ОХЛАЖДЕНИЕ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА
COOLING OF BULK MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к загрузочному устройству для введения сыпучего материала, состоящего из частиц с различными размерами частиц, в контейнер, предпочтительно шахтный холодильник.
Уровень техники
Горячий сыпучий материал, такой как железорудный агломерат из агломерационной фабрики, обычно должен быть охлажден перед тем, как он может храниться в бункере и/или подвергнут дальнейшей обработке.
Для охлаждения горячего сыпучего материала известно применение охлаждающих устройств с холодильной шахтой, через которую при работе пропускается охлаждающий газ в режиме противотока с сыпучим материалом - так называемых шахтных холодильников. В таких шахтных холодильниках теплообмен между горячим сыпучим материалом и охлаждающим газом происходит в холодильной шахте. Горячий сыпучий материал обычно вводится в холодильную шахту с верхнего конца, и под действием силы тяжести перемещается вниз по холодильной шахте; на нижнем конце холодильной шахты сыпучий материал выводится в охлажденном состоянии. Охлаждающий газ обычно вводится с нижнего конца холодильной шахты и выводится выше в нагретом состоянии в виде так называемого отходящего газа. Когда охлаждающий газ представляет собой воздух, он называется охлаждающим воздухом и отходящим воздухом. При охлаждении сыпучего материала пытаются избежать неравномерного, соответственно пространственно неоднородного, охлаждения сыпучего материала. Если после прохода через холодильную шахту сыпучий материал имеет области, которые были охлаждены лишь незначительно, и, следовательно, имеют высокую температуру, такой горячий материал может, например, повреждать конвейер и/или бункер для хранения сыпучего материала ниже по потоку относительно охлаждающего устройства. В дополнение, в таком случае могут замедляться транспорт и/или дополнительная обработка сыпучего материала, поскольку прежде всего необходимо дожидаться, пока указанные области сыпучего материала в достаточной мере остынут.
Для достижения наилучшего и эффективного охлаждения в холодильной шахте сыпучий материал должен быть распределен в холодильной шахте настолько однородно, насколько возможно, в отношении размеров частиц - то есть, с отсутствием разделения по крупности, насколько возможно, в случае сыпучего материала с различными размерами частиц. Неоднородное распределение частиц по размерам в холодильной шахте приводит к различным степеням сопротивления потоку охлаждающего газа, и тем самым к областям, которые, сравнительно с другими областями, оказываются менее продутыми и меньше охлажденными. Кроме того, крупные частицы охлаждаются гораздо медленнее, чем мелкие частицы, поскольку отношение площади их поверхности к объему является менее благоприятным. Если содержащийся в холодильной шахте сыпучий материал имеет области, в которых концентрация крупных частиц является выше средней, в этих областях сыпучий материал охлаждается медленнее, чем в областях со средней или ниже средней концентрацией крупных частиц. Таким образом, благоприятно, если зерна сыпучего материала однородно распределяются в холодильной шахте пространственно в отношении их размера, чтобы достигать равномерного охлаждения сыпучего материала в холодильной шахте.
В таких шахтных холодильниках, какие показаны в патентных документах CN 204630395 U, CN 204630396 U, CN 103234361 B или CN 204495075, подача горячего агломерата в качестве сыпучего материала выполняется в периодическом режиме или централизованно. Вследствие этого происходит разделение по крупности горячего агломерата, который обычно имеет фракцию очень крупных зерен с размерами частиц до 200 мм, и охлаждение становится неэффективным.
В патентном документе GB 2071139 A показано загрузочное устройство для сыпучего материала, но не ясно, было ли бы оно пригодно для эффективности противодействия разделению горячего агломерата по крупности в шахтном холодильнике.
Для цели непрерывной подачи посредством подвижных загрузочных устройств предпринимаются попытки достижения по возможности однородного распределения частиц по размерам в шахте, когда они вводятся в холодильную шахту, даже если для подачи поставляется уже разделенный по крупности сыпучий материал. Проблема состоит в том, что подвижные части системы подвергаются воздействию высокой температуры сыпучего материала и нагретого охлаждающего газа. Это может приводить к значительному износу и дорогостоящему техническому обслуживанию.
