CN219244289U - 一种半干法冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种半干法冷却装置，该装置包括筒体和风管。筒体为竖直向设置的筒状结构，筒体的顶部开设有进料口，其底部开设有出料口。筒体的侧壁底部还设置有冷却介质入口。风管的上端贯穿筒体的底壁后伸入至筒体的内腔中，并向上延伸至筒体的内腔上部，风管的上端与筒体的内腔相连通。该装置采用逆流换热的设计，并使冷却介质螺旋上升，同时采用分料单元使还原产物充分分散，具有较高的换热效率，也保证了还原产物在筒体内的有效冷却时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷却装置，具体涉及一种半干法冷却装置，属于冶金技术领域。
背景技术
在一般回转窑法直接还原铁的生产过程中，铁矿球团从回转窑的窑尾进入，在向窑头运行过程中逐渐被还原为金属化球团，从窑头排出的金属化球团和残煤温度高达1000℃以上。金属化球团排出后，因残煤和灰分混在金属化球团中，无法实现电炉热装，必须先将残煤和金属化球团分离。但是由于还原产物温度高达1000℃以上，磁选设备无法在高温状态下分离金属化球团，因此，需要将回转窑直接还原产物先进行冷却，然后才能进行金属化球团与残煤的分离。现有的金属化球团冷却方式不能回收利用其中的余热，造成回转窑生产直接还原铁过程能耗高、碳排放量大、热量浪费严重。
现有技术中，回转窑直接还原后金属化球团和残煤一起从窑头排出，一种常见冷却方式是采用水冷直接冷却，在水冷直接冷却过程中，炽热的金属化球团遇水会发生氧化反应，部分金属铁会被重新氧化，导致球团的金属化率降低，且水冷后热水中热量不能利用，损失了金属化球团的大量显热。
另一种常见冷却方式是采用冷却筒进行间接冷却，用水对冷却筒壁进行降温，金属化球团在冷却筒内与筒壁进行换热，逐渐降温冷却，采用间接冷却的方式，虽然可以保持金属化球团在冷却过程中不被重新氧化，但冷却效率较低，且冷却介质中的热量也不能有效回收利用，导致余热的浪费。
实用新型内容
针对现有技术中对球团冷却过程中部分金属铁被重新氧化、金属化球团中热量大量损失、冷却效率低等问题，本实用新型提出一种半干法冷却装置，在球团下落过程中利用逆流的冷却介质与其发生直接换热，对球团进行冷却，该装置在使用过程中具有较高的冷却效率，换热完成后的冷却介质进入风管，回收利用其中的热能。
根据本实用新型的实施方案，提供一种半干法冷却装置。
一种半干法冷却装置，该装置包括筒体和风管。筒体为竖直向设置的筒状结构，筒体的顶部开设有进料口，其底部开设有出料口。筒体的侧壁底部还设置有冷却介质入口。风管的上端贯穿筒体的底壁后伸入至筒体的内腔中，并向上延伸至筒体的内腔上部，风管的上端与筒体的内腔相连通。
优选的是，所述筒体分为上、下两部分，筒体的上部为上窄下宽的变径圆筒结构，筒体的下部为直筒结构，筒体下部的直径与筒体上部下端的直径相等。所述冷却介质入口设置在筒体下部的侧壁底部。
优选的是，该装置还包括分料单元。所述分料单元的一端与风管的上端固定连接，另一端向远离风管的方向延伸。优选的是，所述分料单元远离风管的一端向下倾斜。作为优选，所述分料单元与水平面之间的夹角为5～60°，优选为30～45°。
优选的是，所述风管上设置有多层分料单元，每层包括1～6个独立的分料单元，相邻两层的分料单元交错设置。优选的是，分料单元的长度从上至下逐渐增加。
优选的是，所述分料单元为长方形、三角形、扇形、圆环形结构中的一种，优选为扇形或圆环形结构。
优选的是，所述分料单元上开设有多个气孔。
优选的是，所述风管包括竖直段和水平段。风管竖直段的上端伸入筒体的内腔中，竖直段的下端与水平段相连，同时竖直段在其与水平段的连接点向下延伸出卸灰支管，卸灰支管的下端设置有第一卸灰阀。风管水平段内部，与竖直段的交界处设置有筛网。优选的是，所述第一卸灰阀的下方设置有灰沉降仓，灰沉降仓的底部设置有第二卸灰阀。
优选的是，该装置还包括冷却料缓冲仓。所述冷却料缓冲仓设置在筒体底部出料口的下方并与筒体底部固定连接，冷却料缓冲仓的顶部设置有卸料阀，冷却料缓冲仓的底部设置有冷却料排料阀。
优选的是，所述风管的顶端设置有进风网格，进风网格上方设置有挡料帽。
优选的是，所述冷却介质入口通过雾化水输送管道与雾化水发生器相连接。
