艺流程简单、工艺参数易于控制的特点；能够对粉状物料进行均匀加热。

附图说明

通过下面结合附图进行的示例性描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1为示出了本发明的粉状物料加热装置的一个示例性实施例的示意图；

图2中示出了图1中的第一管道与第二管道连接的示意图。

附图标记说明：

第一管道10、气体预热单元20、送料单元30、料斗31、螺旋加料机32和第二管道33、加热保温单元40、粉状物料收集单元50、罐体51、放料口52、气体出口53、过滤器54、第一热电偶60、第二热电偶70、支座80和支架90。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细说明本发明的示例性实施例。

图1为示出了本发明的粉状物料加热装置的一个示例性实施例的示意图。图2中示出了图1中的第一管道与第二管道连接的示意图。

如图1和2所示，在本发明的一个示例性实施例中，粉状物料加热装置包括按气流流动方向(如图1中的箭头所示)、通过第一管道10顺次连接的气体预热单元20、加热保温单元40和粉状物料收集单元50，所述粉状物料加热装置还包括送料单元30，送料单元30与设置在第一管道10的位于气体预热单元10与加热保温单元40之间的部分管道连接以输送待加热的粉状物料，其中，气体预热单元20用于对经过其中的气体进行预热，加热保温单元40用于对流经其中的气体和粉状物料进行加热和保温，粉状物料收集单元50收集被加热的物料。

在本示例性实施例中，粉状物料加热装置还包括设置在气体预热单元20之后的第一热电偶60和设置在加热保温单元40中的第二热电偶70。这里，第一热电偶60能够根据测得经过气体预热单元20预热后的气体的温度。在本实施例中，第二热电偶70可以为两个以上，并沿气体流动方向均匀地设置在加热保温单元40中，从而可以随时了解竖管式炉中温度的分布状况。

在本示例性实施例中，气体预热单元20包括第一温度调节装置(未示出)，加热保温单元40包括第二温度调节装置(未示出)。这里，第一温度调节装置和第二温度调节装置可以为温度控制器(例如，可编程温度控制器)。第一温度调节装置可以用于调节气体预热单元20的炉膛温度，也可以与第一热电偶60连接并根据第一热电偶60测得的温度进一步调节气体预热单元20的炉膛温度，从而实现对预热气体温度的自动控制。第二温度调节装置可以用于调节加热保温单元40的炉膛温度，也可以与第二热电偶70连接并根据第二热电偶70测得的温度进一步调节加热保温单元40的炉膛温度，从而实现对经过其中的粉状物料温度的自动控制，并且能够实现对粉状物料进行均匀地快速加热。例如，对粉状物料的加热速度可以达85～115℃/s。

在本示例性实施例中，气体预热单元20为具有炉膛的横管式炉，并且炉膛中填充有耐火材料，从而能够增大气体的受热面积，提高预热效率。本发明不限于此，也可采用其他形式的加热装置，只要能够实现对气体进行预热即可。

在本示例性实施例中，送料单元30包括按照粉状物料流动方向顺次连接的料斗31、螺旋加料机32和第二管道33。其中，第二管道33与第一管道10的位于气体预热单元20与加热保温单元40之间的部分连接。采用螺旋加料机32能够防止送料时发生堵塞，并且能够连续稳定地将粉状物料送入第二管道中。在试验或生产过程中，可以在料斗31中始终需保持有一定量的粉状物料，从而能够防止预热后的气体经过第二管道从料斗31中冒出。

如图2所示，第一管道包括沿水平方向(如箭头A所示)的水平支管和沿竖直方向(如箭头C所示)的竖直支管，二者相互连通并呈“T”字型。法兰11设置在竖直支管的下端并能够密封竖直支管的下端。第二管道33沿斜向下的方向(如箭头B所示)设置，并在第一管道的水平支管与竖直支管接合处的上方与第一管道的竖直支管连通。如图2所示，第一管道和第二管道组成流化管。预热后的气体沿水平方向进入第一管道10的水平支管，粉状物料沿斜向下的方向通过第二管道33进入第一管道10的竖直支管中，然后，粉状物料在由预热后的气体形成的气流的带动下向箭头C的方向前进并进入加热保温单元40。此外，在法兰11上可以填充一定量的石英砂，其目的是使预热后的气体能够均匀的分布。此外，第一管道和第二管道的管径可根据实际需要进行选择。

在本示例性实施例中，所述加热保温单元40为竖管式炉。本发明不限于此，也可采用其他形式的加热装置，只要能够实现对载有粉状物料的气流进行均匀加热即可。

在本示例性实施例中，粉状物料收集单元50包括密闭的罐体51、气体出口53、过滤器54和放料口52。其中，气体出口53位于罐体51的上部，用于排除气体；过滤器54设置在气体出口53处，以对将要经过气体出口53排出外界的气体进行过滤，从而能够防止粉状物料从气体出口53排出；放料口52位于罐体的下部，用于排出经过加热和保温的粉状物料。

