CN210773373U - 一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水泥烧成设备领域，公开了一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，该冷却机的上层为窑门罩；窑门罩一侧连接回转窑及三次风管；三次风管与分解炉连通；在窑门罩远离三次风管的一端为细颗粒沉降室；回转窑与窑门罩连接的一端设有卸料斜坡；卸料斜坡底端连接颗粒分级风道，颗粒分级风道位于窑门罩下方正对回转窑的一侧；颗粒分级风道底部与卧式篦冷机连接；卧式篦冷机下端设有若干风室；细颗粒沉降室下方连接有下料灰斗；下料灰斗的底端通过下料槽与单筒冷却机的入口连接。本实用新型是将水泥熟料颗粒分级分别冷却，可大幅提升气体与物料的换热效率，降低料层的通风阻力，减少冷却风用风量，同时提升热回收效率，减少烧成系统热耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及水泥烧成设备领域，具体涉及到一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机。
背景技术
冷却机是水泥烧成系统中常用的一种冷却设备；目前现有的新型干法水泥烧成系统卧式篦冷机采取卧式固定床冷却方法，将回转窑煅烧完成后的熟料颗粒自然掉落平铺在水平篦床上，与竖直向上的常温冷却风进行热交换，完成熟料冷却的同时将熟料的热量由热空气带回回转窑和分解炉等燃烧设备。
但是传统卧式篦冷机由于出窑熟料颗粒粒径分布较宽，大量1mm以下的细颗粒填充在大颗粒熟料的缝隙中，不仅增大了料层的通风阻力，限制了料层厚度，而且降低了料层通风的均匀性，降低了气固换热的效率。没有进行颗粒分级的熟料直接冷却，仅通过局部的逆流换热进行气流和固体的热交换；同时卧式冷却机所需的冷却空气量较大，电耗高；此外仅有前三个风室的热风回到烧成系统中，热回收效率低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的上述技术问题，公开了一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机；具体方案为：利用换热完成后的热空气，对出窑熟料进行气动筛分，将细小的熟料颗粒，利用高速高温气流带入沉降室，沉降后收集起来，超出气流携带能力的大颗粒熟料则落入篦冷机中，利用常温空气进行冷却。冷却效率得到大幅提升，出窑熟料的热回收率也有一定提升。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，该冷却机的上层为窑门罩；窑门罩一侧连接回转窑及三次风管；所述三次风管与分解炉连通；在所述窑门罩远离三次风管的一端为细颗粒沉降室；
所述回转窑与窑门罩连接的一端设有卸料斜坡；卸料斜坡底端连接颗粒分级风道，颗粒分级风道位于窑门罩下方正对回转窑的一侧；所述颗粒分级风道底部与卧式篦冷机顶部入口连接；卧式篦冷机下端设有若干风室，所述风室与冷却机外部的风机连通；卧式篦冷机尾部设有熟料破碎装置；
所述细颗粒沉降室下方连接有下料灰斗；所述下料灰斗的底端通过下料槽与单筒冷却机的入口连接。
进一步，所述颗粒分级风道为倾斜布置的、具有一定长度的热空气风道；热空气风道内设有中空的隔板，隔板中空部分与外界风冷机相连。
进一步，所述细颗粒沉降室位于窑门罩正对颗粒分级风道的一侧，细颗粒沉降室与窑门罩相通；由颗粒分级风道中吹出的热空气进入细颗粒沉降室再返回窑门罩。