在本实用新型中，热还原产物从筒体顶部的进料口进入，并向下运动，冷却介质从冷却介质入口进入筒体，并向上运动，运动过程中与热的还原产物发生逆流直接换热，对其进行冷却，冷却介质运动至筒体上部，进入风管，高温冷却介质从风管排出，进行余热利用。优选地，将筒体上部设置为上宽下窄的变径式圆筒结构，冷却介质进入筒体后沿筒壁螺旋式上升，增大冷却介质与还原产物的接触时间,充分利用冷却介质。优选地，本实用新型采用雾化水作为冷却介质，雾化水气流中的水与还原产物中的碳发生化学反应：C+H2O＝H2+CO，此反应为强吸热反应，可迅速降低还原产物的温度，形成的H2和CO还能在筒内保持一定的还原气氛，避免部分金属铁被重新氧化。
在本实用新型中，在筒体内部的风管上设置分料单元，还原产物从筒体顶部的进料口进入后，下落至分料单元上，分散为多个小颗粒，增大了其与冷却介质的换热面积，提升换热效率。同时，分料单元还减缓了还原产物的下落速度，增加其在筒体内部的冷却时间，具有较好的冷却效果。优选地，在风管上设置多层分料单元，相邻两层分料单元交错设置，且下层分料单元的长度大于上层分料单元，保证还原产物能落在分料单元上，使还原产物充分分离，并进一步延长其在筒体内部的冷却时间。优选地，在分料单元上开设多个气孔，使冷却介质能够穿过分料单元，增加还原产物在筒体内部的有效冷却时间。
在本实用新型中，将风管分为竖直段和水平段，风管的竖直段在其与水平段的连接点继续向下延伸出卸灰支管，并设置第一卸灰阀、灰沉降仓以及第二卸灰阀，在水平段内，与竖直段的交界处设置筛网。高温冷却介质进入风管的竖直段，经过冷却段排出，高温冷却介质中夹带的灰尘被水平段内的筛网阻拦，进入卸灰支管，并在灰沉降仓内沉降，最终从第二卸灰阀排出。
在本实用新型中，在风管的顶端设置进风网格和挡料帽，使还原产物初步分散并防止还原产物进入风管内部。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型提供的一种半干法冷却装置采用逆流换热的设计，并使冷却介质螺旋上升，同时采用分料单元使还原产物充分分散，具有较高的换热效率，也保证了还原产物在筒体内的有效冷却时间，具有较好的实用性。
2、本实用新型提供的一种半干法冷却装置采用水雾作为冷却介质，同时进行物理换热和化学反应吸热，并在筒体内部形成还原气氛，防止还原产物被再次氧化。
3、本实用新型提供的一种半干法冷却装置排出的高温冷却介质可以回收进行余热利用，防止热量浪费，具有较好的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种半干法冷却装置的第一种结构示意图。
图2为本实用新型提供的一种半干法冷却装置的第二种结构示意图。
图3为本实用新型提供的一种半干法冷却装置的具体结构示意图。
图4为本实用新型提供的一种半干法冷却装置中分料单元的结构示意图。
图5为本实用新型提供的一种半干法冷却装置中风管和分料单元的结构示意图。
附图标记：1:筒体；101：冷却介质入口；2：风管；201：竖直段；202：水平段；203：卸灰支管；204：第一卸灰阀；205：筛网；206：灰沉降仓；207：第二卸灰阀；208：进风网格；208：挡料帽；3：分料单元；301：气孔；4：冷却料缓冲仓；401：卸料阀；402：冷却料排料阀；5：雾化水发生器；L1：雾化水输送管道。
具体实施方式
下面对本实用新型的技术方案进行举例说明，本实用新型请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本实用新型的实施方案，提供一种半干法冷却装置。
一种半干法冷却装置，该装置包括筒体1和风管2。筒体1为竖直向设置的筒状结构，筒体1的顶部开设有进料口，其底部开设有出料口。筒体1的侧壁底部还设置有冷却介质入口101。风管2的上端贯穿筒体1的底壁后伸入至筒体1的内腔中，并向上延伸至筒体1的内腔上部，风管2的上端与筒体1的内腔相连通。
优选的是，所述筒体1分为上、下两部分，筒体1的上部为上窄下宽的变径圆筒结构，筒体1的下部为直筒结构，筒体下部的直径与筒体上部下端的直径相等。所述冷却介质入口101设置在筒体1下部的侧壁底部。
优选的是，该装置还包括分料单元3。所述分料单元3的一端与风管2的上端固定连接，另一端向远离风管2的方向延伸。优选的是，所述分料单元3远离风管2的一端向下倾斜。作为优选，所述分料单元3与水平面之间的夹角为5～60°，优选为30～45°。
优选的是，所述风管2上设置有多层分料单元3，每层包括1～6个独立的分料单元3，相邻两层的分料单元3交错设置。优选的是，分料单元3的长度从上至下逐渐增加。
优选的是，所述分料单元3为长方形、三角形、扇形、圆环形结构中的一种，优选为扇形或圆环形结构。
优选的是，所述分料单元3上开设有多个气孔301。
