專利名稱：立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝及其配風(fēng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)中物料烘干系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)，特別是一種立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝及其配風(fēng)裝置。( 二)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有立式烘干磨圈流生產(chǎn)工藝流程見圖2，該工藝已在生產(chǎn)中得 到廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是1、在粉磨過程中輸入熱量(熱煙氣)烘干物料，水份越多，供入熱量就越多，即煙 氣量也越多。2、靠風(fēng)力分選出合格細(xì)度的產(chǎn)品，由于磨機(jī)內(nèi)腔為一定值，所以當(dāng)產(chǎn)品的粒度、比 重確定后，磨內(nèi)流通的氣量也是一定數(shù)，系統(tǒng)中供入的煙氣量越多，排出的煙氣量也越多。3、為保證磨內(nèi)研磨件的強(qiáng)度和壽命，入磨煙氣溫度必須< 300°C。4、為節(jié)約能源，采用圈流工藝，即將煙囪排出的尾氣返回一部分，與爐子供出的高 溫?zé)煔鈸脚?，以滿足入磨的風(fēng)量和風(fēng)溫。5、排出的尾氣一定要在露點(diǎn)以上，一般設(shè)計(jì)風(fēng)溫為90 95°C左右。從上述特點(diǎn)可見，在供熱量和尾氣溫度確定后，供入煙氣溫度越高，供熱煙氣就越 少，返回的氣量越大，尾氣帶出的氣量和熱量越少(見附件論證)，反之亦然。受配氣技術(shù)的束縛，傳統(tǒng)工藝是先將爐內(nèi)高溫?zé)煔庥每諝馀渲瞥?00°C左右后， 再用返回尾氣摻配到300°C以下入磨，稱二步配氣法；由于磨內(nèi)風(fēng)速是一定值，必須同時(shí)加 大尾氣排放量，在出爐高溫?zé)煔?一般> 1000°C)配空氣至500°C所配入的大量室溫空 氣，參與循環(huán)后溫升至90 95°C又全部排出爐外，浪費(fèi)了大量熱能。若能將出爐高溫(> IOOO0C )煙氣全部用返回氣體摻配到< 300°C入磨，這樣就省去上述配入空氣的溫升熱耗， 我們稱一步配氣法。另一方面現(xiàn)有的配氣管2 (包括上述煙氣返回管)均是采用直接與供熱風(fēng)管1叉 接的方式連接(參見圖1)，這種連接方式帶來的問題是①配氣冷風(fēng)進(jìn)入供熱風(fēng)管后，對供 熱風(fēng)管短距離內(nèi)冷卻不均勻，使供熱風(fēng)管的局部產(chǎn)生過熱、損傷，從而使系統(tǒng)熱損失增大， 能耗增加；②由于熱風(fēng)爐出風(fēng)溫度較高，在混合均勻前，整條管道必須按高溫管道做耐火 和保溫設(shè)計(jì)，造價(jià)高；③管道內(nèi)溫度不均，耐火襯極易損壞造成熱量大量損失；④在管道較 短的情況下，供熱不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量甚至著火燃燒；⑤在溫差較大的工況下必須多級配 風(fēng)，嚴(yán)重降低系統(tǒng)效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有立式烘干磨圈流生產(chǎn)工藝因二步 配風(fēng)能耗大，CO2排放量大，二步及以上的配氣要帶入大量的氧氣，帶來安全隱患等問題，實(shí) 現(xiàn)一步配氣，同時(shí)解決供熱風(fēng)管容易損傷的問題，提供一種立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排 工藝及其配風(fēng)裝置。本發(fā)明的具體方案是立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝，首先熱風(fēng)爐生產(chǎn)高溫 熱風(fēng)經(jīng)供熱風(fēng)管進(jìn)入立式磨，加熱烘干物料后，熱風(fēng)攜帶物料經(jīng)物料輸送管進(jìn)入布袋收塵 器，布袋收塵器收集干燥并磨細(xì)后的物料為產(chǎn)品，同時(shí)排出尾氣，尾氣經(jīng)出風(fēng)管進(jìn)入引風(fēng) 機(jī)，引風(fēng)機(jī)排風(fēng)口分兩路，一路接煙 向外排，另一路接煙氣返回管返回配氣，其特征是在 熱風(fēng)爐出口端的供熱風(fēng)管上增設(shè)有一特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，上述煙氣返回管的出口連接高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，將部份尾氣返回供熱風(fēng)管，全部使用返回氣體將供熱爐出口高溫氣 體配至< 300°C入磨。