进一步，所述卧式篦冷机下方风室的数量为3～4个；所述卧式篦冷机包括正对颗粒分级通道出口的固定篦床斜坡，其中设在固定篦床斜坡正下方的是第一风室。
进一步，所述卧式篦冷机由下方风室向篦冷机内部鼓入常温空气对高温熟料进行冷却，换热完成后的热空气全部进入颗粒分级风道中。
更进一步，所述单筒冷却机水平倾斜3-10°布置；单筒冷却机水平位置较高的一端是与所述下料槽连通的细颗粒进口；所述单筒冷却机水平位置较口，细颗粒出口下方设有运输细料用的熟料拉链机；细颗粒出口连接有通风机，细颗粒进口即热风出口连接有余热锅炉或收尘系统。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
现有水泥烧成熟料的颗粒粒径分布范围为0.1～500mm，其中10mm以上粒径的颗粒占比在60～80％，且粒径越大的熟料越难冷却。针对现有技术存在的问题，本实用新型是将水泥熟料颗粒分级冷却，通过冷却前预先进行出窑熟料的颗粒分级，将粗细粒径的颗粒分别进行冷却可大幅提升气体与物料的换热效率，降低料层的通风阻力，减少冷却风用风量，降低水泥烧成系统电耗，同时提升热回收效率，是一项一举多得的改进措施。
本实用新型的卧式冷却机还通过熟料颗粒分级分别冷却，最终出冷却机熟料温度控制在100℃以内，冷却效果好；
冷却机中换热完成的高温热空气上升经过窑门罩分为两个部分，其中一部分作为二次风进入回转窑作为窑内燃料燃烧的助燃空气，另一部分作为三次风进入三次风管被送往分解炉，作为分解炉中燃料燃烧的助燃空气，热回收效率高。
附图说明：
图1是本实用新型优选实施例中冷却机的正视图；
图2是图1的左视图；
图3是本实用新型优选实施例中冷却机的三维图。
其中：1、回转窑；2、三次风管；3、窑门罩；31、细颗粒沉降室；4、颗粒分级风道；41、隔板；5、卧式篦冷机；6、风室；61、第一风室；7、固定篦床斜坡；8、卸料斜坡；9、下料灰斗；10、下料槽；11、单筒冷却机。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1至图3所示，本实用新型公开了一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，该冷却机的上层为窑门罩3；窑门罩3一侧连接回转窑1及三次风管2；所述三次风管2与分解炉连通；回转窑中煅烧完成后的熟料温度一般在1400℃左右，经设在冷却机顶部的窑门罩3卸出至冷却机内部进行颗粒分级和冷却；窑门罩3作为回转窑出窑熟料卸料及冷却机热风分配的设备，直接与回转窑及三次风管相连；冷却机中换热完成的高温热空气上升经过窑门罩3分为两个部分，其中一部分作为二次风进入回转窑作为窑内燃料燃烧的助燃空气，另一部分通过三次风进入三次风管被送往分解炉，作为分解炉中燃料燃烧的助燃空气；
所述回转窑1与窑门罩3连接的一端设有卸料斜坡8；卸料斜坡8底端连接有沿水平方向呈40～60°倾斜的颗粒分级风道4，颗粒分级风道4位于窑门罩3下方正对回转窑1的一侧；所述颗粒分级风道4底部与卧式篦冷机5顶部入口连接；卧式篦冷机5下端设有若干风室7，所述风室7与冷却机外部的风机连通；卧式篦冷机5的尾部设有辊式破碎机等熟料破碎装置；因此回转窑1中出来的熟料可以通过卸料斜坡8落入颗粒分级风道4中进行颗粒分级，分级后的粗料进入卧式篦冷机5中破碎。
所述卧式篦冷机5包括正对颗粒分级通道出口的固定篦床斜坡7，从颗粒分级风道4落下的大颗粒熟料落入固定篦床斜坡7处，由于固定篦床斜坡与水平呈10～20°布置，熟料在气流作用下迅速平铺在固定篦床斜坡7上，在重力作用下缓慢向前移动；固定篦床斜坡7处熟料温度较高，是气固热交换最强烈的区域。