此外，如图1所示，在本示例性实施例中，粉状物料加热装置还包括支座80和支架90。其中，支座80用于支撑加热保温单元40，支架90用于支撑送料单元30、加热保温单元40和粉状物料收集单元50。

在本发明的另一个示例性实施例中，粉状物料加热工艺包括以下步骤：形成气流；对气流进行预热；向经过预热的气流中注入粉状物料；对载有粉状物料的气流进行加热和保温；收集加热后的粉状物料，其中，形成所述气流的空气在加热时不与粉状物料反应。

根据本发明的粉状物料加热工艺可以采用如上所述的粉状物料加热装置来实现。此外，在所述加热和保温步骤中，粉状物料的升温速度可以高达85～115℃/s。

下面结合具体的示例来说明本发明。

炼焦煤快速加热能够改善其结焦性能，所以本实施例采用炼焦煤作为粉状物料(但本发明不局限于炼焦煤)，气体采用氮气。取10kg炼焦煤，将其粉碎到0.01～1mm，备用。

示例1

取上述已经制备好的煤样3000g，将其装入料斗中，将料斗盖好。横管式炉的温度设定为320℃，竖管式炉的温度也设定为320℃。在横管式炉和竖管式炉的温度达到设定的温度后，通入氮气，氮气的流量为3m³/h，待氮气的流量和竖管式炉显示的温度均稳定后，开启螺旋输送机，将煤粒送入，这时，煤料将随预热后的气体一起通过流化管，在流化管中进行热交换，使煤料得到快速加热。快速加热后的煤粉其结焦性能有一定的改善。

示例2

取上述已经制备好的煤样3000g，将其装入料斗中，将料斗盖好。横管式炉的温度设定为350℃，竖管式炉的温度也设定为350℃。在横管式炉和竖管式炉的温度达到设定的温度后，通入氮气，氮气的流量为3.5m³/h，待氮气的流量和竖管式炉显示的温度均稳定后，开启螺旋输送机，将煤粒送入，这时，煤料将随预热后的气体一起通过流化管，在流化管中进行热交换，使煤料得到快速加热。快速加热后的煤粉其结焦性能有一定的改善。

综上所述，本发明的粉状物料加热装置及工艺能够实现对粉状物料快速加热。此外，本发明还具有工艺流程简单、工艺参数易于控制的特点以及能够对粉状物料进行均匀加热的效果。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明粉状物料加热装置及工艺，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种粉状物料加热装置，其特征在于，所述粉状物料加热装置包括按气流流动方向、通过第一管道顺次连接的气体预热单元、加热保温单元和粉状物料收集单元，所述粉状物料加热装置还包括送料单元，所述送料单元与第一管道的位于气体预热单元与加热保温单元之间的部分连接以输送待加热的粉状物料，其中，所述气体预热单元用于对经过其中的气体进行预热，所述加热保温单元用于对流经其中的气体和粉状物料进行加热和保温，所述粉状物料收集单元收集被加热的物料。

2.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述粉状物料加热装置还包括设置在气体预热单元之后的第一热电偶和设置在加热保温单元中的第二热电偶。

3.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述气体预热单元包括第一温度调节装置，所述加热保温单元包括第二温度调节装置。

4.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述气体预热单元为具有炉膛的横管式炉，所述炉膛中填充有耐火材料。

5.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述送料单元包括按照粉状物料流动方向顺次连接的料斗、螺旋加料机和第二管道，所述第二管道与第一管道的位于气体预热单元与加热保温单元之间的部分连接。

6.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述加热保温单元为竖管式炉。

7.根据权利要求1所述的粉状物料加热装置，其特征在于，所述粉状物料收集单元为密闭的罐体，所述罐体上还设置有气体出口、过滤器和放料口，其中，气体出口位于罐体的上部，过滤器位于气体出口处，放料口位于罐体的下部。

8.一种粉状物料加热工艺，其特征在于，所述粉状物料加热工艺包括以下步骤：

形成气流；

对气流进行预热；

向经过预热的气流中注入粉状物料；

对载有粉状物料的气流进行加热和保温；

收集加热后的粉状物料，

其中，形成所述气流的气体在加热时不与粉状物料反应。

9.根据权利要求8所述的粉状物料加热工艺，其特征在于，所述粉状物料加热工艺采用如权利要求1至7任意一项所述的粉状物料加热装置来实现。

10.根据权利要求8所述的粉状物料加热工艺，其特征在于，在所述加热和保温步骤中，粉状物料的升温速度为85～115℃/s。