CN104152683A - 高温易氧化粉体的防氧化水冷装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水冷装置，提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，包括粉体冲散输送装置和冷却塔体；粉体冲散输送装置包括下料管、冲散输送管和喷嘴；冲散输送管的一端与冷却塔体相连通，冲散输送管的另一端设置喷嘴；冲散输送管与下料管相连通形成三通结构。还提供了一种包括上述高温易氧化粉体的防氧化水冷装置的磁化焙烧系统，以及一种高温易氧化粉体的防氧化水冷方法。本发明实现了高温易氧化粉体的水淬冷却，解决了水淬冷却时大量水蒸汽的聚集问题，实现了水和粉体混合流的输送，该装置制造和运行成本低，处理量大，利于大型化生产。

Description

高温易氧化粉体的防氧化水冷装置和方法

技术领域

本发明涉及一种水冷装置，特别涉及一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置和方法。

背景技术

弱磁性铁矿粉经闪速磁化焙烧成为高温强磁性铁矿粉，需将其在无氧条件下快速冷却至稳定状态，经磁选实现铁的富集，提高精矿品位。因为还原焙烧后的强磁性高温磁铁矿粉在有氧环境下易被氧化成为弱磁性铁矿粉，所以冷却时要求非氧化介质。

水淬冷却是一种常见的冷却方式。矿粉经焙烧后温度高达850℃左右，在水淬冷却时会产生大量的水蒸汽，可作为水淬冷却铁矿粉的保护气体，但问题是，如何利用其形成保护气氛：如果是在敞开的环境下进行水淬冷却，空气的混入会使矿粉氧化；如果是在隔绝空气的容器内，易出现压力急剧上升，安全性差，若湿热的水蒸汽聚集在下料口持续浸润高温矿粉，使得矿粉黏着力增大，流动性降低，易出现矿粉下料不畅甚至堵料。

为解决以上问题，有文献记载，将下料口做成倒喇叭形浸入水池，矿粉直接落入水池内冷却，矿粉没有被氧化但易出现水蒸汽在密闭区域中聚集而导致下料管堵塞等问题。

公开号为CN 101117661 A的专利申请公开了一种铁精粉的生产方法和装置，其矿粉的冷却是在旋转焙烧炉体下部设置喷水段间接冷却，焙烧矿降低一定温度，预冷后的粉料进入冷却仓气冷至350℃左右，矿料从冷却仓下部出口进入水封槽中水淬冷却，虽然减少了水蒸汽量，但并不能从根本上解决水蒸汽聚集的问题。

因此，现需要开发一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置和方法，以解决水淬冷却时产生的大量水蒸汽的聚集问题，实现高温易氧化粉体的短流程、低成本防氧化冷却。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置和方法，以解决水淬冷却时产生的大量水蒸汽的扩散与冷凝问题，避免水蒸汽的聚集。

同时，解决高温易氧化粉体的防氧化冷却问题。

同时，冷却过程中粉体经过多次分散，解决粉体易结团和结团分散的问题。

同时，避免水淬冷却时产生的大量水蒸汽在下料管出口处的聚集而引起的下料管堵塞。

为实现上述目的，本发明提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，包括粉体冲散输送装置和冷却塔体；粉体冲散输送装置包括下料管、冲散输送管和喷嘴；冲散输送管的一端与冷却塔体相连通，冲散输送管的另一端设置喷嘴；冲散输送管与下料管相连通形成三通结构。

喷嘴至少一个，喷嘴喷出冷却水，将从下料管进入冲散输送管的高温粉体冲散，形成水和粉体混合流，流入冷却塔体。

优选的，冲散输送管设有喷嘴的一端高于另一端，让冲散后的水和粉体的混合流在冲散输送管中倾斜向下流入冷却塔体，避免粉体在冲散输送管内沉积；冲散输送管与冷却塔体以相切的方式相连通。进一步优选的，冲散输送管与冷却塔体的水平轴的夹角为锐角，优选的夹角度数为5～15°，角度太大，不利于水蒸汽从冲散输送管扩散至冷却塔体，会减少水和粉体混合流在冷却塔体内壁的旋流距离，影响冷却、分散效果；角度太小，不利于水和粉体混合流在冲散输送管内倾斜向下流动，难以避免粉体在冲散输送管内沉积。