本發(fā)明中用于立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝中特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，包 括有供熱風(fēng)管，其特征是在供熱風(fēng)管的外壁安裝有一個(gè)旋流蝸殼，在旋流蝸殼內(nèi)的供熱風(fēng) 管上開設(shè)有η個(gè)環(huán)繞管壁布置的進(jìn)氣口。以保證返回尾氣沿周長近似等壓狀進(jìn)入供熱管與 高溫?zé)煔饩鶆蚧旌?。本發(fā)明高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置中所述旋流蝸殼呈阿基米德螺線形或?qū)?shù)螺線形。當(dāng)然 也可以是其它形狀的旋流蝸殼，如偏置蝸殼。本發(fā)明高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置中所述開在供熱風(fēng)管上的進(jìn)氣口，呈圓形孔或軸向布置 的腰子形孔，當(dāng)然也可以是其它各種形狀的進(jìn)氣口。本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是1.立式烘干磨圈流生產(chǎn)工藝(見圖2)的特點(diǎn)是(1)靠風(fēng)力分選出合格細(xì)度的產(chǎn)品。產(chǎn)品粒度與風(fēng)速的關(guān)系為
，式中dp-平均粒徑，V-磨內(nèi)風(fēng)速
式中ξ-阻尼系數(shù)；P-空氣比重；ρ 0-物料比重；g-重力加速度由于磨內(nèi)流通面積是定數(shù)，所以當(dāng)物料的比重、細(xì)度確定后，入磨氣量Qxe也是一 定數(shù)。(2)通常物料中附著水份W，在磨制過程中需要輸入干燥用的熱量即熱風(fēng)爐供應(yīng)
高溫?zé)煔饬縌ffl,在圈流系統(tǒng)中進(jìn)入磨機(jī)的煙氣量Qas=(返回?zé)煔饬?......①；
由于W可以從W = O 額定值之間變化，引入的熱量，即煙氣量如也將從Qffl 額定值變化， 從①式中可見，水份W越多，煙氣量QΛ越大，Q 越少；反之當(dāng)W越少，煙氣Q Λ越少，Q 越大；
Q煙=0 ^]"，Q入磨=Q返。3.粉磨烘干中蒸發(fā)的水蒸汽將和供入的煙氣(^一并排出系統(tǒng)，完成烘干工序； 忽略漏風(fēng)因素，排出的尾氣量Qji= Qffl+Q*......②。該流程有一個(gè)必要條件①Q(mào)xe溫度必須< 300°C以保證磨內(nèi)研磨件的硬度 和壽命。②尾氣排放溫度t^g高于露點(diǎn)，通常t^g= 85 95°C。2.供熱管煙氣溫度對供熱效率的影響
t煙_七尾忽略散熱和漏風(fēng)因素，供熱效率為η =.......③，從③式
t煙在t^g—定的條件下，t煙越高η越大；高溫出爐煙氣溫度設(shè)t爐為1100°C，t煙為 500°C, t尾=90. 7V, t爐與t煙的效率差Δ η為(u=·7) - (50050900 7) = 0. 9175-0. 8186=0. 0989=9. 89%節(jié)能潛力十分可觀。受高溫配氣技術(shù)的束縛，現(xiàn)流行兩步配氣，即先將高溫出爐煙氣配入室溫〖0￡ =士20°C的空氣Q配，使t煙=500 600°C，再混入Q返，使Q入磨=Q爐+Q返，且t入磨=300士30°C。 本發(fā)明在于采用高溫一步配氣法用Qfi將配至滿足入磨氣量和溫度的Qxe，即將Qxe= Q 爐+Q返，使Qss= 0，省掉二步配氣，則Q配從20°C增至90. 7°C后排出爐外的熱量將節(jié)省下來， 節(jié)能效果顯而易見，同時(shí)還可以減少大量的CO2排放量。本發(fā)明工藝還具有以下優(yōu)點(diǎn)輸煙管承溫由500°C降低到300°C，制造成本和散熱 損失都減小，壽命延長；用于磨煤或其他易爆物料時(shí)，因Qs= 0，煙氣中含O2量大幅降低至 與爐內(nèi)煙氣含O2量相近，確保系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。