CN207497684U - 一种粉料输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粉料输送装置，属于气力输送领域。它包括提升管道、进料管道和吹扫管道；所述提升管道由下到上依次为下法兰、下直段、下收缩段、扩张段、中间直段、上收缩段、上直段和上法兰；所述进料管道设置在所述扩张段上并与所述提升管道连通，且所述进料管道的轴线垂直于所述提升管道的轴线；所述吹扫管道设置在所述扩张管道上并与所述提升管道连通，且所述吹扫管道位于所述进料管道正下方。本实用新型解决了现有技术中的粉料输送装置容易出现落料现象，且压降大的技术问题，能够将粉料和气体充分混合、输送过程中的压降小，且设备简单、运行稳定可靠。

Description

一种粉料输送装置

技术领域

本实用新型属于气力输送领域，更具体地说，涉及一种粉料输送装置。

背景技术

气力输送装置利用流态化的原理在密闭的管道中对粉体物料进行输送，设备结构简单、操作方便，可以做水平的、垂直的或倾斜方向的输送，在输送过程中还可以同时进行物料的加热、冷却和干燥等物理操作或某些化学操作。

在稀相气力输送过程中，为将粉体物料竖直向上输送，需要粉体物料能够均匀的分布到向上流动的气流中，向上流动的气流还需要具有足够的速度。为使粉体物料在竖直向上的管道中与气体充分混合并被向上输送，传统的做法是将粉体物料的管道直接与气体管道相连接，但是在这种情况下，粉体物料与气体混合效果差，在设备运行过程中容易出现落料或者压降过大的问题，另外还通过增大输送气体的风机功率来提高，粉体物料与气体混合效果，但能耗较高。

中国发明专利，公布号：CN104512728A，公布日：2015年4月15日，公开了一种面粉的负压气力输送的气固混合室，包括进气口、落料口、混合室、渐缩喷射段、加速喉口段、渐扩喷射段，气固混合出口组成，物料和气流经过混合后，通过渐缩喷射段、加速喉口段、渐扩喷射段后被高速携带抽吸走，适合稀相物料的大输送量、短距离的气力输送。该发明的动力消耗低，输送的速度较高，且呈分散状态，连续性好。其不足之处是：(1)沿着管壁流动的气体的速度较小，甚至容易出现流动死区，因而会有物料粉末滞留；(2)该方案适用于水平方向输送面粉，而并不适用于竖直方向输送粉料，因为竖直方向输送粉料时还需考虑压降大小、粉料自身重力的影响，以及均匀混合等问题，例如，竖直方向输送粉料时，如果入口气体的速度太小，则克服不了粉料自身的重力，因而易发生落料；如果入口气体的速度太大，则压降大，装置的能耗较高。

中国发明专利，公布号：CN105966921A，公布日：2016年9月28日，公开了用于粉粒状固体气力输送的发料器。它包括连接为一体的高压气体喷入管、固体下料口、气固混合室及气固两相混合喷出管，所述高压气体喷入管、气固混合室与气固两相喷出管处于同一中心轴线上，气固混合室形成于高压气体喷入管和气固两相喷出管之间，固体下料口位于气固混合室的上方，气固混合室分别与高压气体喷入管、固体下料口及气固两相喷出管相通，所述高压气体喷入管为渐缩式，所述气固两相混合喷出管为渐扩式。该发明用于粉粒状固体气力输送的发料器有效提升了输送能力。其不足之处是：(1)位于渐缩式高压气体喷入管和渐扩式气固两相混合喷出管之间的气固混合室的横截面积较小，因而极易发生物料堵塞；(2)该装置存在与公开号为CN104512728A的发明专利同样的不足，即并未考虑压降大小、粉料自身重力的影响，以及均匀混合等问题，因而不适用于竖直方向输送粉料。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有的粉料输送装置运行过程中易发生落料和压降大的问题，本实用新型提供一种粉料输送装置。它能够将粉料和气体充分混合，并且粉料输送过程中不会出现落料的现象且设备的压降小。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种粉料输送装置，包括提升管道和进料管道，所述提升管道包括从下至上依次设置的入口、下收缩段、扩张段和出口，所述进料管道设置在所述扩张段上且与所述扩张段连通，所述扩张段上还设置有吹扫管道，所述吹扫管道位于所述进料管道的正下方且与所述扩张段连通。