Температура горячего агломерата из рудного агломерата составляет приблизительно 400~750°С, и холодная руда подается в доменную печь; кольцевая холодильная машина и ленточная холодильная машина могут утилизировать только приблизительно 30% теплоты отходящего газа вследствие их конструктивных особенностей; вертикальная холодильная шахта - то есть, шахтный холодильник, соответственно, холодильная шахта шахтного холодильника - может улучшить степень рекуперации тепла, так что в настоящее время многие научно-исследовательские институты и предприятия применяют вертикальные холодильные шахты для повторного использования отходящего тепла рудного агломерата. Например, охлаждающее устройство агломерационной печи согласно патентной заявке номер 201310127744.5, вертикальная машина для охлаждения агломерата согласно патенту номер 93117175.X, вертикальное устройство для охлаждения и рекуперации тепла агломерационной печи согласно патенту номер 201310672967.X, и т.д., одна серия оборудования с вертикальной холодильной шахтой уже была внедрена для работы в фирме Tianjin Tianfeng Steel Co., Ltd., что в значительной мере улучшило утилизацию отходящего тепла.
Решающим фактором степени рекуперации отходящего тепла является воздухонепроницаемость вертикальной холодильной шахты, и места утечки из нее главным образом представляет собой системы загрузки и разгрузки. В настоящее время режимы подачи в вертикальные холодильные шахты включают: косой мост+зонтичное распределение материала (патент номер 201511002240.6, многоугольная многоярусная многослойная, с 360-градусной подачей воздуха, башня для охлаждения рудного агломерата); цепной скребковый конвейер + вращающееся распределение материала (патент номер 201320185479.1, теплообменное устройство для охлаждения печи типа спекания руды); патент номер 201520756682.9, устройство рекуперации явной теплоты для агломерата; прямое соединение с разгрузочным концом агломерационной установки + зонтичное распределение материала в виде циферблата (патент номер 201310127744.5, охлаждающее устройство агломерационной печи); патент номер 93117175.X, вертикальная машина для охлаждения агломерата; патент номер 201310672967.X, вертикальное устройство для охлаждения и рекуперации тепла агломерационной печи; подача типа косого моста представляет собой прерывистое действие и опрокидывание одиночного ковша, но воздухонепроницаемость верха шахты является не столь хорошей, как в случае непрерывной работы цепного скребкового конвейера и разгрузки под напором через валики. Режим подачи при прямом соединении с разгрузочным концом агломерационной установки имеет весьма существенное ограничение высотой размещения агломерационной установки и вертикальной шахты в предшествующей процедуре.
В настоящее время обычные режимы выгрузки из вертикальных холодильных шахт включают: звездной разгрузчик (патент номер 201220491407.5, система охлаждения агломерационной установки с высокоэффективной рекуперацией тепла); патент номер 201610150596.2, система, используемая для охлаждения рудного агломерата и эффективного повторного использования явной теплоты; патент номер 200910074513.6, вертикальный охладитель агломерата, способный эффективно утилизировать явную теплоту агломерата; электрический вибрационный питатель (патент номер 93117175.X, вертикальная машина для охлаждения агломерата); электрическое вибрационное устройство порционной разгрузки+поворотный разгрузочный клапан (патент номер 201320185290.2, разгрузочное устройство системы охлаждения для агломерационной печи), (патент номер 201520756682.9, устройство утилизации явной теплоты агломерата). К рудному агломерату, поступающему в вертикальную холодильную шахту, предъявляются требования в отношении размера частиц, которые не должны быть слишком мелкими; звездное/поворотное разгрузочное оборудование имеет хорошую воздухонепроницаемость, но экструзия материала может обусловливать захватывание гранулированных материалов в зазорах оборудования, которое влияет на нормальную работу; электрический вибрационный питатель не создает условий для измельчения материала, но должна учитываться надлежащая высота колонны уплотняемого материала.