本發(fā)明中采用的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)①使煙氣返回管以較佳方式與 供熱風(fēng)管對接，實(shí)現(xiàn)一步配氣；②使返回尾氣從高溫管道周邊均勻進(jìn)入高溫管道內(nèi)的冷氣 體對管內(nèi)壁的保護(hù)作用，配風(fēng)后管道的耐火級別僅按配風(fēng)后的溫度設(shè)計(jì)，大大降低了制造 成本；③因配風(fēng)均勻，可在溫差較大的工況下，一次配氣降溫，不會燒壞配氣后的管道，并大 幅縮短了配氣管道，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和安全，降低了運(yùn)行成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的配氣接入方式示意圖；圖2是現(xiàn)有立式烘干磨圈流生產(chǎn)工藝流程示意圖；圖3是本發(fā)明工藝流程示意圖；圖4是本發(fā)明高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的A-A視圖。圖中1_供熱風(fēng)管，2-配氣管，3-熱風(fēng)爐，4-立式磨，5-物料輸送管，6_布袋收塵 器，7-出風(fēng)管，8-引風(fēng)機(jī)，9-煙囪，10-煙氣返回管，11-高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，12-旋流蝸殼， 13-進(jìn)氣口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝流程是參見圖3，首先熱風(fēng)爐3生產(chǎn)熱 風(fēng)經(jīng)供熱風(fēng)管1進(jìn)入立式磨4，加熱烘干物料后，熱風(fēng)攜帶物料經(jīng)物料輸送管5進(jìn)入布袋收 塵器6，布袋收塵器6收集干燥物料出產(chǎn)品，同時(shí)排出尾氣，尾氣經(jīng)出風(fēng)管7進(jìn)入引風(fēng)機(jī)8， 引風(fēng)機(jī)8排風(fēng)口分兩路，一路接煙囪9向外排放，另一路接煙氣返回管10返回，特別是在 熱風(fēng)爐3出口端的供熱風(fēng)管1上增設(shè)有一特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置11，上述煙氣返回管10 的出口連接高溫旋風(fēng)裝置11，將部份尾氣返回供熱風(fēng)管1。本發(fā)明上述工藝中所述特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置11的具體結(jié)構(gòu)，參見圖4、5，包 括有供熱風(fēng)管1，在供熱風(fēng)管1的外壁安裝有一個(gè)阿基米德螺線形旋流蝸殼12，在旋流蝸殼 12內(nèi)的供熱風(fēng)管1上開設(shè)有8個(gè)環(huán)繞管壁均布的進(jìn)氣口 13 (各進(jìn)氣口 13呈軸向布置的腰 子形孔)。本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn)證明具有明顯節(jié)能減排效果及顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì) 效益，現(xiàn)以萊歇公司LM56. 3+3時(shí)產(chǎn)170t/h型磨機(jī)為例，該系統(tǒng)總供熱量為R供 =30X 106kca 1/h，Q 水=43318Nm3/h，Q 煙=171308Nm3/h，t 煙=500 °C，Q 返= 122823Nm3/h，Q 入磨=29413 INm3A, t 返=90. 7 "C。若將 t煙=t 爐=1100 "C,貝 Ij
返將增大到Q返
=122823+(171308-72345. 8) = 122823+98851. 2 = 221674. 2Nm3/h，少排放 Q 配
=98851. 2Nm3/h 尾氣，節(jié)約熱能為 R節(jié)=Q配 X (90. 7-20) "C X0. 33kca 1/Nm3 =
2306297kca 1/h,折合 q = 750kcal/Nm3 高爐氣 3075Nm7h，按 8000 小時(shí) / 年，0. 43
一加3、丄尸仕廿隊(duì)_尸弗ν 2306297x8000x0.43 兀/Nm計(jì)，每年下約燃?xì)赓M(fèi)