进一步地，所述吹扫管道的轴线垂直于所述扩张段的外壁；或者，所述吹扫管道的轴线垂直于所述提升管道的轴线。

进一步地，所述吹扫管道的直径大于所述进料管道的直径。

进一步地，所述扩张段上设置有至少一个所述的进料管道，所述吹扫管道的数量和所述进料管道的数量相同，所述进料管道和所述吹扫管道均匀分布在所述提升管道的外周，且每个所述的进料管道的正下方均设置有一个吹扫管道。

进一步地，所述下收缩段的收缩角度为α，所述扩张段的扩张角度为β，其中，10°<α<80°，10°<β<80°。

进一步地，还包括上收缩段，所述扩张段、所述上收缩段和所述出口依次连通。

进一步地，所述上收缩段的收缩角度为γ，且0°≤γ<80°。

进一步地，还包括中间直段，所述扩张段、所述中间直段、所述上收缩段和所述上直段依次连通。

一种粉料输送装置的应用，包括：

步骤一，向所述入口通入烟气，烟气流速为V_y，烟气流量为m_g；

步骤二，向所述吹扫管道中通入吹扫气，吹扫气的速度为V_c；

步骤三，通过所述进料管道向所述提升管道内输送粉料，供料速度为V_s，且粒径为D_s，粉料流量为m_s；

其中，下收缩段和扩张段之间的喉口的直径为D，对应的固气比θ为0.1～10，V_y、V_c、V_s、D_s和D之间的关系满足：

V_c＝0.3V_y

V_s＝0.1V_y

V_y＝2V₀

m_s＝θm_g

式中：V₀：颗粒的自由悬浮速度(m/s)；

D_s：颗粒的直径(m)；

ρ_s：颗粒的密度(kg/m³)；

ρ：烟气的密度(kg/m³)；

C：阻力系数；

g：重力加速度(m/s²)。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的粉料输送装置沿竖直方向输送粉料过程中不会出现落料的现象且设备的压降小，设备简单、运行稳定可靠；

(2)本发明提供的粉料输送装置，烟气在扩张段形成回流，延长了烟气与物料的接触时间，吹扫管道中通入的吹扫气体将物料流股打散，一方面防止物料团聚，另一方面也有利于烟气和物料的充分混合；

(3)本发明提供的粉料输送装置，通过在提升管道外周均匀布置多个进料管道和吹扫管道的方式，改善物料进料方式，使物料进料分布更均匀，防止物料团聚，使得烟气和物料混合的更加充分、均匀；

(4)本发明提供的粉料输送装置，吹扫气通过垂直于扩张段外壁的吹扫管道后对物料流股形成的冲击力最大，因而物料打散效果更好；

(5)本发明提供的粉料输送装置，吹扫管道的直径大于所述进料管道的直径保证了吹扫气能够将物料流股被完全吹起分散开，分散的物料更容易被烟气吹起并充分混合；

(6)本发明提供的粉料输送装置，烟气在下部收缩段内加速，在喉口出烟气速度达到最大，因而更易将物料吹起，防止物料在喉口出发生堵塞；

(7)本发明提供的粉料输送装置，通过设置中间直段延长烟气的回流区域，进一步促进烟气和物料的充分混合；

(8)本发明提供的粉料输送装置，上收缩段的设置增加了烟气回流的比例，进一步促进了烟气和物料的混合，另外，烟气在扩张段内将从进料管道进入的粉体物料向上吹起，进入上部的上收缩段后，烟气速度逐渐增加，因而在出口处的速度更大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例2中粉料输送装置的结构示意图；

