CN104677118A - 一种悬浮冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬浮冷却系统，包括冷却炉、旋风分离器、一号引风机、收尘器、二号引风机和收料仓，冷却炉的出气端与旋风分离器的上端相连，旋风分离器的顶部烟气出口通过管道与一号引风机相连，一号引风机的烟气出口与收尘器相连，收尘器的烟气出口与二号引风机相连，旋风分离器的下端与收料仓相连；所述冷却炉的中部设有缩口，冷却炉的下端设有斜向下的进料口，在进料口的下方设有切向进风口和垂向进风口，所述切向进风口与冷却炉的轴线垂直设置，垂向进风口与冷却炉的轴线平行设置。本发明所述悬浮冷却系统，用于从无磁、弱磁磁化焙烧过程中冷却形成强磁的磁铁矿或γ-Fe₂O₃，大大提高后续磁选工艺的铁矿回收率。

Description

一种悬浮冷却系统

技术领域

本发明涉及一种悬浮冷却系统，特别适用于铁矿物粉体磁化焙烧后冷却工艺的冷却系统，属于悬浮冷却系统技术领域。

背景技术

矿物粉体悬浮冷却系统的原理是：高温下的矿物通过与室温空气进行喷悬对流换热。其换热速度快，在数秒内使如850℃左右的高温矿物迅速降到低温到<300℃，冷却速度快。传统的冷却工艺是采用水封冷却或者在空气中堆积冷却来实现。

水封冷却工艺具有较快的冷却效果，是比较廉价的冷却工艺，但需要提供大量的冷却用水，废水还需要进一步的处理才能排放或循环使用；对于缺水地区，该种冷却方式就无法实现。

在空气中堆积冷却，冷却速度过慢会影响铁的回收。以磁铁矿冷却为例，在冷却过程中形成弱磁性的赤铁矿，降低了铁的回收率。另外，高温堆积冷却也存在安全隐患。

因此，综上所述，无论是水封冷却还是在空气中堆积冷却都存在诸多缺点，顾此失彼，冷却效率不够高，适用性不强。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种悬浮冷却系统，使得高温粉体快速冷却，解决现有水封冷却不适合缺水地区、适用性不强、冷却效率不够高，空气中堆积冷却存在安全隐患、冷却效率不够高的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种悬浮冷却系统，包括冷却炉、旋风分离器、一号引风机、收尘器、二号引风机和收料仓，冷却炉的出气端与旋风分离器的上端相连，旋风分离器的顶部烟气出口通过管道与一号引风机相连，一号引风机的烟气出口与收尘器相连，收尘器的烟气出口与二号引风机相连，旋风分离器的下端与收料仓相连；所述冷却炉的中部设有缩口，冷却炉的下端设有斜向下的进料口，在进料口的下方设有切向进风口和垂向进风口，所述切向进风口与冷却炉的轴线垂直设置，垂向进风口与冷却炉的轴线平行设置。

作为一种优选方式，所述切向进风口采用0°、90°或180°的切向蜗壳，通过切向进风口进入的空气与垂向进风口进入的空气混合形成喷旋状，起到改变烟气流速的作用，同时，在冷却炉中部设置有缩口，可根据需要可设1个或多个，烟气通过缩口时，改变烟气流速，使粉料经缩口时产生扰动，产生二次喷腾效应，强化物料冷却，使得冷却效应得以提高。

作为进一步优选方式，所述切向进风口为两个，切向进风口上设有对应的控制阀门，垂向进风口上设有对应的控制阀门；可独立调节风量大小，与生产能力及物料性质相适应。

作为一种优选方式，在旋风分离器和一号引风机之间的管路上设有空气进口。该空气进口的设置是为了降低旋风分离器出来的空气进入一号风机前的温度，使烟气温度控制在不超过120℃，以达到保护一号风机的作用。