公知的，卧式篦冷机在落料点位置设有通风用的固定篦板；篦板与水平呈10～20°夹角，经过固定篦板后进入步进式冷却段，通过步进式活动篦床，熟料从卧式篦冷机的一端被送往另一端的出口，经辊式破碎机后离开篦冷机。
需要说明的是，出冷却机后的粗颗粒温度在300℃以下，可以加上二段冷却，一般在卧式篦冷机的出口处加上辊式破碎机，对粗颗粒进行破碎，为二段冷却提供更好的冷却效率。二段冷却区的入口与卧式篦冷机的出口连接，二段冷却区外设置若干风冷机为破碎后的粗料通风。
传统的卧式篦冷机一般设置有6～8个风室，本专利中的卧式篦冷机体积约为现有技术的一半，在卧式篦冷机下方仅设有3～4个风室即可满足粗颗粒熟料的冷却要求，降低了成本；其中设在固定篦床斜坡7的正下方的为第一风室61；所有风室向卧式篦冷机鼓入常温空气，常温空气在一定的压力驱动下穿过卧式篦冷机内的篦板到达料层，所述第一风室正对的卧式篦冷机篦板及篦床固定不动，其余风室的篦板移动并采用固定床对分离出来的粗颗粒进行输运及气固换热，换热完成后的热空气全部进入颗粒分级风道4中。
由于颗粒分级风道4中气流和物料的温度高，易对风道侧壁产生磨损，需要对风道进行一定的冷却保护，以达到长期稳定生产的目的；因此优选的，所述颗粒分级风道4为倾斜布置的、具有一定长度的热空气风道；热空气风道内设有中空的隔板41，隔板41中空部分与外界风冷机相连以便于冷却；隔板41本体采用可耐高温的镍质合金制造，外侧为浇注料包裹；此外，冷却腔41平行的将颗粒分级风道4内部一分为二，起到了均化风量的作用。
颗粒分级风道4的面积为窑门罩3最大面积的1/4～1/5，颗粒分级风道4内工况风速在20～30m/s左右，从下方卧式篦冷机5吹入颗粒分级风道4的热空气携带有一定量的粉状细颗粒，为了将热空气中的细颗粒收集下来，在窑门罩3正对颗粒分级风道4的一端为体积较大的细颗粒沉降区31，热空气的气流在细颗粒沉降区31为回旋运动，气流在沉降室中减速至1m/s以下，因此可使5-10mm以下细颗粒向下沉降至下料灰斗9中；下料灰斗9下方通过下料槽10与单筒冷却机11的入口连接；该部分细颗粒向下沉降然后被收集至下方的单筒冷却机11；而5-10mm以上的熟料颗粒沿颗粒分级风道4的边壁落入其下方的卧式篦冷机5中。
本实用新型对于颗粒分级风道4中风速的确定，根据不同粒径大小颗粒可以算出相对应的喷动风速，按所需分离的粒径大小为界限设置对应的喷动风速为风道中的风速，可实现粒径大小分离。经过大量实验，得出所述卧式篦冷机5总鼓风量约0.8～0.9Nm3/kgcl，颗粒分级风道4内工况风速在20～30m/s左右，可筛选5-10mm左右的颗粒，并可供回转窑和分解炉内燃料燃烧所需的空气。本专利中由于粗细颗粒被分离，粗颗粒在堆积状态下的孔隙率被大幅提升，通风阻力减小1/2～1/3，因此料层厚度可达1.5～2m。有效提升气固换热时间及换热效率，可保证熟料的极速冷却，同时热空气的热回收效率可达80％或更高，较传统冷却机有较大的提升。
优选的，所述单筒冷却机11包括细颗粒进口及与细颗粒出口；所述细颗粒进口与所述下料槽连通；所述细颗粒出口下方设有运输细料用的熟料拉链机；细颗粒出口连接有通风机，细颗粒进口即热风出口连接余热锅炉或收尘系统来进行余热回收，节能环保。细颗粒冷却用风约0.3～0.5Nm3/kgcl，单筒冷却机11可将细粉料温度降低至100℃左右。
优选的，所述单筒冷却机11倾斜布置；细颗粒进口位于水平位置较高的一端；细颗粒出口位于水平位置较低的一端；优选的，所述单筒冷却机11的倾斜角度为3-10°，该倾斜角度既可以避免物料由于重力在单筒冷却机11内停留时间过短，又利于物料从细颗粒进口向细颗粒出口输送，同时利于热气在上升过程中从较高的细颗粒进口排出。