图3为实施例3中粉料输送装置的结构示意图。

图中：10、提升管道；11、上法兰；12、上直段；13、上收缩段；14、中间直段；15、扩张段；16、下收缩段；17、下直段；18、下法兰；19、喉口；20、吹扫管道；30、进料管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，一种粉料输送装置，包括提升管道10和进料管道30，所述提升管道10包括从下至上依次设置的入口、下收缩段16、扩张段15和出口，所述进料管道30设置在所述扩张段15上且与所述扩张段15连通，所述扩张段15上还设置有吹扫管道20，所述吹扫管道20位于所述进料管道30的正下方且与所述扩张段15连通。

现有的粉料输送装置的结构与本实施例中粉料输送装置的结构相比，其区别在于：在进料管道30下方没有设置吹扫管道20，且提升管道10中并不包含收缩结构，因而，在现有的粉料输送装置中，粉料通过进料管道30进入提升管道10后，在重力作用下沿着提升管道10的内壁聚集成流股向下流动，由于流股状的粉料需要较高速度的烟气才能吹起，因而极易发生落料现象，甚至会因此造成堵塞；为解决前述的落料问题，人们一般会提高入口处烟气的流速，但随着入口处烟气速度的增加，设备的能耗变大，压降也变大。

在本实施例的粉料输送装置的具体应用过程中，向所述的入口通入一定速度的烟气，向进料管道30中通入氢氧化铝物料(通常是含有水分的氢氧化铝粉末)，向吹扫管道20中通入一定速度的吹扫气体，氢氧化铝物料进入提升管道10后在重力作用下形成流股，并沿着提升管道10的内壁向下流动，流股流经吹扫管道20与扩张段15的连通处时，被吹扫气体打散成粒状，有效的防止了物料团聚，而烟气由下方入口进入下收缩段16，并在收缩段16内加速，越过喉口19进入扩张段15，在扩张段15内将分散开的氢氧化铝物料向上吹起并经出口被带出输送装置，由于烟气在进入扩张段15后，速度下降并形成回流，从而延长了烟气与氢氧化铝物料的混合时间，烟气与氢氧化铝物料的充分混合，因而有利于对氢氧化铝物料进行加热干燥或者是冷却。相对于打散之前的流股状氢氧化铝物料，粒状的氢氧化铝物料自身重力更小，因而更容易被烟气吹起，不易发生落料现象；另外，由于打散后粒状氢氧化铝物料，粒径变小，自身重力更小，因此所述入口通入的烟气速度无须太高，设备的能耗和压降也因此降低；再者，烟气在收缩段16内加速，并在喉口19处达到最大值，这有助于避免氢氧化铝物料在喉口19处发生堵塞。

实施例2

如图1所示，一种粉料输送装置，其结构与实施例1相比，所不同的是：所述吹扫管道20的轴线垂直于所述扩张段15的外壁，这种设置方式下吹扫气体通过吹扫管道20后对物料流股的冲击力较大大，另外，所述吹扫管道20的直径大于所述进料管道30的直径，从而保证了吹扫气能够将物料流股被完全吹起分散开，分散的物料更容易被烟气吹起并充分混合。具体实施时，也可以采用所述吹扫管道20的轴线垂直于所述提升管道的轴线的设置方式，即将吹扫管道20水平安装也能够达到将物料吹离壁面的效果。

实施例3

一种粉料输送装置，其结构与实施例1相比，所不同的是：所述扩张段15上设置有至少一个所述的进料管道30，所述吹扫管道20的数量和所述进料管道30的数量相同，所述进料管道30和所述吹扫管道20均匀分布在所述提升管道10的外周，且每个所述的进料管道30的正下方均设置有一个吹扫管道20，通过在提升管道10外周均匀布置多个进料管道30和吹扫管道20的方式，改善物料进料方式，使物料进料分布更均匀，防止了物料团聚，使得烟气和物料混合的更加充分、均匀，具体实施时，进料管道30的数量可以是两个、三个、四个等等，在本实施例中进料管道30和吹扫管道20的数量均为两个，两个进料管道30对称的设置在提升管道10的外壁，且每个所述的进料管道30的正下方均设置有吹扫管道20。