每年少排放
行露點(diǎn)核算由公式
(式中q 為煙氣比熱)可知，在供熱量不變的條件下，煙氣溫度與供氣量成反比，如圖3 =Qji= Q^+Q7K,隨著Qi戶的減少，Q尾 和磨內(nèi)氣體中含水率越來越高，我們?nèi)砸陨鲜鯨M56. 3X3系統(tǒng)中當(dāng)Q·= 500 °C時(shí)，q尾含水率為
查露點(diǎn)為t露=52 0C ；當(dāng)Q煙=Q爐=1100 °C時(shí)，Q尾含水率為
，查露點(diǎn)為T露=700C ；而運(yùn)行中的{尾=90. 7°C，露點(diǎn)的含水率約為150% ；即使加上入爐空氣帶進(jìn)2 4%的部分 水份，系統(tǒng)運(yùn)行也仍然十分安全。
權(quán)利要求
立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝，首先熱風(fēng)爐生產(chǎn)高溫?zé)犸L(fēng)經(jīng)供熱風(fēng)管進(jìn)入立式磨，加熱烘干物料后，熱風(fēng)攜帶物料經(jīng)物料輸送管進(jìn)入布袋收塵器，布袋收塵器收集干燥并磨細(xì)后的物料為產(chǎn)品，同時(shí)排出尾氣，尾氣經(jīng)出風(fēng)管進(jìn)入引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)排風(fēng)口分兩路，一路接煙囪向外排，另一路接煙氣返回管返回配氣，其特征是在熱風(fēng)爐出口端的供熱風(fēng)管上增設(shè)有一特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，上述煙氣返回管的出口連接高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，將部份尾氣返回供熱風(fēng)管，全部使用返回氣體將供熱爐出口高溫氣體配至＜300℃入磨。
2.用于權(quán)利要求1所述的立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝中特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng) 裝置，包括有供熱風(fēng)管，其特征是在供熱風(fēng)管的外壁安裝有一個(gè)旋流蝸殼，在旋流蝸殼內(nèi) 的供熱風(fēng)管上開設(shè)有η個(gè)環(huán)繞管壁布置的進(jìn)氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，其特征是所述旋流蝸殼呈阿基米德螺 線形或?qū)?shù)螺線形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，其特征是所述開在供熱風(fēng)管上的進(jìn)氣 口，呈圓形孔或軸向布置的腰子形孔。
全文摘要
立式烘干磨圈流生產(chǎn)節(jié)能減排工藝及其配風(fēng)裝置，該工藝流程是首先熱風(fēng)爐生產(chǎn)的高溫?zé)犸L(fēng)，經(jīng)供熱風(fēng)管進(jìn)入立式磨，再經(jīng)物料輸送管進(jìn)入布袋收塵器，經(jīng)出風(fēng)管進(jìn)入引風(fēng)機(jī)后分兩路，一路接煙囪向外排放，另一路接煙氣返回管返回，其特征是在供熱風(fēng)管上增設(shè)有一特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，上述煙氣返回管的出口連接高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置，將部份尾氣返回供熱風(fēng)管，配風(fēng)后入磨；所述特制的高溫旋風(fēng)配風(fēng)裝置包括有供熱風(fēng)管，在供熱風(fēng)管的外壁安裝有一個(gè)旋流蝸殼，在旋流蝸殼內(nèi)的供熱風(fēng)管上開設(shè)有n個(gè)均布的進(jìn)氣口；本發(fā)明解決了現(xiàn)有工藝通常采用兩步配氣方式，能耗高，供熱風(fēng)管內(nèi)溫差較大，耐火襯極易損壞造成熱量大量損失等問題，廣泛用于建材、化工工業(yè)。
文檔編號B02C21/00GK101837316SQ20091006126
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月21日
發(fā)明者熊承慶 申請人:黃石市建材節(jié)能設(shè)備總廠