CN106032896B - 一种介入过热蒸气的热处理设备与工艺 - Google Patents
一种介入过热蒸气的热处理设备与工艺 Download PDFInfo
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Abstract
一种介入过热蒸气的热处理设备由定容量钟罩式水封蓄气总成，余热回收热交换蓄料总成，过热蒸气热加工总成，旋风固气分离总成，过热蒸气发生器，蒸气锅炉构成，通入过热蒸气可用于干燥、萃取、炭化、活化等加工。
Description
技术领域
本发明涉及热加工领域，特别涉及一种介入过热蒸气的热处理设备与工艺。
背景技术
过热蒸气具有传质阻力小、安全、节能、环保优势，己在干燥、萃取、活化领域获得良好应用；但在过热蒸气获得，过热蒸气热加工，过热蒸气热交换加工后余热回收上，都存在一定困难。
发明内容
本发明目的在于提供一种在过热蒸气热加工，过热蒸气热交换加工后余热回收上，都简洁方便的热处理设备与工艺。
本发明介入过热蒸气的热处理设备是这样实现的：由定容量钟罩式水封蓄气总成，余热回收热交换蓄料总成，过热蒸气热加工总成，旋风固气分离总成，过热蒸气发生器，蒸气锅炉构成，其特征是定容量钟罩式水封蓄气总成下进气口通过管道与余热回收热交换蓄料总成中带散热片的烟气斜横管右边出气口连接；余热回收热交换蓄料总成中烟气直管下端进口与过热蒸气热加工总成上面集气管右端外进料口连接，过热蒸气热加工总成左边出料口与公知结构的旋风固气分离总成进口连接；定容量钟罩式水封蓄气总成出气口通过管道与鼓风机进气口连接，鼓风机出气口通过管道与过热蒸气热加工总成右端进气管的进气口连接；过热蒸气出气分管有4-20根，勻均等距分布，各个过热蒸气出气分管下端与各自公知结构的过热蒸气发生器出气管连接，各个过热蒸气出气分管上端都与过热蒸气热加工总成的截面圆形成切线向接入；过热蒸气发生器数量与过热蒸气出气分管数量－一对应；所述定容量钟罩式水封蓄气总成，由定量器限定工艺需要的贫氧不冷凝气体蓄存容量；所述余热回收热交换蓄料总成由开口式料斗，带散热片的烟气斜横管，定量输料器，封闭式料斗，阀门a, 烟气直管, 阀门b, 带蓄液罐的柱塞抽液泵构成;带散热片的烟气斜横管左边高, 右边低, 右端有冷凝液出口, 冷凝液出口接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵; 带散热片的烟气斜横管穿过安装在开口式料斗中间;烟气直管安装在圆柱状封闭式料斗中间垂直同轴;烟气直管下端进口与过热蒸气热加工总成上面集气管右端外进料口连接，烟气直管上端出口与带散热片的烟气斜横管左边进口连接, 带散热片的烟气斜横管右边出气口与定容量钟罩式水封蓄气总成下进气口连接;开口式料斗下出料口与定量输料器进口连接, 定量输料器出口与阀门a连接, 阀门a与封闭式料斗上端右边进料口连接;套管状阀门b安装在烟气直管下端, 烟气直管下端有栅口, 在套管状阀门b上升时, 允许装在封闭式料斗中固料通过栅口进入过热蒸气热加工总成内腔中;所述过热蒸气热加工总成由圆柱型罐体，右端进气管，右端进气管内阀门c, 左端出气管, 左端出气管内阀门d, 插板阀e, 集气管构成;耐热金属构成圆柱型罐体内壁衬有耐热保温材料层, 在金属构成圆柱型罐体上面沿轴线均匀分布4-20个穿过内壁衬有耐热保温材料层直通金属构成圆柱型罐体內部出气孔道, 出气 孔道用于从金属构成圆柱型罐体內部将气体通过集气管, 再通过烟气直管, 烟气斜横管排向定容量钟罩式水封蓄气总成;在金属构成圆柱型罐体下面沿轴线均匀分布4-20个穿过内壁衬有耐热保温材料层直通金属构成圆柱型罐体內部进气孔道, 