实施例4

如图1所示，一种粉料输送装置，其结构与实施例1相比，所不同的是：所述下收缩段16的收缩角度为α，所述扩张段15的扩张角度为β，其中，10°<α<80°，10°<β<80°，烟气经过下收缩段16时加速，并在喉口19处达到最大值，这一方面防止了喉口19处发生物料堵塞，另一方面，加速后的烟气能够将物料更好的吹起，从而防止发生落料现象；扩张段15的设置使烟气速度下降并形成回流，既降低了能耗，也延长烟气和物料的接触时间，从而能够均匀混合，这是因为烟气在扩张段15将被打散的物料吹起时已不需要太高的速度，因而经过喉口19后烟气速度下降也不会影响吹起效果，另外，过高的烟气速度产生的压力损失也高，因此在扩张段15烟气速度下降，也有助于降低能耗。具体实施时，α、β可以取11°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、55°、66°、73°、79°等等，本实施例中α为50°、β为20°，在保证不落料的情况下，设备的压降也较小。

实施例5

如图1所示，一种粉料输送装置，其结构与实施例1相比，所不同的是：还包括上收缩段13，所述扩张段15、所述上收缩段13和所述出口依次连通，所述上收缩段13的收缩角度为γ，0°≤γ<80°，烟气在扩张段15内将从进料管道30进入的粉体物料向上吹起，进入上部的上收缩段13后，烟气速度逐渐增加，因而在出口处的速度更大，另外，在扩张段15和出口之间设置上收缩段13的方式，促进了烟气回流，延长了物料的停留时间，有助于烟气和物料的均匀混合。具体实施时，γ可以取1°、15°、30°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、79°等等，本实施例中γ为40°。

实施例6

如图2所示，一种粉料输送装置，其结构与实施例5相比，所不同的是：还包括中间直段14，所述扩张段15、所述中间直段14、所述上收缩段13和所述上直段12依次连通，通过设置中间直段14延长烟气的回流区域，进一步促进烟气和物料的充分混合。

实施例7

如图3所示，一种粉料输送装置，包括提升管道10和进料管道30，所述提升管道10和所述进料管道30连通，所述提升管道10包括从下至上依次连通的下法兰18、下直段17、下收缩段16、扩张段15、中间直段14、上收缩段13、上直段12和上法兰11，所述进料管道30设置在所述扩张段15上且所述进料管道30的轴线垂直于所述提升管道10的轴线，所述进料管道30与所述扩张段15连通。

所述进料管道30的正下方设置有吹扫管道20，所述吹扫管道20设置在所述扩张段15上且与所述扩张段15连通，所述吹扫管道20的轴线垂直于所述进料管道30的轴线。

所述提升管道10上至少设置有一个所述进料管道30，所述吹扫管道20的数量和所述进料管道30的数量相同，本实施例中进料管道30和吹扫管道20的数量均为两个，所述进料管道30和所述吹扫管道20均匀分布在所述提升管道10的外周，且每个所述的进料管道30的正下方均设置有吹扫管道20。

所述下收缩段16的收缩角度α为20°。

所述扩张段15的扩张角度β为30°。

所述上收缩段13的收缩角度γ为70°。

气体由下方入口进入提升管道10，在经过下直段17后进入下收缩段16，气体在下收缩段16内膨胀加速，越过喉口19进入扩张段15，在扩张段15内将从进料管道30进入的粉体物料向上吹起进入上部的中间直段14、上收缩段13和上直段12，在流动过程中气体与粉体物料充分混合并被带出粉料输送装置，为了将从进料管道30落下的粉体物料打散，从而利于气体与物料进行充分混合，在吹扫管道20内通入吹扫气体防止物料团聚。