Степень рекуперации тепла в вертикальных холодильных шахтах имеет отношение к условиям теплообмена между твердым материалом и газом, и важнейшее значение имеют распределение материала и режимы продувки. В настоящее время режимы распределения материала для вертикальных холодильных шахт включают: круговое распределение материала (патент номер 201520756682.9, устройство рекуперации явной теплоты агломерата; патент номер 201310127797.7, устройство круговой подачи системы охлаждения агломерационной печи); вертикальное загрузочное устройство шнекового типа и распределение материала типа циферблата (патент номер 201320185480.4, распределительное устройство взвешенного типа для охлаждения печи для рудного агломерата; патент номер 93117175.X, вертикальное устройство для охлаждения агломерата; патент номер 201511002240.6, многоугольная многоярусная многослойная, с 360-градусной подачей воздуха, башня для охлаждения рудного агломерата; патент номер 201320814396.4, загрузочное устройство для вертикальной системы охлаждения и рекуперации отходящего тепла печи для рудного агломерата), и т.д. Режимы вентиляции включают: устройство из многочисленных воздушных камер для окружного вдувания (патент номер 201310128026.X, охлаждение печи для рудного агломерата); центральное вдувание (патент номер 201320814379.0, устройство подачи холодного воздуха для вертикальной системы охлаждения и рекуперации отходящего тепла печи для рудного агломерата), комбинацию центральной (многослойной зонтичного типа) и окружной (кольцевая подача воздуха) продувки (патент номер 201520756682.9, устройство для рекуперации явной теплоты агломерата); вентиляционная решетка (патент номер 201511002240.6, многоугольная многоярусная многослойная, с 360-градусной подачей воздуха, башня для охлаждения рудного агломерата); окружная конфигурация из многочисленных вытяжных вентиляторов (патент номер 200910074513.6, вертикальный охладитель агломерата, способный эффективно утилизировать явную теплоту агломерата), (патент номер 93117175.X, вертикальное устройство охлаждения агломерата), и т.д. Существующее оборудование для распределения материала распределяет крупные частицы по краю; изменением угла разбрасывания материала не может быть достигнуто улучшение условий распределения материала с равномерным распределением материалов по поперечному сечению шахты. Режим вентиляции использует сочетание окружного и центрального вдувания, который пригоден для вертикальных шахт с большеразмерными секциями, и может гарантировать равномерный и достаточный контакт между холодным воздухом и материалами.
В порядке обобщения, существующие вертикальные холодильные шахты, как правило, имеют такие проблемы, как плохая воздухонепроницаемость и неравномерное распределение материалов, и т.д., которые обусловливают плохую окружающую среду на рабочей площадке, высокую температуру при выгрузке и низкую температуру выводимого отходящего газа, и непосредственно влияют на функционирование разгрузочного конвейерного оборудования, а также на степень утилизации тепла и теплосодержание; таким образом, создаваемые экономические преимущества не являются хорошими, и высоки затраты на техническое обслуживание оборудования.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Цель настоящего изобретения состоит в создании загрузочного устройства, устройства для охлаждения сыпучего материала, и способа введения сыпучего материала в контейнер, которым может достигаться и улучшаться равномерное охлаждение сыпучего материала, состоящего из частиц с различными размерами частиц, с непрерывной подачей при сокращенном износе.
Разрешение проблемы
Эта цель достигается посредством загрузочного устройства для введения сыпучего материала, состоящего из частиц с различными размерами частиц, в контейнер,
отличающегося тем, что
загрузочное устройство включает:
- вращающийся бункер, выполненный с возможностью вращения вокруг центральной оси вращения, имеющий впускное отверстие для сыпучего материала, через которое проходит центральная ось вращения, и имеющий выпускное отверстие для сыпучего материала, причем выпускное отверстие размещено смещенным относительно центра;
- подающий бункер, в который открывается выпускное отверстие вращающегося бункера;
- по меньшей мере три спускных трубы, выступающих из подающего бункера;
причем подающий бункер и спускные трубы являются неподвижными.
Контейнер предпочтительно представляет собой холодильную шахту шахтного холодильника. Шахтный холодильник имеет по меньшей мере одну холодильную шахту. Шахтный холодильник относительно его холодильной шахты обычно имеет вертикальную продольную ось.
Сыпучий материал предпочтительно является горячим, то есть, имеет температуру по меньшей мере 300°С, предпочтительно по меньшей мере 400°С, предпочтительно он представляет собой горячий агломерат. Как уже было указано во введении, температура сыпучего материала снижается в шахтном холодильнике путем теплообмена в режиме противотока с охлаждающим газом, причем сыпучий материал является горячим, когда вводится в шахтный холодильник. Например, агломерат при введении может иметь температуру в диапазоне 400-700°С, или даже до 750°С.
Сыпучий материал состоит из частиц с различными размерами частиц; например, при спекании может быть очень широкий спектр зернистости с размерами частиц вплоть до 200 мм.
Бункер следует понимать как большой контейнер для принятия насыпных грузов, в случае настоящей заявки, для принятия сыпучего материала.