优选的是，所述风管2包括竖直段201和水平段202。风管2竖直段201的上端伸入筒体1的内腔中，竖直段201的下端与水平段202相连，同时竖直段201在其与水平段202的连接点向下延伸出卸灰支管203，卸灰支管203的下端设置有第一卸灰阀204。风管2水平段202内部，与竖直段201的交界处设置有筛网205。优选的是，所述第一卸灰阀204的下方设置有灰沉降仓206，灰沉降仓206的底部设置有第二卸灰阀207。
优选的是，该装置还包括冷却料缓冲仓4。所述冷却料缓冲仓4设置在筒体1底部出料口的下方并与筒体1底部固定连接，冷却料缓冲仓4的顶部设置有卸料阀401，冷却料缓冲仓4的底部设置有冷却料排料阀402。
优选的是，所述风管2的顶端设置有进风网格208，进风网格208上方设置有挡料帽209。
优选的是，所述冷却介质入口101通过雾化水输送管道L1与雾化水发生器5相连接。
实施例1
一种半干法冷却装置，该装置包括筒体1和风管2。筒体1为竖直向设置的筒状结构，筒体1的顶部开设有进料口，其底部开设有出料口。筒体1的侧壁底部还设置有冷却介质入口101。风管2的上端贯穿筒体1的底壁后伸入至筒体1的内腔中，并向上延伸至筒体1的内腔上部，风管2的上端与筒体1的内腔相连通。
实施例2
重复实施例1，只是所述筒体1分为上、下两部分，筒体1的上部为上窄下宽的变径圆筒结构，筒体1的下部为直筒结构，筒体下部的直径与筒体上部下端的直径相等。所述冷却介质入口101设置在筒体1下部的侧壁底部。
实施例3
重复实施例2，只是该装置还包括分料单元3。所述分料单元3的一端与风管2的上端固定连接，另一端向远离风管2的方向延伸。所述分料单元3远离风管2的一端向下倾斜。所述分料单元3与水平面之间的夹角为30°。
实施例4
重复实施例3，只是所述风管2上设置有6层分料单元3，每层包括4个独立的分料单元3，相邻两层的分料单元3交错设置。分料单元3的长度从上至下逐渐增加。
实施例5
重复实施例4，只是所述分料单元3为扇形结构。
实施例6
重复实施例5，只是所述分料单元3上开设有15个气孔301。
实施例7
重复实施例6，只是所述风管2包括竖直段201和水平段202。风管2竖直段201的上端伸入筒体1的内腔中，竖直段201的下端与水平段202相连，同时竖直段201在其与水平段202的连接点向下延伸出卸灰支管203，卸灰支管203的下端设置有第一卸灰阀204。风管2水平段202内部，与竖直段201的交界处设置有筛网205。所述第一卸灰阀204的下方设置有灰沉降仓206，灰沉降仓206的底部设置有第二卸灰阀207。
实施例8
重复实施例7，只是该装置还包括冷却料缓冲仓4。所述冷却料缓冲仓4设置在筒体1底部出料口的下方并与筒体1底部固定连接，冷却料缓冲仓4的顶部设置有卸料阀401，冷却料缓冲仓4的底部设置有冷却料排料阀402。
实施例9
重复实施例8，只是所述风管2的顶端设置有进风网格208，进风网格208上方设置有挡料帽209。
实施例10
重复实施例9，只是所述冷却介质入口101通过雾化水输送管道L1与雾化水发生器5相连接。
Claims (16)
1.一种半干法冷却装置，其特征在于：该装置包括筒体(1)和风管(2)；筒体(1)为竖直向设置的筒状结构，筒体(1)的顶部开设有进料口，其底部开设有出料口；筒体(1)的侧壁底部还设置有冷却介质入口(101)；风管(2)的上端贯穿筒体(1)的底壁后伸入至筒体(1)的内腔中，并向上延伸至筒体(1)的内腔上部，风管(2)的上端与筒体(1)的内腔相连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述筒体(1)分为上、下两部分，筒体(1)的上部为上窄下宽的变径圆筒结构，筒体(1)的下部为直筒结构，筒体下部的直径与筒体上部下端的直径相等；所述冷却介质入口(101)设置在筒体(1)下部的侧壁底部。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：该装置还包括分料单元(3)；所述分料单元(3)的一端与风管(2)的上端固定连接，另一端向远离风管(2)的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)远离风管(2)的一端向下倾斜。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)与水平面之间的夹角为5～60°。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)与水平面之间的夹角为30～45°。