CN104011492A - 散状物料冷却装置及散状物料冷却方法 - Google Patents

Abstract

散状物料冷却装置（5）具备细粒分离部（102）、和设置于细粒分离部（102）的下游侧的后段冷却部（103）。细粒分离部（102）在对散状物料（90）层供给向上方流动的冷却空气（A2）的同时通过该冷却空气（A2）从散状物料（90）的层中向上层侧选择性地分离细粒。后段冷却部（103）将相比于细粒分离部（102）中的冷却空气（A2）单位面积的流量较小的冷却空气（A3）供给至散状物料（90）的层中。

Description

散状物料冷却装置及散状物料冷却方法

技术领域

本发明涉及用于在搬运例如水泥熟料等的散状物料（bulk material）层的同时对其进行冷却的装置及方法。

背景技术

作为在搬运散状物料层的同时对其进行冷却的散状物料冷却装置，已知有配置在水泥成套设备的熟料冷却装置（例如参照专利文献1及专利文献2）。专利文献1及专利文献2公开的冷却装置设置于用于烧结水泥原料的窑炉的后段，向通过烧结水泥原料生成的中间产品（水泥熟料）供给冷却空气而急冷该中间产品。

水泥熟料是具有1～25mm程度的粒径的粒体或块体。熟料冷却装置将从窑炉逐渐被供给的水泥熟料形成层状后搬运，与此同时从下方向水泥熟料层持续供给冷却空气。借助于此，在搬运的过程中冷却水泥熟料层。另一方面，冷却空气与水泥熟料热交换而被加热。以往，为了改善水泥成套设备的燃料消耗量而将被加热的空气作为窑炉和煅烧炉的燃烧用空气使用，以此回收该空气的热的技术被有效地利用。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特表2006-526750号公报；

专利文献2：日本特表2007-515365号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

在将前述的热回收技术应用于熟料冷却装置中时，为了提高单位时间的热回收量，而倾向于提高水泥熟料的层高。然而，为了使冷却空气通过高层的水泥熟料层而充分冷却水泥熟料层，还需要提高冷却空气的压力。因此，反过来说，导致供给冷却空气的鼓风机的使用电力增大。

因此本发明的目的是在搬运散状物料层的同时对其进行冷却的时候，改善能量效率。

解决问题的手段：

本案发明人在为了实现上述目的而开发用于冷却散状物料层的装置及方法的过程中得知在散状物料、尤其是粒径的分散度较大的散状物料随意堆积时，在粒径较大的散状物料之间进入粒径较小的散状物料，由此填充率提高而存在冷却空气通过时的压力损失增高的可能性。又，得知了由于粒径较大的散状物料与粒径较小的散状物料接触，因此不能高效地进行与冷却空气的热交换，结果是存在散状物料冷却装置的冷却性能及热回收性能恶化的可能性。本案发明人在这样的见解下得出了如果降低散状物料层的填充率，则存在可以降低压力损失，或者使粒径较大的散状物料和冷却空气的接触机会增加的可能性的构思。本发明是为了实现上述目的，而在上述那样的见解及构思的基础上所形成的。

即，根据本发明的散状物料冷却装置是在搬运散状物料层的同时对其进行冷却的散状物料冷却装置，具备：在对散状物料层供给向上方流动的冷却空气的同时通过该冷却空气从散状物料层中向上层侧选择性地分离细粒的细粒分离部；和设置于所述细粒分离部的下游侧，将相比于所述细粒分离部中的冷却空气单位面积的流量较小的冷却空气供给至散状物料层中的后段冷却部。

根据所述结构，从散状物料层中向上层侧选择性地分离细粒。借助于此，粒径较大的散状物料处于残留在下层侧的状态，但是进入至粒径较大的散状物料之间的细粒被分离至上层侧。于是，在后段冷却部中，在散状物料的下层侧上填充率下降，粒径较大的散状物料表面中面对空隙的部分增加。因此，冷却空气向上方通过散状物料层时的冷却空气的压力损失减小，即使较小的压力也可以有效地冷却散状物料。又，粒径较大的散状物料与冷却空气接触的机会增加，因此与冷却空气活跃地进行热交换。因此，即使减小单位面积的流量也可以有效地冷却散状物料，改善散状物料冷却装置的冷却性能及热回收性能。又，在细粒的分离中有效利用冷却空气，因此不需要为了分离而另外加设专门的设备。由上所述，可以改善散状物料冷却装置的能量效率。

