CN208365938U - 一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置，该装置包括蓄热水箱、第一水泵、空压机热回模块、烘干罐、第一换热装置、气、液分离装置、隔膜式缓冲罐、水环式真空泵、第二换热装置、水环式真空泵补水及热能利用装置，所述烘干罐内部包含气、液、固分离装置。本实用新型的干燥装置其热源主要是利用了前段生产工艺中空压机和其他辅助设备产生的废热，并且在干燥过程中能够将热能重复利用。将热能传递给金属矿粉，使得矿粉间液态水迅速汽化变为水蒸气，经过两道固‑气分离、液‑气分离并热量转移后水蒸气又变成了液态的水，使矿粉中水分蒸发，达到干燥矿粉的目的；同时使用特殊工艺将蒸发的水蒸气液化释放的热量再利用于加热矿粉。
Description
技术领域
本实用新型属于浮选金属矿粉干燥技术，适用于易被风吹动较细颗粒的干燥；也适用于密度较大但颗粒较细的其他物料的干燥的一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置。
背景技术
目前国内的大多金属矿都是采用浮选法提纯，再将干燥后金属矿粉运至下游工厂进行深加工；目前干燥普遍采用的是火炕法、火焰加热加粉尘收集法、蒸汽加热法等。不管以上哪种方法都离不开热源，燃气、煤或电；就以处理量大，并目前普遍采用的蒸汽加热法为例；目前国内小型（1-10吨）锅炉热能利用率60%左右，电力和燃气的会高些。再加上干燥现场间断性工作方式；真正用于水分蒸发的热值利用率可能还不到15%，甚至有些个别还不足10%；另外小型锅炉存在脱硫、脱硝以及二氧化碳排放等环境污染问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种重复利用浮选工艺中空压机和其他辅助设备产生的废热，达到进一步干燥浮选后经过压滤机出水后的矿粉。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置，该装置包括蓄热水箱、第一水泵、空压机热回模块、烘干罐、第一换热装置、气、液分离装置、隔膜式缓冲罐、水环式真空泵、第二换热装置、水环式真空泵补水及热能利用装置，所述烘干罐内部包含气、液、固分离装置；所述蓄热水箱内的水通过水泵和空压机热回模块加热后与烘干罐夹层底部连接，通过烘干罐将热量传递给烘干罐内底部金属矿粉并蒸干水分，进入烘干罐内的热水将热量传递给金属矿粉后变凉的冷水通过烘干罐的夹层顶部再回到蓄热水箱中，形成一个独立循环系统；烘干罐中汽化后的水蒸气向真空泵方向移动，途径烘干罐内顶部安置的气、液、固分离装置上部排出并与换热装置气路上部入口端连接，换热装置气路下部出口端通过管道与气、液分离装置罐气路中部的入口端连接，气、液分离装置罐的上出口端通过管道与水环式真空泵的进口端连接，水环式真空泵出口端与热能利用装置连接。
所述热泵装置的冷水侧通过管道依次与水泵、第一换热装置、缓冲罐、气液分离装置罐夹层、第二换热装置、再回到热泵装置冷水形成一个闭循环，在热泵装置的作用下将上述第二换热装置、气、液分离装置罐夹层、及第一换热装置中的热能量收集后并通过热泵装置热水侧的管道及阀门的切换，将其送至蓄热水箱中从新用于矿粉烘干。
本实用新型的优点是：本实用新型的干燥装置其热源主要是利用了前段生产工艺中空压机和其他辅助设备产生的废热，并且在干燥过程中能够将热能重复利用。将热能传递给金属矿粉，使得矿粉间液态水迅速汽化变为水蒸气，经过两道固-气分离、液-气分离并热量转移后水蒸气又变成了液态的水。将浮选工艺中空压机和其他辅助设备产生的废热通过特殊装置传递给金属矿粉，使矿粉中水分蒸发，达到干燥矿粉的目的；同时使用特殊工艺将蒸发的水蒸气液化释放的热量再利用于加热矿粉。本实用新型中将水循环重复利用，大大节约了水资源。