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述风管(2)上设置有多层分料单元(3)，每层包括1～6个独立的分料单元(3)，相邻两层的分料单元(3)交错设置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：分料单元(3)的长度从上至下逐渐增加。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)为长方形、三角形、扇形、圆环形结构中的一种。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)为扇形或圆环形结构。
11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述分料单元(3)上开设有多个气孔(301)。
12.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述风管(2)包括竖直段(201)和水平段(202)；风管(2)竖直段(201)的上端伸入筒体(1)的内腔中，竖直段(201)的下端与水平段(202)相连，同时竖直段(201)在其与水平段(202)的连接点向下延伸出卸灰支管(203)，卸灰支管(203)的下端设置有第一卸灰阀(204)；风管(2)水平段(202)内部，与竖直段(201)的交界处设置有筛网(205)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：所述第一卸灰阀(204)的下方设置有灰沉降仓(206)，灰沉降仓(206)的底部设置有第二卸灰阀(207)。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：该装置还包括冷却料缓冲仓(4)；所述冷却料缓冲仓(4)设置在筒体(1)底部出料口的下方并与筒体(1)底部固定连接，冷却料缓冲仓(4)的顶部设置有卸料阀(401)，冷却料缓冲仓(4)的底部设置有冷却料排料阀(402)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：所述风管(2)的顶端设置有进风网格(208)，进风网格(208)上方设置有挡料帽(209)。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，其特征在于：所述冷却介质入口(101)通过雾化水输送管道(L1)与雾化水发生器(5)相连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223211542.2U CN219244289U (zh) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | 一种半干法冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223211542.2U CN219244289U (zh) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | 一种半干法冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219244289U true CN219244289U (zh) | 2023-06-23 |
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ID=86809731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223211542.2U Active CN219244289U (zh) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | 一种半干法冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219244289U (zh) |
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2022
- 2022-12-01 CN CN202223211542.2U patent/CN219244289U/zh active Active
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