也可以是在所述细粒分离部的上游侧具备接收散状物料的接收部；所述接收部构成将向上方流动的冷却空气供给至散状物料的前段冷却部。根据所述结构，可以尽可能快速地冷却散状物料。又，通过前段冷却部供给冷却空气，以此即使处于不同粒径的散状物料相混合的状态，也可以通过设置于其下游侧的细粒分离部降低填充率。因此，在前端冷却部中，可以专注于冷却并决定冷却空气的规格。

也可以是所述细粒分离部紧连所述接收部的后方地设置。根据所述结构，可以在接收部上散状物料变成层状后立刻分离细粒。像这样，谋求尽可能早地分离细粒而降低填充率，因此扩大后段冷却部的担当区域，良好地改善能量效率。

也可以是所述细粒分离部通过所述冷却空气的供给而处于即将开始细粒的流动化之前的状态。根据所述结构，可以仅将细粒高效地分离至上层侧，且可以避免流动化发展而无用的压力损失增大或者热交换性能下降。

也可以是所述散状物料为水泥熟料，所述接收部从用于烧结水泥原料的窑炉接收水泥熟料。水泥熟料的粒径的分散度比较大。又，通过窑炉中的烧结以具有1400℃左右的高温的状态供给至接收部，因此可回收的热量也巨大。因此，通过分离细粒而得到的作用效果显著。

根据本发明的散状物料冷却方法是在搬运散状物料层的同时冷却该散状物料的散状物料冷却方法，具备：在对散状物料层供给向上方流动的冷却空气的同时通过该冷却空气从散状物料层中向上层侧选择性地分离细粒的细粒分离工序；和在所述细粒分离工序后，将相比于所述细粒分离工序中的冷却空气单位面积的流量较小的冷却空气供给至散状物料层中的后段冷却工序。

根据所述方法，与所述装置相同地在细粒分离工序中，可以分离进入至粒径较大的散状物料之间的细粒。因此，在后段冷却工序中，即使是较小的压力及流量也可以有效地冷却散状物料。

发明效果：

由以上说明可知，根据本发明在搬运散状物料层的同时对其进行冷却时，可以改善能量效率。根据本发明的上述及其他目的、特征及优点在参照附图的基础上，由以下的优选的实施形态的详细说明得以明了。

附图说明

图1是示出具备根据本发明的实施形态的熟料冷却装置的水泥成套设备的煅烧设备的概念图；

图2是图1所示的熟料冷却装置的立体图；

图3是示出图2所示的接收部的局部及细粒分离部的局部的侧剖视图；

图4中的图4（a）是示出细粒分离前的水泥熟料的状态的示意图，图4中的图4（b）是示出细粒分离后的水泥熟料的状态的示意图；

图5是示出水泥熟料的粒度分布的一个示例的图表。

具体实施方式

以下，以将根据本发明的散状物料冷却装置应用于熟料冷却装置中的情况为例参照附图说明本发明的实施形态。另外，在所有附图中对于相同或对应的要素标以相同的符号并省略重复说明。

[水泥成套设备]

图1是示出具备根据本发明的实施形态的熟料冷却装置5的水泥成套设备的烧结设备1的概念图。在水泥成套设备中，为了生产水泥，而依次进行原料粉碎工序、烧结工序及最后加工工序。在原料粉碎工序中粉碎水泥原料。在烧结工序中，烧结及急冷被粉碎的水泥原料，借助于此生成粒状或块状的水泥熟料。在最后加工工序中，水泥熟料被破碎，从而生成作为产品的水泥。