用于安装过热蒸气出气分管,热蒸气出气分管上端与过热蒸气热加工总成的截面圆形成切线向接入；过热蒸气出气分管上端装有泡沫陶瓷过滤器, 进气孔道用于从金属构成圆柱型罐体外部将过热蒸气输入金属构成圆柱型罐体内部, 完成过热蒸气热加工任务;插版阀e安装在金属构成圆柱型罐体上面右边內进料口上;过热蒸气出气分管有4-20根，勻均等距分布，热蒸气出气分管下端与过热蒸气发生器连接，热蒸气出气分管上端与过热蒸气热加工总成的截面圆形成切线向接入；热蒸气出气分管上端装有泡沫陶瓷过滤器， 过热蒸气发生器数量与过热蒸气出气分管数量－一对应；公知结构的过热蒸气发生器右进水蒸气管内装有阀门f。
利用本发明上述介入过热蒸气的热处理设备进行过热蒸气的热处理加工工艺,其特征是按如下流程:
a). 关闭安装在过热蒸气发生器右边进水蒸气管内阀门f, 预先启动公知结构蒸气锅炉, 获得大于100℃,1.0MPa水蒸气, 再启动过公知结构热蒸气发生器预热温升至700-1000℃;
b). 被加工固料先装入开口式料斗, 由定量输料器定量送入封闭式料斗, 封闭式料斗每次装载量与过热蒸气热加工总成每次加工量相同;
打开套管状阀门b, 打开插板阀e被加工固料从封闭式料斗进入过热蒸气热加工总成内腔;
c). 关闭热蒸气热加工总成右端进气管内阀门c, 关闭热蒸气热加工总成左端出气管内阀门d，关闭插板阀e, 打开过热蒸气发生器安装在右进水蒸气管内阀门f, 大于100℃,1.0MPa水蒸气通过已预热温升至700-1000℃过热蒸气发生器，被加热成700-1000℃过热蒸气, 过热蒸气由过热蒸气出气分管沿过热蒸气热加工总成的截面圆形成切线向输入过热蒸气热加工总成腔体内部；过热蒸气除热加工被加工固料外, 切线力还使被加工固料旋转翻动;
d). 热加工后过热蒸气余气通过集气管, 再通过烟气直管, 烟气斜横管排向定容量钟罩式水封蓄气总成; 可冷凝液体从烟气斜横管右端冷凝液出口接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出;
e). 按工艺要求. 固料被热加工完成后, 关闭过热蒸气发生器安装安装在右进水蒸气管内阀门f, 打开热蒸气热加工总成右端进气管内阀门c, 打开热蒸气热加工总成左端出气管内阀门d, 启动鼓风机, 利用定容量钟罩式水封蓄气总成中蓄存的贫氧空气,将被热加工完成固料从过热蒸气热加工总成内腔吹出, 进入公知结构的旋风固气分离总成中分离收集加工好固料; 定容量钟罩式水封蓄气总成中蓄存的贫氧空气量至少满足一次鼓风机鼓风量;
f). 排出加工好固料后, 回到b). 程序开始笫二轮加工；
g). 从第一加工炉次以后, 被加工固料在开口式料斗, 封闭式料斗中将利用排出过热蒸气余气的余热预热。
附图说明
图1是介入过热蒸气的热处理设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进－步说明本发明的介入过热蒸气的热处理设备结构, 如图1所示, 由定容量钟罩式水封蓄气总成（4），余热回收热交换蓄料总成（1），过热蒸气热加工总成（2），旋风固气分离总成，过热蒸气获得发生器（3），蒸气锅炉构成，其特征是定容量钟罩式水封蓄气总成（4）下进气口（4-2）通过管道与余热回收热交换蓄料总成（1）中带散热片的烟气斜横管（1-12）右边出气口（1-10）连接；余热回收热交换蓄料总成（1）中烟气直管（1-1）下端进口（1-7）与过热蒸气热加工总成（2）上面集气管（2-1）右端外进料口（2-11）连接，过热蒸气热加工总成（2）左边出料口（2-12）与公知结构的旋风固气分离总成进口连接；定容量钟罩式水封蓄气总成（4）出气口（4-5）通过管道与鼓风机（4-1）进气口连接，鼓风机（4-1）出气口通过管道与过热蒸气热加工总成（2）右端进气管（2-7）的进气口（2-13）连接；公知的相同结构的过热蒸气发生器（3）与过热蒸气出气分管（3-1）－一对应，有4-20套；所述定容量钟罩式水封蓄气总成（4），由定量器（4-4）限定工艺需要的贫氧不冷凝气体蓄存容量；所述余热回收热交换蓄料总成（1）由开口式料斗（1-8），带散热片的烟气斜横管（1-12），定量输料器（1-3），封闭式料斗(1-4)，阀门a(1-2), 