本实用新型还公开了一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机的冷却方法，具体包括如下步骤：
S1、由卧式篦冷机下端风室向颗粒分级通道吹入0.85～0.95Nm3/kgcl的冷却风；所述单筒冷却机的通风风量为0.3～0.5Nm3/kgcl；
S2、从回转窑中烧成后的熟料经过窑门罩落入颗粒分级通道，5-10mm以下的细颗粒被风吹入细颗粒沉降区，细颗粒向下沉降至下料灰斗，最终进入单筒冷却机进行冷却；通风机从细颗粒出口向单筒冷却机内通风，细颗粒冷却后被排出到熟料拉链机；热空气通过细颗粒进口进入余热锅炉或直接进入收尘系统；
5-10mm以上的熟料颗粒沿颗粒分级风道的边壁落入下方的卧式篦冷机中进一步冷却；所述第一风室正对的卧式篦冷机篦板及篦床固定不动，其余风室的篦板移动并采用固定床对分离出来的粗颗粒进行输运及气固换热，换热完成后的热空气全部进入颗粒分级风道中；
S3、冷却机中换热完成的高温热空气上升经过窑门罩分为两个部分，其中一部分作为二次风进入回转窑作为窑内燃料燃烧的助燃空气，另一部分作为三次风进入三次风管被送往分解炉，作为分解炉中燃料燃烧的助燃空气。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：该冷却机的上层为窑门罩；窑门罩一侧连接回转窑及三次风管；所述三次风管与分解炉连通；在所述窑门罩远离三次风管的一端为细颗粒沉降室；
所述回转窑与窑门罩连接的一端设有卸料斜坡；卸料斜坡底端连接颗粒分级风道，颗粒分级风道位于窑门罩下方正对回转窑的一侧；所述颗粒分级风道底部与卧式篦冷机顶部入口连接；卧式篦冷机下端设有若干风室，所述风室与冷却机外部的风机连通；卧式篦冷机尾部设有熟料破碎装置；
所述细颗粒沉降室下方连接有下料灰斗；所述下料灰斗的底端通过下料槽与单筒冷却机的入口连接。
2.如权利要求1所述的卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：所述颗粒分级风道为倾斜布置的、具有一定长度的热空气风道；热空气风道内设有中空的隔板，隔板中空部分与外界风冷机相连。
3.如权利要求1所述的卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：所述细颗粒沉降室位于窑门罩正对颗粒分级风道的一侧，细颗粒沉降室与窑门罩相通；由颗粒分级风道中吹出的热空气进入细颗粒沉降室再返回窑门罩。
4.如权利要求1所述的卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：所述卧式篦冷机下方风室的数量为3～4个；所述卧式篦冷机包括正对颗粒分级通道出口的固定篦床斜坡，其中设在固定篦床斜坡正下方的是第一风室。
5.如权利要求4所述的卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：所述卧式篦冷机由下方风室向篦冷机内部鼓入常温空气对高温熟料进行冷却，换热完成后的热空气全部进入颗粒分级风道中。
6.如权利要求1所述的卧式水泥熟料篦式颗粒分级冷却机，其特征在于：所述单筒冷却机水平倾斜3-10°布置；单筒冷却机水平位置较高的一端是与所述下料槽连通的细颗粒进口；所述单筒冷却机水平位置较口，细颗粒出口下方设有运输细料用的熟料拉链机；细颗粒出口连接有通风机，细颗粒进口即热风出口连接有余热锅炉或收尘系统。
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