图1示意性地示出用于在水泥成套设备内进行烧结工序的烧结设备1，用实线箭头表示水泥原料或水泥熟料的流动，用虚线箭头表示气体的流动。如图1所示，烧结设备1具备预热器2、煅烧炉3、回转窑4及熟料冷却装置5，这些装置2～5依次被连接。预热器2具有上下排列的多级的旋流器6，从下方的第二级的旋流器6与煅烧炉3的入口连接。回转窑4形成为圆筒状，在轴方向两端部具有入口及出口。又，回转窑4以从入口至出口向下倾斜的形式配置，可以绕轴心旋转。在回转窑4的出口设置有燃烧装置8，燃烧装置8产生朝向回转窑4的入口侧的高温的火焰及燃烧气体。回转窑4的入口与煅烧炉3的出口及最下级的旋流器6连接，回转窑4的出口与熟料冷却装置5连接。

水泥原料在预热器2内向下被搬运的过程中，在进行烧结反应之前被预热。又，水泥原料从预热器2导入至煅烧炉3，在煅烧炉3内被煅烧。预热及煅烧是通过与来自回转窑4的排气及煅烧炉3中的燃烧气体之间的热交换而进行，来自于回转窑4的排气在煅烧炉3及预热器2内向上流动后从最上级的旋流器6排出。预热及煅烧后的水泥原料被供给至回转窑4的入口。水泥原料在回转窑4内向出口搬运的过程中被烧结。烧结后的水泥原料变成粒状或块状后从回转窑4的出口排出，被供给至熟料冷却装置5中。以下，为了便于说明熟料冷却装置5的结构及作用，而将从回转窑4的出口至进行最后加工工序之前的水泥的中间产品作为“水泥熟料”进行说明。

熟料冷却装置5接收从回转窑4排出的水泥熟料的供给。熟料冷却装置5在将被供给的水泥熟料形成层状并搬运的同时向水泥熟料层供给冷却空气。借助于此，水泥熟料层在被搬运的过程中，从约1400℃急冷至大气温度＋65℃左右。另外，冷却空气通过与水泥熟料层热交换而被加热。被加热的空气的一部分被输送至煅烧炉3及回转窑4中，从而作为燃烧用空气利用。被加热的空气的热被煅烧炉3及回转窑4回收，因此可以改善烧结设备1的燃料消耗量。

[水泥熟料的搬运]

图2是图1所示的熟料冷却装置5的立体图。另外，在图2中，为了便于说明，在熟料冷却装置5内省略水泥熟料90的图示。如图2所示，熟料冷却装置5在搬运水泥熟料90的方向（以下，“搬运方向”）上形成为长尺寸的结构。

熟料冷却装置5根据如何将冷却空气供给至水泥熟料这样的观点，具备前段冷却部101、设置于前段冷却部101的搬运方向下游侧的细粒分离部102和设置于细粒分离部102的搬运方向下游侧的后段冷却部103。

又，熟料冷却装置5根据如何搬运水泥熟料这样的观点，具备从回转窑4接收水泥熟料90的供给的接收部11和从接收部11延伸至搬运方向的下游侧的可动部12。首先，说明接收部11及可动部12的结构。

接收部11具有设置于回转窑4的出口下方的固定倾斜格子13。固定倾斜格子13具有从回转窑4的出口下方向下倾斜且向搬运方向下游侧的可动部12延伸的倾斜面14。倾斜面14从其法线方向观察时形成为等边梯形状，从上游部（即回转窑4的出口下方的部分）向下游部（即，与可动部12连接的部分）宽度变宽。又，接收部11具有从倾斜面14的宽度方向两侧向上方延伸的一对引导壁15。

从回转窑4排出的水泥熟料90落到固定倾斜格子13的倾斜面14的上游部。在倾斜面14的上游部以丘状残留有水泥熟料90的堆积物91。从回转窑4落下的水泥熟料90在堆积物91上滑动而落到倾斜面14上，并且沿着倾斜面14及引导壁15滚落到下游部。由于使水泥熟料90在丘状的堆积物91上滑动，因此可以将从回转窑4排出的大量水泥熟料90在宽度方向上均匀地分散并输送至可动部12。

可动部12具备在与搬运方向正交的方向且与上下方向不同的方向（以下“正交方向”）上排列的多列可动床17、和与多列可动床17分别对应的搬运执行器18。各可动床17具有在搬运方向上排列的多个移动格子19，多个移动格子19固定于在搬运方向上长尺寸的框架20上。