烟气直管(1-1), 阀门b(1-5), 带蓄液罐的柱塞抽液泵构成;带散热片的烟气斜横管(1-12)左边高, 右边低, 右端有冷凝液出口(1-11), 冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵; 带散热片的烟气斜横管(1-12)穿过安装在开口式料斗(1-8)中间;烟气直管(1-1) 安装在圆柱状封闭式料斗(1-4)中间垂直同轴;烟气直管下端进口(1-7)与过热蒸气热加工总成(2)上面集气管（2-1）右端外进料口(2-11)连接，烟气直管(1-1)上端出口(1-6)与带散热片的烟气斜横管(1-12)左边进口(1-9)连接, 带散热片的烟气斜横管(1-12)右边出气口(1-10)与定容量钟罩式水封蓄气总成(4)下进气口(4-2) 通过管道连接;开口式料斗(1-8)下出料口与定量输料器(1-3)进口连接, 定量输料器(1-3)出口与阀门a(1-2)连接, 阀门a(1-2)与封闭式料斗(1-4)上端右边进料口连接;套管状阀门b(1-5)安装在烟气直管(1-1)下端, 烟气直管(1-1)下端有栅口, 在套管状阀门b(1-5)上升时, 允许装在封闭式料斗(1-4)中固料通过栅口进入过热蒸气热加工总成(2)内腔中;所述过热蒸气热加工总成(2)由圆柱型罐体(2-9)，右端进气管(2-7)，右端进气管内阀门c(2-8), 左端出气管(2-3), 左端出气管内阀门d(2-4), 插板阀e(2-6), 集气管(2-1)构成 ;耐热金属构成圆柱型罐体(2-9)内壁衬有耐热保温材料层(2-5), 在金属构成圆柱型罐体(2-9)上面沿轴线均匀分布4-20个穿过内壁衬有耐热保温材料层直通金属构成圆柱型罐体內部出气孔道(2-2), 出气 孔道(2-2)用于从金属构成圆柱型罐体(2-9)內部将气体通过集气管(2-1), 再通过烟气直管(1-1), 烟气斜横管(1-12)排向定容量钟罩式水封蓄气总成(4);在金属构成圆柱型罐体(2-9)下面沿轴线均匀分布4-20个穿过内壁衬有耐热保温材料层直通金属构成圆柱型罐体(2-9)內部进气孔道(2-14), 用于安装过热蒸气出气分管(3-1),热蒸气出气分管(3-1)上端与过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向接入；过热蒸气出气分管上端装有泡沫陶瓷过滤器(3-3), 进气孔道(2-14)用于从金属构成圆柱型罐体(2-9)外部将过热蒸气输入金属构成圆柱型罐体(2-9)内部, 完成过热蒸气热加工任务;插版阀e(2-6)安装在金属构成圆柱型罐体(2-9)上面右边內进料口(2-10)上;过热蒸气出气分管(3-1)有4-20根，勻均等距分布，热蒸气出气分管(3-1)下端与过热蒸气发生器（3）连接，热蒸气出气分管(3-1)上端与过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向接入；热蒸气出气分管(3-1)上端装有泡沫陶瓷过滤器(3-3)， 过热蒸气发生器（3）数量与过热蒸气出气分管(3-1)数量－一对应；公知结构的过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)内装有阀门f(3-7)；