除此之外，夏季空压机热能富于还可用于洗澡用水的加热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图1所示的一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置，该装置包括蓄热水箱1、第一水泵2、空压机热回模块4、烘干罐5、第一换热装置7、气、液分离装置8、隔膜式缓冲罐9、水环式真空泵10、第二换热装置11、水环式真空泵补水及热能利用装置12，所述烘干罐5内部包含气、液、固分离装置6；所述蓄热水箱1内的水通过水泵2和空压机热回模块4加热后与烘干罐5夹层底部连接，通过烘干罐5将热量传递给烘干罐5内底部金属矿粉并蒸干水分，进入烘干罐5内的热水将热量传递给金属矿粉后变凉的冷水通过烘干罐5的夹层顶部再回到蓄热水箱1中，形成一个独立循环系统；烘干罐5中汽化后的水蒸气向真空泵10方向移动，途径烘干罐5内顶部安置的气、液、固分离装置6上部排出并与换热装置7气路上部入口端连接，换热装置7气路下部出口端通过管道与气、液分离装置罐8气路中部的入口端连接，气、液分离装置罐8的上出口端通过管道与水环式真空泵10的进口端连接，水环式真空泵10出口端与热能利用装置12连接。
所述热泵装置3的冷水侧通过管道依次与水泵13、第一换热装置11、缓冲罐9、气液分离装置罐8夹层、第二换热装置7、再回到热泵装置3冷水形成一个闭循环，在热泵装置3的作用下将上述第二换热装置7、气、液分离装置罐8夹层、及第一换热装置11中的热能量收集后并通过热泵装置3热水侧的管道及阀门14、15、16的切换，将其送至蓄热水箱1中从新用于矿粉烘干。
本实用新型中的金属矿粉从烘干罐5一侧进入由另一侧排出，热源部分中带保温的蓄热水箱1起到储存热能作用，通过第一泵2将热泵装置3和空压机热回模块4中的热量不断地传递给烘干罐5（烘干罐5的底部为进水口上部为出水口），进而传递给容器内的金属矿粉并蒸干水分。热泵装置3和空压机热回模块4循环是有先后顺序的，（由于空压机热回模块4热源来自空压机废热，优先选用；若干燥热源不足的情况下再取热泵装置3热量进行补充）。
在浮选工艺中都会有相当大的功率的空压机进行搅拌作用，空压机的功耗90%多是以发热形式存在，而目前所浮选法采矿采用的空压机的类型中热能回收率可达到85%，这是热能的主要来源（可以制取40-90Co热水）由空压机热回模块4来完成。热能的转移和重复利用是通过真空泵10、热泵装置3完成，热泵装置3就像中央空调机组一样有室内机和室外机，通过压缩机及制冷剂将热量从室内转移至室外；热泵装置3的热能来源于热泵冷水侧的循环水，第二水泵13将循环水打到第一换热装置11内，、隔膜式缓冲罐9气水分离装置8夹层和第二换热装置7，由于该系统属闭式循环，加上水的热胀冷缩体积变化的作用会出现没必要的压力变化，所以通过隔膜式气压罐9将水的体积变化吸收掉。热泵装置3能量转移的功率与转移所消耗的功耗比是7：1，工作温度分别是冷侧10Co，热侧46Co，热能来源于通过第一换热装置11、气、液分离装置罐8和第二换热装置7将烘干罐5中出来的水蒸气相变及真空泵工作所产的热能的收集。
水分去除及热能回用部分：烘干罐5的结构由三层金属制成，内部夹层中是循环水，外部夹层中是填充的隔热材料；物料放从烘干罐5左侧上方物料进口处放入，右侧下方开口为物料出口，物料放入烘干罐5内后通过水环式真空泵10将烘干罐5内环境转变为真空，理论可达到33百帕，即水分能够在26Co 汽化的压力点（在热泵装置3的作用下这个值还会更低）。由于烘干罐5内部夹层内为最低40 Co的循环水，其温度远高于罐内水分汽化所需温度，所以会使得贴罐层的金属矿粉被迅速烘干，考虑到金属矿粉的细小粒度、导热特性以及热空气上升的特性，热量会迅速由水蒸气及金属矿粉向上层传递；在此热传递的过程中上层金属矿粉上附着的水分也不断被汽化，并在水环式真空泵10的抽吸作用下向热能利用装置12流动，气流在流动的过中可能会夹带的金属矿粉会在气、液、固分离装置6的特殊结构的作用下，借助离心力和重力的作用下沉。借助真空泵的作用热的水蒸气流经第二换热装置7的时候大部分被迅速降温并液化，同时释放大量热能；未液化的水蒸气和水的混合物继续向水环式真空泵10方向运动。再经过气、液分离装置罐8的时候被进一步降温液化，液态水会留在气、液分离装置罐8中底部，在停机出料时可通过气、液分离装置罐8底部的排水口将水排出，同时也可观察有没有金属矿粉被带出。所述的第二换热装置7、气、液分离装置罐8、隔膜式气压罐9、第一换热装置11、热能利用装置12是热泵装置3的冷水侧，也可以说是降温侧，它可以制取10CO以下的冷水，它可以将水蒸气在进行相变时释放的热量，真空泵10运行所产生的热量转移到烘干罐5处重复利用，同时可以使真空泵达到更高的真空度。