从接收部11输送来的水泥熟料层支持于多列的可动床17上。又，水泥熟料层在多列可动床17的搬运方向整个区域及正交方向整个区域铺满。在搬运执行器18工作时，搬运方向的推进力施加于对应的框架20上，框架20向搬运方向的上游侧或下游侧移动，固定于该框架20上的多个移动格子19以相同速度向相同方向移动。这样，随着搬运执行器18的动作，可动床17在搬运方向上移动，随着可动床17的移动，可动床17上的水泥熟料层被搬运。在本实施形态中，可动床17通过所谓的纵列滑动方式工作而搬运水泥熟料层。

如图所示，以六列的可动床17为例说明通过典型的纵列滑动方式工作的可动床17的动作及水泥熟料层的搬运。首先，使所有的搬运执行器18同步工作，使全列的可动床17从初始位置向搬运方向下游侧仅同步移动规定行程（输送工序）。于是，可动床17上的水泥熟料层一起被搬运至搬运方向下游侧。接着，使六列的可动床17中的一部分（例如，从图2的纸面的左侧第一列和第四列的两列）向搬运方向上游侧仅移动所述规定行程而返回至所述初始位置（返回工序）。反而言之，预先静止剩余的可动床17。此时，使移动的可动床少于静止的可动床，又，在将移动的可动床选定为多列时，优选的是使它们不相邻。在像这样选定移动的可动床17时，尽管一部分的可动床17移动，但是与此无关地整个水泥熟料层支持于剩余的静止的可动床17而处于静止状态。另一方面，移动的可动床17相对于静止状态的水泥熟料层滑动而返回至初始位置。之后，处于移动至搬运方向下游侧的状态的可动床17与上述相同地工作而返回至搬运方向上游侧。重复进行将以上的工序（例如，输送工序一次，返回工序三次）作为一个循环的一连串的动作，以此尽管是各可动床17仅重复进行所述规定行程的往复移动，但是仍然使水泥熟料层间歇性地搬运至搬运方向下游侧。另外，即使可动床17的列数为六列以外的列数，也可以通过上述同样的方式将水泥熟料层同样地进行搬运。

在可动床17通过纵列滑动方式工作时，在输送工序中，可动床17上的水泥熟料层一起被搬运至搬运方向下游侧。于是，水泥熟料从接收部11逐渐流入至可动床17的上游端部。在本实施形态中，在接收部11上使水泥熟料支持于倾斜面14上，因此水泥熟料层自动地且顺利地流入至可动部12。在返回工序中，可动床17向上游侧移动，另一方面，整个水泥熟料层试图处于静止状态，因此在移动的可动床17的下游端部上，不能通过该可动床17支持的水泥熟料落下来。这样，落下的水泥熟料被回收而供给至最后加工工序。如上所述，在采用纵列滑动方式的情况下，可动部12在输送工序中接收水泥熟料的供给，在返回工序中排出水泥熟料。

图3是局部地示出图2所示的接收部11和可动部12的上游端部的侧剖视图。如图3所示，各移动格子19具有向上开放的大致长方体状的箱部21，箱部21具有支持水泥熟料层的底壁22。于是，在水泥熟料层中存在容纳于箱部21的内部的不流动层93、和堆积在箱部21的矩形框状的上端面及不流动层93的上方的输送层94。

在如上述那样可动床17工作时，在输送工序中，不流动层93与箱部21完全一体化而向搬运方向下游侧移动。又，输送层94在相对于箱部21相对地向搬运方向上游侧滑动的同时逐渐被搬运至搬运方向下游侧。在返回工序中，不流动层93与箱部21完全一体化而向搬运方向上游侧移动。另一方面，输送层94不随着箱部21的移动而移动。也可以说不流动层93与箱部21一起构成可动部12，并且不流动层93在烧结设备1的操作中原则上残留在箱部21上。另外，在本实施形态中，输送层94的层高大致设定为700mm以上。

[水泥熟料层的冷却]