利用本发明上述介入过热蒸气的热处理设备进行过热蒸气的热处理加工工艺,其特征是按如下流程:
a). 关闭安装在过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)内阀门f(3-7), 预先启动公知结构蒸气锅炉, 获得大于100℃,1.0-1.0MPa水蒸气, 再启动热蒸气发生器（3）预热温升至700-1000℃;
b). 被加工固料先装入开口式料斗(1-8), 由定量输料器(1-3)定量送入封闭式料斗(1-4), 封闭式料斗(1-4)每次装载量与过热蒸气热加工总成(2)每次加工量相同;打开套管状阀门b(1-5), 打开插板阀e(2-6)被加工固料从封闭式料斗(1-4)进入过热蒸气热加工总成(2)内腔;
c). 关闭热蒸气热加工总成(2)右端进气管内阀门c(2-8), 关闭热蒸气热加工总成(2)左端出气管内阀门d(2-4), 关闭插板阀e(2-6), 打开过热蒸气热安装在右进水蒸气管内阀门f(3-7), 大于100℃,1.0-1.0MPa水蒸气通过已温升至700-1000℃过热蒸气发生器（3）,被加热成700-1000℃过热蒸气, 过热蒸气由过热蒸气出气分管(3-1)沿过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向输入过热蒸气热加工总成(2)腔体内部；过热蒸气除热加工被加工固料外, 切向力还使被加工固料旋转翻动;
d). 热加工后过热蒸气余气通过集气管(2-1), 再通过烟气直管(1-1), 烟气斜横管(1-12)排向定容量钟罩式水封蓄气总成(4); 可冷凝液体从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出;
e). 按工艺要求. 固料被热加工完成后, 关闭安装在过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)内阀门f(3-7), 打开热蒸气热加工总成(2)右端进气管内阀门c(2-8), 打开热蒸气热加工总成(2)左端出气管内阀门d(2-4), 启动鼓风机(4-1), 利用定容量钟罩式水封蓄气总成(4)中蓄存的贫氧空气, 将被热加工完成固料从过热蒸气热加工总成(2)内腔吹出, 进入公知结构的旋风固气分离总成中分离收集加工好固料; 定容量钟罩式水封蓄气总成(4)中蓄存的贫氧空气量至少满足一次鼓风机鼓风量;
f). 排出加工好固料后, 回到b). 程序开始笫二轮加工;
g). 从第一加工炉次以后, 被加工固料在开口式料斗(1-8), 封闭式料斗(1-4)中将利用排出过热蒸气余气的余热预热。
实施例1
以经分筛10-80目竭煤为被加工固料, 通入400-800℃过热蒸气, 处理10-40分钟, 从旋风固气分离总成中可分离收集已干燥提质竭煤,从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出可冷凝液体包括水与腐植酸, 通过公知工艺从水中收集腐植酸。
实施例2
以经分筛10-80目生物质已预炭化料为被加工固料, 通入700-1000℃过热蒸气,处理20-60分钟, 从旋风固气分离总成中可分离收集到活性炭,从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出可冷凝液体包括水。
实施例3
以经分筛20-80目浸泡过磷酸的木屑为被加工固料, 通入500-700℃过热蒸气,处理20-60分钟, 从旋风固气分离总成中可分离收集到活性炭,从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出可冷凝液体包括水与磷酸, 通过公知工艺从水中收集磷酸。