优选的，冲散输送管内水和粉体形成的混合流冲击到的冷却塔体内壁区域设置有耐磨衬板，避免混合流(包含水和粉体颗粒)对冷却塔体内壁长时间冲蚀和磨损，延长冷却塔体的使用寿命。

优选的，冷却塔体由上部的圆筒部和下部的圆锥部构成；圆锥部有利于料浆内粉体的分散和提高料浆浓度。

圆筒部内设置喷淋装置，将水蒸汽及时冷凝，回收水蒸汽携带的粉尘，调节喷淋水量维持冷却塔体内微正压。

优选的，冷却塔体的圆锥部设置清堵装置，在料浆管出料异常时高压喷水清堵。

进一步优选的，清堵装置设有止逆部件，防止粉体进入清堵装置的喷水通道造成堵塞使清堵装置失效。

优选的，冲散输送管与冷却塔体圆筒部的下部相连通，增加喷淋高度，利于喷淋冷却效果；在冷却塔体上，低于其与冲散输送管相连通的最低点设置有至少一根溢流管，防止冷却塔体内液位过高堵塞冲散输送管。

优选的，冷却塔体的底部设置料浆管，在料浆管上设置控制阀。调节控制阀，以保持冷却塔体内的液位高度，与溢流管协同工作维持冷却塔体内的液位。

优选的，冷却塔体的顶端设置防爆装置、放散阀和压力监测装置，停水等突发情况导致的冷却塔体内压力急增，防爆装置工作，避免出现安全事故；放散阀用以保证冷却塔体内的安全压力；压力监测装置用于监测冷却塔体内的压力，根据压力的波动情况随时调节喷淋装置的水量，使冷却塔体内压力维持正常稳定状态，保障安全运行。

优选的，所述防爆装置为防爆阀或水封。

本发明的另一目的是提供了一种包括上述高温易氧化粉体的防氧化水冷装置的磁化焙烧系统。

本发明的另一目的是提供一种高温易氧化粉体的防氧化水冷方法，应用上述防氧化水冷装置，包括以下步骤：

高温易氧化粉体经下料管落入冲散输送管内，由喷嘴喷出的冷却水冲散形成水和粉体混合流，产生水蒸汽，水蒸汽通过半充满状态的冲散输送管，自动扩散至冷却塔体内；

在冷却塔体内，对携带粉尘向上移动的水蒸汽进行喷淋冷却；水和粉体混合流冲击到耐磨衬板上分散，形成旋流沿塔壁向下移动，在离心力作用下再次分散；在冷却塔体的底部形成料浆，经料浆管排出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、高温易氧化粉体经下料管进入冲散输送管，遇到设置在冲散输送管一端的喷嘴喷出的冷却水，水淬冷却。冷却水将落入冲散输送管内的高温粉体冲散形成水和粉体混合流；冷却水遇高温粉体产生大量水蒸汽，使冲散输送管内压力大于冷却塔体内压力，不断产生的水蒸汽自动扩散至冷却塔体内，由冷却塔体内的喷淋装置喷淋冷凝，避免了水蒸汽在冲散输送管内聚集。