上述的烘干罐5能够充分利用由于重力以及接触式传热的高热传递效率达到加热金属矿粉的目的；热水是由锥形烘干罐5的底部圆心处进入向周围扩散直至顶部流出，使得热水在底部停留的时间最长随后迅速离开容器并使的其他空间温度也保持较高的温度，气化的水蒸气在离开底部后由于真空泵10的作用向上移动，即便碰到周围或顶部也不会被降温液化。另外，物料进口设置在烘干罐5腰部，物料出口设置在水平侧，这样便于金属矿粉的进出，保证金属矿粉进出过程中最小的漏气量的同时避免吹动金属矿粉。气、液、固分离装置6外部护套正照着中间气管的正下方是挡板，周围是一圈离心叶片组成的旋流装置，这样可防止水分迅速蒸发的气流将金属矿粉带起，也能够防止停机时气流倒灌将金属矿粉吹起。气、液分离装置罐8可有效将气、液分离的同时储存液体、热能再回收，再次搜集有可能被带走的金属矿粉。
热泵装置3的作用是将热能收集并重复利用同时提高真空泵10的效率，热泵装置3冷却液的流向是第二水泵13、第一换热装置11、缓冲罐9、气液分离装置罐8夹层和第二换热装置7。工作方式是经过热泵装置3热交换后得到10度左右的冷却液经过第二水泵13加压后流经第一换热装置11、缓冲罐9、气、液分离装置罐8夹层、和第二换热装置7，将吸收上述装置中的热能使冷却液升温，由第二水泵13作用送至热泵装置3连接形成一个闭循环。由于热泵装置3的作用将热能转移至高温侧，再通过热泵装置3的热水侧连接的管道及阀门14、15、16的切换将热能传递给烘干罐5中内夹层的循环式系统中蓄热水箱1的这路循环水进行进一步升温处理参与烘干工作，其到再利用效果。。
热泵装置3将热能转移至热水侧，即阀门14、15、16和联接管道部分后，通过阀门切换至烘干罐5及蓄热水箱1系统中，当烘干罐5上端排出的水温度大于30度，不需要经过热泵装置3二次加热时，关闭阀门15和阀门16，只需开启阀门14即可，这时热泵系统可停用；；如果由烘干罐5上端排出的水温度低于30度，则关闭旁通阀14，开启阀门15和阀门16，低于30度的水经过热泵装置3升温到40度以上，再进入蓄热水箱1内进行再次利用。
上述的烘干过程中是纯粹的物理变化避免了金属晶体被再次污染；在烘干的过程中不会出现扬尘对工作环境的污染，同时也不会散落，此种方法与燃煤锅炉相比绝对无污染、零排放、节能率90%以上。
Claims (2)
1.一种浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置，其特征是：该装置包括蓄热水箱（1）、第一水泵（2）、空压机热回模块（4）、烘干罐（5）、第一换热装置（7）、气、液分离装置（8）、隔膜式缓冲罐（9）、水环式真空泵（10）、第二换热装置（11）、水环式真空泵补水及热能利用装置（12），所述烘干罐（5）内部包含气、液、固分离装置（6）；所述蓄热水箱（1）内的水通过水泵（2）和空压机热回模块（4）加热后与烘干罐（5）夹层底部连接，通过烘干罐（5）将热量传递给烘干罐（5）内底部金属矿粉并蒸干水分，进入烘干罐（5）内的热水将热量传递给金属矿粉后变凉的冷水通过烘干罐（5）的夹层顶部再回到蓄热水箱（1）中，形成一个独立循环系统；烘干罐（5）中汽化后的水蒸气向真空泵（10）方向移动，途径烘干罐（5）内顶部安置的气、液、固分离装置（6）上部排出并与换热装置（7）气路上部入口端连接，换热装置（7）气路下部出口端通过管道与气、液分离装置罐（8）气路中部的入口端连接，气、液分离装置罐（8）的上出口端通过管道与水环式真空泵（10）的进口端连接，水环式真空泵（10）出口端与热能利用装置（12）连接。
2.根据权利要求1所述的浮选金属矿粉真空干燥及热值再利用装置，其特征是：热泵装置（3）的冷水侧通过管道依次与水泵（13）、第一换热装置（11）、缓冲罐（9）、气液分离装置罐（8）夹层、第二换热装置（7）、再回到热泵装置（3）冷水形成一个闭循环，在热泵装置（3）的作用下将上述第二换热装置（7）、气、液分离装置罐（8）夹层、及第一换热装置（11）1中的热能量收集后并通过热泵装置（3）热水侧的管道及阀门（14）、（15）、（16）的切换，将其送至蓄热水箱（1）中从新用于矿粉烘干。
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