实施例4
以经分筛10-40目生姜粉为被加工固料, 通入120-200℃过热蒸气, 处理20-60分钟, 从旋风固气分离总成中可分离收集到干姜粉,从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接公知结构带蓄液罐的柱塞抽液泵排出可冷凝液体包括水与姜油, 通过公知工艺从水中分离并收集姜油。
Claims (2)
1.一种介入过热蒸气的热处理设备,由定容量钟罩式水封蓄气总成（4），余热回收热交换蓄料总成（1），过热蒸气热加工总成（2），旋风固气分离总成，过热蒸气发生器（3），蒸气锅炉构成，其特征是定容量钟罩式水封蓄气总成（4）下进气口（4-2）通过管道与余热回收热交换蓄料总成（1）中带散热片的烟气斜横管（1-12）右边出气口（1-10）连接；余热回收热交换蓄料总成（1）中烟气直管（1-1）下端进口（1-7）与过热蒸气热加工总成（2）上面集气管（2-1）右端外进料口（2-11）连接，过热蒸气热加工总成（2）左边出料口（2-12）与旋风固气分离总成进口连接；定容量钟罩式水封蓄气总成（4）出气口（4-5）通过管道与鼓风机（4-1）进气口连接，鼓风机（4-1）出气口通过管道与过热蒸气热加工总成（2）右端进气管（2-7）的进气口（2-13）连接；相同结构的过热蒸气发生器（3）与过热蒸气出气分管（3-1）一一对应，有4-20套；所述定容量钟罩式水封蓄气总成（4），由定量器（4-4）限定工艺需要的贫氧不冷凝气体蓄存容量；所述余热回收热交换蓄料总成（1）由开口式料斗（1-8），带散热片的烟气斜横管（1-12），定量输料器（1-3），封闭式料斗(1-4)，阀门a(1-2), 烟气直管(1-1), 阀门b(1-5),带蓄液罐的柱塞抽液泵构成;带散热片的烟气斜横管(1-12)左边高, 右边低, 右端有冷凝液出口(1-11), 冷凝液出口(1-11)接带蓄液罐的柱塞抽液泵; 带散热片的烟气斜横管(1-12)穿过开口式料斗(1-8) ，安装在开口式料斗(1-8)中间；
烟气直管(1-1)垂直安装在圆柱状封闭式料斗(1-4)中间；烟气直管(1-1)上端出口(1-6)与带散热片的烟气斜横管(1-12)左边进口(1-9)连接；开口式料斗(1-8)下出料口与定量输料器(1-3)进口连接, 定量输料器(1-3)出口与阀门a(1-2)连接, 阀门a(1-2)与封闭式料斗(1-4)上端右边进料口连接;套管状阀门b(1-5)安装在烟气直管(1-1)下端, 烟气直管(1-1)下端有栅口, 在套管状阀门b(1-5)上升时, 允许装在封闭式料斗(1-4)中固料通过栅口进入过热蒸气热加工总成(2)内腔中;所述过热蒸气热加工总成(2)由圆柱型罐体(2-9)，右端进气管(2-7)，右端进气管内阀门c(2-8), 左端出气管(2-3), 左端出气管内阀门d(2-4), 插板阀e(2-6), 集气管(2-1)构成；耐热金属构成的圆柱型罐体(2-9)内壁衬有耐热保温材料层(2-5), 在金属构成的圆柱型罐体(2-9)上面沿轴线均匀分布4-20个穿过衬有耐热保温材料层內壁且直通金属构成的圆柱型罐体內部的出气孔道(2-2), 出气 孔道(2-2)用于从金属构成的圆柱型罐体(2-9)內部将气体通过集气管(2-1), 再通过烟气直管(1-1), 烟气斜横管(1-12)排向定容量钟罩式水封蓄气总成(4);在金属构成的圆柱型罐体(2-9)下面沿轴线均匀分布4-20个穿过衬有耐热保温材料层的內壁且直通金属构成的圆柱型罐体(2-9)內部的进气孔道(2-14), 