如图3所示，为了对像这样搬运的水泥熟料层实质上向上方供给冷却空气，而在固定倾斜格子13的倾斜面14上设置有在宽度方向上（正交方向）以长尺寸延伸的切口（slit）32。在移动格子19的底壁22上也设置有切口35。另外，在图3中图示仅在底壁22的一个倾斜面上设置切口35的内容，而在剩余的倾斜面上省略切口的图示，但是在该剩余的倾斜面上也同样设置有切口。通过切口32向固定倾斜格子13的上方的熟料供给冷却空气。又，通过切口35及移动格子19上的不流动层93向位于更上方的高温熟料供给冷却空气。

如图2所示，根据本实施形态的熟料冷却装置5如之前简单地所描述的那样具备前段冷却部101、设置于前段冷却部101的搬运方向的下游侧的细粒分离部102和设置于细粒分离部102的搬运方向的下游侧的后段冷却部103。

前段冷却部101从接收部11和可动部12的边界起向搬运方向上游侧设置，接收部11构成前段冷却部101。前段冷却部101具备前述的固定倾斜格子13和设置于固定倾斜格子13的下侧的空间的第一冷却风扇41。第一冷却风扇41在从大气取入空气后压送冷却空气A1。压送的冷却空气A1从下向上穿过固定倾斜格子13，并且被供给至接收部11内的水泥熟料中而大致向上方流去。

细粒分离部102设置于从接收部11和可动部12的边界至向搬运方向下游侧前进一定距离的位置之间。即，在本实施形态中，细粒分离部102为可动部12的搬运方向上游端部，且紧连前段冷却部101的后方地设置。前述一定距离是与在搬运方向上排列的多个移动格子19中的数个相当的搬运方向长度。水泥熟料层例如花1～2分钟左右的时间通过细粒分离部102，而细粒分离部102的实际的搬运方向长度是考虑整个实机的平衡后决定的。细粒分离部102具备在该一定距离内所包含的移动格子19、和设置于该移动格子19的下侧的空间的第二冷却风扇42。第二冷却风扇42从大气取入空气后压送冷却空气A2。被压送的冷却空气A2从下向上穿过对应于细粒分离部102的移动格子19，并且供给至可动床17上的水泥熟料层中而大致向上方流去。

后段冷却部103紧连着细粒分离部102的后方，并且设置至可动部12的搬运方向下游端部。像这样，在本实施形态中，细粒分离部102及后段冷却部103构成可动部12。后段冷却部103具备在搬运方向上排列的多个移动格子19中位于比细粒分离部102靠近下游侧位置上的移动格子19、和设置于该移动格子19的下侧的空间的第三冷却风扇43。在本实施形态中，后段冷却部103在搬运方向上比较长尺寸，因此后段冷却部103具备多个第三冷却风扇43，这些多个第三冷却风扇43在搬运方向上隔着间隔排列。各第三冷却风扇43从大气取入空气后压送冷却空气A3。压送的冷却空气A3从下向上穿过与各第三冷却风扇43对应的移动格子19，并且被供给至可动床17上的水泥熟料层中而大致向上方流去。

如果着眼于风扇的配置，则第一冷却风扇41、第二冷却风扇42及多个第三冷却风扇43在搬运方向上隔着间隔排列配置在从接收部11至可动部12的搬运方向下游部之间。在多个可动床17工作的期间，这些冷却风扇41～43也持续工作。因此，水泥熟料层在从接收部11至到达可动部12的搬运方向下游端部的期间，即在依次通过前段冷却部101、细粒分离部102及后段冷却部103的期间，持续接收冷却空气的供给而被急冷。另外，冷却空气的单位面积的流量在正交方向上大致均匀且基本上没有梯度，从而在正交方向上尽可能均匀地冷却水泥熟料层。在这里，可以将“单位面积的流量”定义为单位面积、单位时间内流动的冷却空气在标准状态（0℃、1大气压）下的体积“Nm³/m²·s”，可以以分配至各冷却风扇41～43的整个区域的平面面积为基准算出该单位面积。

在本实施形态中，细粒分离部102中的冷却空气A2的单位面积的流量小于前段冷却部101中的冷却空气A1的单位面积的流量，而大于后段冷却部103中的冷却空气A3的单位面积的流量。像这样使流量根据风扇而不同，因此熟料冷却装置5在搬运水泥熟料层的同时对其进行冷却时如下述那样发挥特殊的作用效果。