作为一种优选方式，所述进料口为两个，在其上设有分料阀。根据冷却炉温度场分布及物料温度特性，在进料口上装有分料阀，可用于调节不同开度控制两个进料口的进料量，达到高效冷却目的。

作为一种优选方式，所述冷却炉、一号引风机、二号引风机和收尘器上均设有测温元件和测气压元件。

作为一种优选方式，收料仓的出料口上设有扩容式稳压器，扩容式稳压器起着稳定物料顺行作用。

作为一种优选方式，所述冷却炉的炉顶为平面或拱形。

本发明能够达到高效悬浮冷却，其原理为：

采用本发明所述的结构，首先是冷却炉底部切向进风口和垂向进风口使得空气混合形成喷旋状，然后与其上方进料口中的物料进行混合，烟气上升过程中，通过缩口时，改变烟气流速，使粉料经缩口时产生扰动，产生二次喷腾效应，强化物料冷却；焙烧产物与逆流的冷空气进行快速换热，使850℃左右的高温物料在数秒内降低到350℃以下，快速的跳过了Fe₃O₄向α-Fe₂O₃转变区，Fe₃O₄在低温下氧化为强磁性γ-Fe₂O₃，有效防止生成弱磁性的α-Fe₂O₃，通过弱磁选，达到了选出全铁品位>65%，铁回收率>90%的良好选别指标。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明所述悬浮冷却系统，用于从无磁、弱磁磁化焙烧过程中冷却形成强磁的磁铁矿或γ-Fe₂O₃，大大提高后续磁选工艺的铁矿回收率；具体来说，具备如下优点：

1、广泛适用于各类粉体的悬浮冷却，可以与流化床、悬浮焙烧炉等粉体处理装备配套使用；

2、粉状物料悬浮于气流中进行快速换热，冷却速度快，特别适用于各种铁矿物的磁化焙烧冷却；

3、该种冷却系统特别适合于缺水地区，实用性强，成本低；

4、设备易于大型化，单台冷却能力高，铁回收率高。

附图说明

图1是悬浮冷却系统的结构示意图。

图2是悬浮冷却系统中冷却炉的结构示意图之一。

图3是悬浮冷却系统中冷却炉的结构示意图之二。

图4是悬浮冷却系统中冷却炉的结构示意图之三。

其中：冷却炉-1，  旋风分离器-2，  一号引风机-3，  收尘器-4，  二号引风机-5，  收料仓-6，  切向进风口-7，  垂向进风口-8，  锁风阀-9，  进料口-12，  烟气出口-15，  缩口-16。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例1

如图1、2所示，一种悬浮冷却系统包括冷却炉1、旋风分离器2、一号引风机3、收尘器4、二号引风机5和收料仓6，部件之间都通过管路连接相通；具体来说：在本实施例中，所述冷却炉1的炉顶为拱形；冷却炉1的出气端即烟气出口15与旋风分离器2的上端相连，旋风分离器的顶部烟气出口通过管道与一号引风机3相连，在旋风分离器 2和一号引风机 3之间的管路上设有空气进口，从外部引入空气，使进入一号引风机内的烟气温度不超过120℃，对一号引风机起到保护作用。一号引风机3的烟气出口与收尘器4相连，收尘器4的烟气出口与二号引风机5相连，旋风分离器2的下端通过锁风阀9与收料仓6相连，用于收集旋风分离器2中的物料。

另外，在所述冷却炉1、一号引风机3、二号引风机5和收尘器4上均设有测温元件和测气压元件；用于时刻监控其温度和气压，严格监测每一个环节的温度和气体流量，使其冷却效果达到最佳；同时，有利于调节工艺参数，保证工艺顺行。收料仓6的出料口上设有扩容式稳压器，能够起到稳定物料顺行的作用。