用于安装过热蒸气出气分管(3-1),过热蒸气出气分管(3-1)上端与过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向接入；过热蒸气出气分管上端装有泡沫陶瓷过滤器(3-3), 进气孔道(2-14)用于从金属构成的圆柱型罐体(2-9)外部将过热蒸气输入金属构成的圆柱型罐体(2-9)内部, 完成过热蒸气热加工任务;插板阀e(2-6)安装在金属构成的圆柱型罐体(2-9)上面右边內进料口(2-10)上;过热蒸气出气分管(3-1)有4-20根，平均等距分布，过热蒸气出气分管(3-1)下端与过热蒸气发生器（3）连接，过热蒸气出气分管(3-1)上端与过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向接入； 过热蒸气发生器（3）数量与过热蒸气出气分管(3-1)数量一一对应；
过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)内装有内阀门f(3-7)。
2.一种利用权利要求1所述的介入过热蒸气的热处理设备进行过热蒸气的热处理加工工艺:
a). 关闭安装在过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)上的内阀门f(3-7), 预先启动蒸气锅炉, 获得大于100℃,1.0MPa水蒸气, 再启动过热蒸气发生器（3），将过热蒸气发生器（3）预热温升至700-1000℃;
b). 被加工固料先装入开口式料斗(1-8), 由定量输料器(1-3)定量送入封闭式料斗(1-4), 封闭式料斗(1-4)每次装载量与过热蒸气热加工总成(2)每次加工量相同;
打开套管状阀门b(1-5), 打开插板阀e(2-6)，被加工固料从封闭式料斗(1-4)进入过热蒸气热加工总成(2)内腔;
c). 关闭过热蒸气热加工总成(2)右端进气管内阀门c(2-8), 关闭过热蒸气热加工总成(2)左端出气管内阀门d(2-4), 关闭插板阀e(2-6), 打开过热蒸气发生器右进水蒸气管上的内阀门f(3-7), 大于100℃,1.0MPa水蒸气通过已温升至700-1000℃过热蒸气发生器（3）,被加热成700-1000℃过热蒸气, 过热蒸气由过热蒸气出气分管(3-1)沿过热蒸气热加工总成(2)的截面圆形成切线向输入过热蒸气热加工总成(2)腔体内部；过热蒸气除热加工被加工固料外, 切向力还使被加工固料旋转翻动;
d). 热加工后过热蒸气余气通过集气管(2-1), 再通过烟气直管(1-1), 烟气斜横管(1-12)排向定容量钟罩式水封蓄气总成(4); 可冷凝液体从烟气斜横管(1-12)右端冷凝液出口(1-11)接带蓄液罐的柱塞抽液泵排出;
e). 按工艺要求. 固料被热加工完成后, 关闭安装在过热蒸气发生器（3）右进水蒸气管(3-8)上的内阀门f(3-7), 打开过热蒸气热加工总成(2)右端进气管内阀门c(2-8), 打开过热蒸气热加工总成(2)左端出气管内阀门d(2-4), 启动鼓风机(4-1), 利用定容量钟罩式水封蓄气总成(4)中蓄存的贫氧空气, 将被热加工完成固料从过热蒸气热加工总成(2)内腔吹出, 进入旋风固气分离总成中分离收集加工好固料; 定容量钟罩式水封蓄气总成(4)中蓄存的贫氧空气量至少满足一次鼓风机鼓风量;
f). 排出加工好固料后, 回到b). 程序开始笫二轮加工;
g). 从第一加工炉次以后, 被加工固料在开口式料斗(1-8), 封闭式料斗(1-4)中将利用排出过热蒸气余气的余热预热。
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