实施例8

如图1所示，一种实施例1中的粉料输送装置的应用，包括：

步骤一，向所述入口通入烟气，烟气流速为V_y，烟气流量为m_g；

步骤二，向所述吹扫管道20中通入吹扫气，吹扫气的速度为V_c；

步骤三，通过所述进料管道30向所述提升管道10内输送粉料，供料速度为V_s，且粒径为D_s，粉料流量为m_s；

其中，所述下收缩段16和扩张段15之间的喉口19的直径为D，对应的固气比θ为0.1～10，具体实施时，θ可以取0.1、0.2、0.5、1.0、1.1、1.3、2.6、3、3.2、4.0、4.7、6.0、6.4、7.3、8.0、8.2、9.3、10等等，本实施例中θ取0.1，V_y、V_c、V_s、D_s和D之间的关系满足：

V_c＝0.3V_y

V_s＝0.1V_y

V_y＝2V₀

m_s＝θm_g

式中：V₀：颗粒的自由悬浮速度(m/s)；

D_s：颗粒的直径(m)；

ρ_s：颗粒的密度(kg/m³)；

ρ：烟气的密度(kg/m³)；

C：阻力系数；

g：重力加速度(m/s²)。

在本实施例中向进料管道30中通入氢氧化铝物料粉末，向吹扫管道20中通入一定速度的吹扫气体，V_y、V_c、V_s、D_s和D之间满足以上关系时，氢氧化铝粉料流股流经吹扫管道20与扩张段15的连通处时，被吹扫气体完全打散开，防止了物料团聚而发生落料或在喉口19造成堵塞的现象，而烟气在收缩段16内加速，越过喉口19进入扩张段15，在严格控制固气比为0.1的情况下，烟气在扩张段15内将分散开的氢氧化铝物料向上吹起，并且烟气在扩张段15内速度下降，形成回流，使得烟气和物料混合的更加充分、均匀；另外，本实施例严格控制V_y、V_c、V_s、D_s、D之间的关系，在保证不发生落料的同时，设备的能耗和压降也较小。

Claims (8)

1.一种粉料输送装置，包括提升管道(10)和进料管道(30)，其特征在于：所述提升管道(10)包括从下至上依次设置的入口、下收缩段(16)、扩张段(15)和出口，所述进料管道(30)设置在所述扩张段(15)上且与所述扩张段(15)连通，所述扩张段(15)上还设置有吹扫管道(20)，所述吹扫管道(20)位于所述进料管道(30)的正下方且与所述扩张段(15)连通。

2.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其特征在于：所述吹扫管道(20)的轴线垂直于所述扩张段(15)的外壁；或者，所述吹扫管道(20)的轴线垂直于所述提升管道(10)的轴线。

3.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其特征在于：所述吹扫管道(20)的直径大于所述进料管道(30)的直径。

4.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其特征在于：所述扩张段(15)上设置有至少一个所述的进料管道(30)，所述吹扫管道(20)的数量和所述进料管道(30)的数量相同，所述进料管道(30)和所述吹扫管道(20)均匀分布在所述提升管道(10)的外周，且每个所述的进料管道(30)的正下方均设置有一个吹扫管道(20)。

5.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其特征在于：所述下收缩段(16)的收缩角度为α，所述扩张段(15)的扩张角度为β，其中，10°<α<80°，10°<β<80°。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的粉料输送装置，其特征在于：还包括上收缩段(13)，所述扩张段(15)、所述上收缩段(13)和所述出口依次连通。

7.根据权利要求6所述的粉料输送装置，其特征在于：所述上收缩段(13)的收缩角度为γ，且0°≤γ<80°。

8.根据权利要求6所述的粉料输送装置，其特征在于：还包括中间直段(14)，所述扩张段(15)、所述中间直段(14)、所述上收缩段(13)和上直段(12)依次连通。