即，在前段冷却部101中的冷却空气A1的单位面积的流量相比于其他部分（尤其是细粒分离部102）较大地被设定。因此，从回转窑4供给的水泥熟料尽可能被快速冷却。如上所述，使用堆积物91在宽度方向上均匀地分散水泥熟料层，因此在接收部11上，还可以在宽度方向上稳定水泥熟料层的层高。又，如果增大流量，则可以良好地发挥在穿过固定倾斜格子13时产生的冷却空气A1的康达效应，从而在可动床17的输送工序中，可以使层高稳定的水泥熟料层沿着倾斜面14自动且顺利地输送至可动部12。在多个可动床17工作的期间，连续地带来上述作用，因此输送至可动部12的水泥熟料层的层高不仅在搬运方向上而且在正交方向上也变得稳定。因此，可以减少水泥熟料层的冷却不均。

图4（a）是示出刚从前段冷却部101输送至细粒分离部102后的水泥熟料的状态的示意图，图4（b）是示出刚从细粒分离部102输送至后段冷却部103后的水泥熟料的状态的示意图。即，在细粒分离部102中，水泥熟料的状态从图4（a）所示的状态逐渐变化为图4（b）所示的状态。

如图4（a）所示，水泥熟料的粒径分布在1mm～25mm的广范围内，水泥熟料的粒径的分散度比较大。于是，在前段冷却部101中沿着倾斜面14移送的过程中，水泥熟料层急速被冷却，另一方面变成各种粒径相混合的状态。在刚被输送至细粒分离部102后的水泥熟料层中至少输送层94处于这样的状态。

在像这样各种粒径的水泥熟料在层内相混合时，粒径小的水泥熟料进入粒径大的水泥熟料之间，输送层94的填充率在高度方向上以大致一定的较高值变化。另一方面，来自于第二冷却风扇42的冷却空气A2通过形成于水泥熟料的表面间的空隙，以此在水泥熟料层内大致向上流去。如果填充率较高（空隙狭窄），则通过水泥熟料层时的冷却空气A2的压力损失（以下“熟料通过压力损失”）增高。又，如果填充率较高，则可能粒径较大的水泥熟料表面的大部分与粒径较小的水泥熟料表面接触，由此粒径较大的水泥熟料不容易与冷却空气接触。

因此，在细粒分离部102中，对水泥熟料层大致向上方供给冷却空气，并且有效利用该冷却空气A2从水泥熟料层中选择性地使细粒向上层侧分离。反过来说，第二冷却风扇42压送具有为了选择性地向上层侧上推细粒所需的压力及流量的冷却空气A2。细粒与冷却空气A2一起钻过水泥熟料之间的空隙，或者被冷却空气A2推动而推开其他的水泥熟料，以此逐渐被输送至上层侧。

一般而言，随着供给至粉粒体的层内的空气的流量增高，粉粒体的层依次从固定层转移至最小流动层、均匀流动层、气泡流动层。随着流量进一步增高而依次发生结渣（slagging）、湍流流动化及高速流动化。又，一般而言，如果粉粒体的粒径较大，则为了达到相同的流动化状态（例如均匀流动化、气泡流动化、结渣等）所需的流量增大。反过来说，粒径越小，如上述那样的流动化状态的转移越快。

在本实施形态中，“即将发生流动化之前的状态”是指至少即将转移至气泡流动层之前的状态，优选的是即将进行均匀流动化或最小流动化之前的状态。因此，优选的是冷却空气A2的流量设定为至少小于分离的细粒中最大粒径的水泥熟料的气泡发生速度的流量。这是因为如果水泥熟料的流动化被促进至发生气泡流动化，则熟料通过压力损失显著提高，从而有必要提高冷却风扇的压力。又，是因为如果水泥熟料的流动化被促进至发生均匀流动化，则在发生均匀流动化的部分上温度变得平均化，而存在即使供给冷却空气也不能从水泥熟料高效地回收热量的可能性。通过将冷却空气的流量以避免发生水泥熟料的气泡流动化和均匀流动化等的方式进行设定，以此可以在无需无用地提高冷却空气的压力及流量的情况下有效地冷却水泥熟料并且有效地从水泥熟料回收热量。