2、高温易氧化粉体冷却过程中产生的水蒸汽充满冷却装置(主要为冲散输送管和冷却塔体)，形成了水蒸汽的保护气氛，实现了无氧化气氛冷却。

3、水淬冷却时产生的大量水蒸汽进入冷却塔体内通过喷淋冷却实现冷凝，调节喷淋装置水量，维持冷却塔体内微正压。

4、粉体物料经多次分散，分散效果更好，能有效减少物料在冷却塔体的圆锥部沉积，避免堵塞。

5、在保证冷却效果的前提下，便于调节冷却水流量以控制矿浆浓度，简化后续处理。

6、在冷却塔体内壁设置耐磨衬板以减少内壁磨损，延长装置的使用寿命。

7、装置制造和运行成本低，处理量大，利于大型化生产。

附图说明

图1实施例1的结构示意图；

图2实施例2的结构示意图；

图3实施例3的结构示意图；

图4实施例3中喷嘴冲散输送状态图；

图5实施例3中水和粉体混合流在冷却塔体内流动状态图；

图6高温易氧化粉体的防氧化水冷装置的运行工艺图。

图中：1、粉体冲散输送装置；11、下料管；12、冲散输送管；13、喷嘴；2、冷却塔体；21、溢流管；22控制阀；23、耐磨衬板；24、喷淋装置；25、清堵装置；26、防爆装置；27、放散阀；28、压力监测装置；29、料浆管；31、水泵；32、流量和压力控制阀；33、矿浆池；34、磁选工段；35、尾矿沉降池；36、清水池；A、高温粉体；B、水和粉体混合流；C、水蒸汽。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，包括粉体冲散输送装置1和冷却塔体2；粉体冲散输送装置1包括下料管11、冲散输送管12和喷嘴13；冲散输送管12的一端与冷却塔体2相连通，冲散输送管12的另一端设置喷嘴13；冲散输送管12与下料管11相连通形成三通结构。

高温易氧化粉体经下料管进入冲散输送管，遇到设置在冲散输送管一端的喷嘴喷出的冷却水，水淬冷却。冷却水将落入冲散输送管内的高温粉体冲散形成水和粉体混合流；冷却水遇高温粉体产生大量水蒸汽，使冲散输送管内压力大于冷却塔体内压力，不断产生的水蒸汽自动扩散至冷却塔体内，水蒸汽在冷却塔体内被冷凝。

实施例2

参见图2，本实施例提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，包括粉体冲散输送装置1和冷却塔体2；粉体冲散输送装置1包括下料管11、冲散输送管12和喷嘴13；冲散输送管12的一端与冷却塔体2以相切的方式相连通(使水和粉体混合流在冷却塔体内壁形成旋流，见图5)，并低于设置有1个喷嘴13的另一端；冲散输送管12与冷却塔体2的水平轴的夹角为15°，冲散输送管内水和粉体混合流冲击到的冷却塔体2内壁区域设置有耐磨衬板23；冲散输送管12与下料管11相连通形成三通结构；冷却塔体2由上部的圆筒部和下部的圆锥部构成，冲散输送管12与冷却塔体2连通的位置在冷却塔体2圆筒部的下部；在冷却塔体2上，低于其与冲散输送管相连通的最低点设置有一根溢流管21。冷却塔体2的底部设置料浆管29，料浆管上设置控制阀22。

实施例3

参见图3，本实施例提供了一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，包括粉体冲散输送装置1和冷却塔体2；粉体冲散输送装置1包括下料管11和冲散输送管12，冲散输送管12的一端与冷却塔体2以相切的形式相连通，并低于设置有3个喷嘴13的另一端，冲散输送管12与冷却塔体2的水平轴的夹角为5°，被冲散输送管12内水和粉体混合流冲击到的冷却塔体2内壁区域设置有耐磨衬板23；冲散输送管12与下料管11相连通形成三通结构；冷却塔体2由上部的圆筒部和下部的圆锥部构成，冲散输送管12与冷却塔体2连通的位置在冷却塔体2圆筒部的下部；在冷却塔体2上，低于其与冲散输送管12相连通的最低点设置有一根溢流管21。冷却塔体的底部设置料浆管29，料浆管29上设置控制阀22；圆筒部内设置喷淋装置24；在冷却塔体2的圆锥部设置清堵装置25，在料浆管29出料异常时进行高压冲水清堵。冷却塔体2的顶端设置有防爆装置26、放散阀27和压力监测装置28。