如图2所示，所述冷却炉1的中部设有缩口16，冷却炉1的下端设有斜向下的一个带分料阀的进料口12，在进料口12的下方设有两个带控制阀门的切向进风口7和一个带控制阀门的垂向进风口8，所述切向进风口7与冷却炉1的轴线垂直设置，并且两个切向进风口成90度设置；垂向进风口8与冷却炉1的轴线平行设置。冷却炉的切向进风口和垂向进风口上均装有控制阀门，可独立调节风量大小与生产能力及物料性质相适应，同时能有效调节物料冷却速度。

该实施例的作用原理如下：由于切向进风口若是采用不同的切向，其进风阻力不一样，根据工艺需要，采取合适的切向进风口，与垂直进入的空气形成喷旋状态的气体。因此，所述切向进风口7采用90°的切向蜗壳，通过切向进风口7进入的空气与垂向进风口8进入的空气混合形成喷旋状。冷却炉本体中下部设有缩口，使粉料经缩口时产生扰动，产生二次喷腾效应，强化物料冷却，此时物料的温度降低到400℃以下。从冷却炉进料口进入的700℃左右的高温物料悬浮上升，再进入旋风分离器中，通过旋风分离器分离，物料进入料仓，此时物料温度低于300℃，烟气通过引风机进入收尘器。

实施例2：

如图3所示，与实施例1相比，本实施例2的不同之处在于冷却炉的形状不同。该实施例中冷却炉1的炉顶为平面，其烟气出口15设置在侧面。该实施例中冷却炉1设有一个缩口16，并且具备一个进料口12；冷却炉下端设置两个切向进料口7和一个垂向进料口8，空气经过切向进料口和垂向进料口得以第一次混合形成喷旋状，然后经过缩口，得以可以改变烟气流速，使粉料经缩口时产生扰动，产生二次喷腾效应，强化物料冷却。

实施例3：

如图4所示，与实施例1相比，本实施例2的不同之处在于冷却炉的形状不同，该实施例用于冷却炉过高，或者需要冷却效果更佳的冷却系统中。该实施例中冷却炉1设有两个缩口16，并且具备两个进料口12；冷却炉下端设置两个切向进料口7和一个垂向进料口8，空气经过切向进料口和垂向进料口得以第一次混合形成喷旋状，然后依次经过两次缩口，得以可以改变烟气流速，使粉料经缩口时产生扰动，产生三次喷腾效应，强化物料冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种悬浮冷却系统，包括冷却炉（1）、旋风分离器（2）、一号引风机（3）、收尘器（4）、二号引风机（5）和收料仓（6），冷却炉（1）的出气端与旋风分离器（2）的上端相连，旋风分离器的顶部烟气出口通过管道与一号引风机（3）相连，一号引风机（3）的烟气出口与收尘器（4）相连，收尘器（4）的烟气出口与二号引风机（5）相连，旋风分离器（2）的下端与收料仓（6）相连；其特征在于：所述冷却炉（1）的中部设有缩口（16），冷却炉（1）的下端设有斜向下的进料口（12），在进料口（12）的下方设有切向进风口（7）和垂向进风口（8），所述切向进风口（7）与冷却炉（1）的轴线垂直设置，垂向进风口（8）与冷却炉（1）的轴线平行设置。

2.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：所述切向进风口（7）采用0°、90°或180°的切向蜗壳，通过切向进风口（7）进入的空气与垂向进风口（8）进入的空气混合形成喷旋状。

3.如权利要求2所述的悬浮冷却系统，其特征在于：所述切向进风口（7）为两个，切向进风口（7）上设有对应的控制阀门，垂向进风口（8）上设有对应的控制阀门。

4.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：在旋风分离器（2）和一号引风机（3）之间的管路上设有空气进口。

5.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：所述进料口（12）为两个，在其上设有分料阀。

6.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：所述冷却炉（1）、一号引风机（3）、二号引风机（5）和收尘器（4）上均设有测温元件和测气压元件。

7.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：收料仓（6）的出料口上设有扩容式稳压器。

8.如权利要求1所述的悬浮冷却系统，其特征在于：所述冷却炉（1）的炉顶为平面或拱形。