在本实施形态中，关于应分离的细粒的大小的选定，只要是能够得到下述的作用（下层侧上的填充率的下降）的范围内，则并不特别限定。例如，细粒也可以是可动床17上的水泥熟料层所包含的水泥熟料中的粒径6mm附近以下的水泥熟料。又，细粒也可以是其累积粒子重量百分比为20～30%。

水泥熟料的粒度分布根据水泥原料的组成和其他条件等而变化。在图5中极为概念性地示出其一个示例时，在具有某种粒度分布的水泥熟料中，来自于粒径6mm的细粒侧的累积粒子重量百分比约为25%。在这样的一个示例中，本案发明人进行试验的结果证实了在将冷却空气A2的流量设定为1.25～1.45[Nm³/m²·s]时，使粒径6mm以下的累积粒子重量百分比约为25%的水泥熟料处于即将发生流动化之前的状态，从而可以选择性地将其分离至上层侧。此时，尽管粒径极小的水泥熟料发生流动化，但是被分离的细粒中粒径比较大的水泥熟料处于不发生均匀流动化的状态，即处于即将发生流动化之前的状态。 

使细粒处于即将发生流动化之前的状态而选择性地将其分离至上层侧与在下层侧上选择性地将粒径较大的水泥熟料作为固定层维持是基本上相同的意思。如图4（b）所示，分离细粒的结果是在下层侧上残留有粒径较大的水泥熟料，另一方面这些进入至粒径较大的水泥熟料之间的细粒消失。因此，下层侧上的填充率下降。该细粒的分离是通过冷却空气A2的供给实现的。因此，水泥熟料接收该冷却空气A2的供给而良好地被冷却。

在设置于细粒分离部102的下游侧的后段冷却部103上，来自于第三冷却风扇43的冷却空气A3的熟料通过压力损失减小。因此，在后段冷却部103上，即使冷却空气A3的压力较小，也容易使冷却空气A3通过水泥熟料层，从而可以较好地冷却水泥熟料层。又，在下层侧上，伴随着填充率的下降，在粗粒的表面中在空隙上较大地露出的部分增加，因此粗粒和冷却空气A3接触的机会增加，可以使粗粒与冷却空气A3高效地进行热交换。因此，即使冷却空气A3的流量较小，也可以较好地冷却粗粒。像这样，也可以在减小供给至整个可动部12中的冷却空气的流量的同时良好地冷却水泥熟料，从而改善冷却性能。在将冷却空气A2的流量设定为前述的数值的情况下，即使将冷却空气A3的流量例如设定为0.6～0.8[Nm³/m²·s]，也可以将水泥熟料层冷却至所需的温度。另外，在将冷却空气A2及冷却空气A3的流量设定为前述的数值的情况下，可以将冷却空气A1的流量例如设定为1.60～1.55[Nm³/m²·s]。

如上所述，在根据本实施形态的熟料冷却装置5中，为了至少要局部地降低水泥熟料层的填充率，而局部地增大冷却空气的流量以将细粒分离至上层侧。借助于此，尽管整体上减小冷却风扇的压力及流量，但是可以与以往相同地冷却水泥熟料，其结果是，改善熟料冷却装置5的冷却性能及热回收性能。因此，改善熟料冷却装置5的能量效率，而且良好地改善进行烧结工序的整个装置的燃料消耗量。又，在前段冷却部101中供给冷却空气A1后，在细粒分离部102中分离细粒，因此可以在前段冷却部101中专注于冷却并决定冷却空气的规格，可以较好地冷却刚从回转窑4排出后的水泥熟料。

[变更例]

由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。

例如，细粒分离部102并不一定必须设置在紧邻接收部11的后方，也可以将供给不足以分离细粒的流量的冷却空气的单元设置于接收部11和细粒分离部102之间。然而，如果将细粒分离部102设置于紧邻接收部11的后方，则因细粒的分离所引起的填充率的下降尽可能在搬运方向上游侧上实现，因此良好地改善冷却效率。