本实施例的工作过程：参见图4，高温粉体(见图4中A)经下料管落入冲散输送管内，由喷嘴喷出的冷却水冲散(一次分散见图4)形成水和粉体混合流(见图4中B)，产生水蒸汽(见图4中C)，水蒸汽通过半充满状态的冲散输送管，自动扩散至冷却塔体内；

在冷却塔体内，对携带粉尘向上移动的水蒸汽进行喷淋冷凝；水和粉体混合流冲击到耐磨衬板上进行分散(二次分散见图2)，形成旋流沿塔壁向下移动，在离心力的作用下再次分散(三次分散见图5)；在冷却塔体的底部形成料浆，经料浆管排出。

实施例4

高温粉体(矿粉)从磁化焙烧系统下料管11落入冲散输送管12内，由喷嘴13喷出的冷却水冲散形成水和粉体混合流，产生水蒸汽，水蒸汽通过半充满状态的冲散输送管12，自动扩散至冷却塔体2内；在冷却塔体2内，对携带粉尘向上移动的水蒸汽进行喷淋冷凝；水和粉体混合流冲击到耐磨衬板23上进行分散，形成旋流沿塔壁向下移动，在离心力的作用下再次分散；在冷却塔体2的底部形成料浆，经料浆管29排入矿浆池33；在矿浆池33内浓缩到35％(质量浓度)左右的矿浆，由渣浆泵输送进入磁选工段34磁选，得到铁精矿和尾矿，尾矿流入尾矿沉降池35，经沉降分离后，清水经溢流进入清水池36。清水池36内的水由水泵31输送，一部分输送至粉体冲散输送装置1进入循环；另一部分输送至喷淋装置24作为喷淋用水；在输送的管路上设置有流量和压力控制阀32。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，包括粉体冲散输送装置(1)和冷却塔体(2)；

所述粉体冲散输送装置包括下料管(11)、冲散输送管(12)和喷嘴(13)；

所述冲散输送管的一端与所述冷却塔体相连通，所述冲散输送管的另一端设置所述喷嘴；

所述冲散输送管与所述下料管相连通形成三通结构。

2.根据权利要求1所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冲散输送管设有所述喷嘴的一端高于另一端，所述冲散输送管与所述冷却塔体以相切的方式相连通。

3.根据权利要求2所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冲散输送管内水和粉体形成的混合流冲击到的所述冷却塔体内壁区域设置有耐磨衬板(23)。

4.根据权利要求1所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冷却塔体由上部的圆筒部和下部的圆锥部构成；

在所述圆筒部内设置喷淋装置(24)，所述喷淋装置高于所述冲散输送管与所述冷却塔体连接的位置。

5.根据权利要求4所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述圆锥部设置清堵装置(25)。

6.根据权利要求4或5所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冲散输送管与所述圆筒部的下部相连通；在所述冷却塔体上，低于其与所述冲散输送管相连通的最低点，设置有至少一根溢流管(21)。

7.根据权利要求1所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冷却塔体的底部设置料浆管(29)，在所述料浆管上设置控制阀(22)。

8.根据权利要求1所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置，其特征在于，所述冷却塔体的顶部设置防爆装置(26)、放散阀(27)和压力监测装置(28)。

9.一种包括权利要求1-8任一所述的高温易氧化粉体的防氧化水冷装置的磁化焙烧系统。

10.一种高温易氧化粉体的防氧化水冷方法，其特征在于，应用权利要求4-8任一所述的防氧化水冷装置，包括以下步骤：

高温易氧化粉体经下料管落入冲散输送管内，由喷嘴喷出的冷却水冲散形成水和粉体混合流，产生水蒸汽，水蒸汽通过半充满状态的冲散输送管，自动扩散至冷却塔体内；

在冷却塔体内，对携带粉尘向上移动的水蒸汽进行喷淋冷却；水和粉体混合流冲击到耐磨衬板上分散，形成旋流沿塔壁向下移动，在离心力的作用下再次分散；在冷却塔体的底部形成料浆，经料浆管排出。