又，存在可动部12为二层式的情况，典型的二层式的可动部具有从接收部延伸至搬运方向下游侧的上层部、和从紧邻上层部的搬运方向下游端部的下方延伸至搬运方向下游侧的下层部。在该情况下，细粒分离部102不仅设置于紧邻上层部中的接收部的后方，而且也可以设置在下层部中的搬运方向上游端部（任意一个位置均位于比接收部靠近下游侧的位置上）。于是，可以在从由上层部落到下层部的水泥熟料层中重新分离细粒，可以减小下层部中的冷却空气的流量及压力。

也可以在细粒分离部102中设置多个第二冷却风扇42，这些多个第二冷却风扇42在搬运方向上排列。在该情况下，也可以在为了分离细粒所需的流量的范围内，使各第二冷却风扇42的流量相互不同。设置于后段冷却部103的多个第三冷却风扇43也同样可以压送相互相同的流量的冷却空气，也可以压送相互不同的流量的冷却空气。关于第一冷却风扇41也是相同的。又，在上述实施形态中，为了使说明简单化，在前段冷却部101、细粒分离部102及后段冷却部103的各部在正交方向上设置一台冷却风扇，但是也可以使多个冷却风扇在正交方向上排列。

在水泥熟料的搬运中，也可以采用所谓的振子滑动方式等除纵列滑动方式以外的方式。固定倾斜格子13及移动格子19的结构形态及冷却空气的喷出方式也并不限于上述形态。另外，细粒的分离也可以采用其他手法，但是如果有效利用向上流动的冷却空气，则不需要为了细粒的分离而另外加设专门的设备，因此有益处。

根据本发明的散状物料冷却装置，只要是在搬运散状物料层的同时供给大致向上方流动的冷却空气而冷却该散状物料层的结构的装置则可以适用于任何装置。考虑到通过烧结水泥原料而生成的水泥熟料粒径不均匀且潜热也较高，因此在冷却水泥熟料的熟料冷却装置中显著带来通过分离细粒达到的作用效果。因此，可以将本发明尤其较好地应用于熟料冷却装置中。

工业应用性：

本发明发挥在搬运散状物料层的同时冷却该散状物料层时能够改善能量效率的作用效果，并且在应用于水泥成套设备的烧结设备所具备的熟料冷却装置中时有益处。

符号说明：

1       烧结设备；

2       预热器；

3       煅烧炉；

4       回转窑；

5       熟料冷却装置（散状物料冷却装置）；

11      接收部；

12      可动部；

13      固定倾斜格子；

14      倾斜面；

17      可动床；

19      移动格子；

32、35  切口；

41～43  冷却风扇；

90      水泥熟料（散状物料）；

93      不流动层；

94      输送层；

101     前段冷却部；

102     细粒分离部；

103     后段冷却部。

Claims (6)

1.一种散状物料冷却装置，是在搬运散状物料层的同时对其进行冷却的散状物料冷却装置，具备：

在对散状物料层供给向上方流动的冷却空气的同时通过该冷却空气从散状物料层中向上层侧选择性地分离细粒的细粒分离部；和

设置于所述细粒分离部的下游侧，将相比于所述细粒分离部中的冷却空气单位面积的流量较小的冷却空气供给至散状物料层中的后段冷却部。

2.根据权利要求1所述的散状物料冷却装置，其特征在于，

在所述细粒分离部的上游侧具备接收散状物料的接收部；

所述接收部构成将向上方流动的冷却空气供给至散状物料的前段冷却部。

3.根据权利要求1或2所述的散状物料冷却装置，其特征在于，所述细粒分离部紧连所述接收部的后方地设置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的散状物料冷却装置，其特征在于，通过供给所述冷却空气而使所述细粒分离部处于即将开始细粒的流动化之前的状态。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的散状物料冷却装置，其特征在于，所述散状物料为水泥熟料，所述接收部从用于烧结水泥原料的窑炉接收水泥熟料。

6.一种散状物料冷却方法，是在搬运散状物料层的同时对其进行冷却的散状物料冷却方法，具备：

在对散状物料层供给向上方流动的冷却空气的同时通过该冷却空气从散状物料层中向上层侧选择性地分离细粒的细粒分离工序；和

在所述细粒分离工序后，将相比于所述细粒分离工序中的冷却空气单位面积的流量较小的冷却空气供给至散状物料层中的后段冷却工序。