Вращающийся бункер может вращаться вокруг центральной оси вращения, которая обычно в случае монтажа загрузочного устройства на контейнере - таком как холодильная шахта шахтного холодильника - является вертикальной. Во время работы загрузочного устройства вращающийся бункер вращается вокруг этой оси вращения. Ось вращения проходит через впускное отверстие вращающегося бункера для сыпучего материала. Например, впускное отверстие вращающегося бункера для сыпучего материала размещается по центру, то есть, в середине - в этом случае центральная ось вращения проходит через размещенное по центру впускное отверстие. Через впускное отверстие сыпучий материал, транспортируемый в загрузочное устройство посредством транспортерного устройства - например, в случае агломерата в качестве сыпучего материала, шевронным конвейером - вводится во вращающийся бункер. Ввиду того обстоятельства, что центральная ось вращения проходит через впускное отверстие - например, в случае центрального размещения впускного отверстия - положение впускного отверстия относительно транспортерного устройства во время работы не изменяется, когда вращающийся бункер вращается вокруг центральной оси вращения. Этим облегчается доступ с транспортерного устройства во вращающийся бункер.
Вращающийся бункер имеет смещенное относительно центра выпускное отверстие. Смещенное относительно центра выпускное отверстие вращающегося бункера открывается в неподвижный подающий бункер, который позиционирован рядом с вращающимся бункером. Чтобы использовать силу тяжести для перемещения сыпучего материала, предпочтительно выравнивать по одной линии загрузочное устройство с вращающимся бункером, размещенным над подающим бункером.
Когда загрузочное устройство монтируется на контейнере, например, на холодильной шахте шахтного холодильника, вращающийся бункер размещается над подающим бункером так, что сыпучий материал продвигается из вращающегося бункера в подающий бункер под действием силы тяжести. Центральная ось вращения вращающегося бункера не проходит через смещенное относительно центра выпускное отверстие.
Смещенное относительно центра выпускное отверстие вращающегося бункера может представлять собой, например, размещенный эксцентрично проем в днище вращающегося бункера. Во время работы сыпучий материал под действием силы тяжести проходит через выпускное отверстие из вращающегося бункера в подающий бункер, который размещен под вращающимся бункером.
Подающий бункер имеет свое название потому, что он подает сыпучий материал для последующего поступления в контейнер, такой как холодильная шахта шахтного холодильника, через спускные трубы. Подающий бункер является неподвижным, в отличие от вращающегося бункера, он не движется во время работы загрузочного устройства.
От подающего бункера отходят так называемые спускные трубы, по меньшей мере три. В случае загрузочного устройства, установленного на контейнере, например, холодильной шахте шахтного холодильника, они являются протяженным вниз от подающего бункера, то есть, они размещаются ниже подающего бункера. Спускные трубы представляют собой трубы, через которые сыпучий материал выходит из подающего бункера под действием силы тяжести, и высыпается из них. Конец спускных труб, соединенный с подающим бункером, может называться подающим концом, и другой конец спускных труб может называться шахтным концом.
Поперечное сечение спускных труб предпочтительно становится все большим по мере увеличения расстояния от подающего бункера, так что они расширяются по мере удаления от подающего бункера. Это сокращает риск засорения.
Например, в качестве спускных труб к подающему бункеру присоединены конические трубы узким концом, то есть, подающим концом.
Через отверстие в днище подающего бункера сыпучий материал под действием силы тяжести поступает в спускные трубы, размещенные в соответствующем месте на днище подающего бункера. Спускные трубы предпочтительно размещены на днище подающего бункера так, что в случае засорения спускной трубы сыпучий материал в подающем бункере над этой закупоренной спускной трубой может, по меньшей мере в большей степени, проходить через еще одну спускную трубу.
Например, если загрузочное устройство действует в связи с шахтным холодильником, спускные трубы являются протяженными в холодильную шахту шахтного холодильника своим нижним, потенциально более широким, концом, и во время работы материал выходит из этого потенциально более широкого конца спускной трубы - например, потенциально конических труб - в холодильную шахту шахтного холодильника. Во время работы сыпучий материал будет выходить из подающего бункера через спускные трубы в холодильную шахту под действием силы тяжести. Сформированный таким образом слой сыпучего материала продувается охлаждающим газом - предпочтительно охлаждающим воздухом - в режиме противотока.
Преимущественные результаты изобретения
Поскольку во время работы загрузочного устройства вращающийся бункер вращается вокруг центральной оси вращения, в то время как через впускное отверстие, предпочтительно размещенное в центре, в него вводится сыпучий материал, сокращается влияние явления разделения по крупности сыпучего материала, происходящего во время транспорта из транспортерного устройства во вращающийся бункер. В порядке примера, частицы, сбрасываемые с конвейерной ленты, будут лететь по-разному в зависимости от размера, то есть, они будут разделяться - после чего в результате вращения вращающегося бункера распределение частиц по размеру во вращающемся бункере будет выравниваться.
Поскольку вращающийся бункер вращается во время работы загрузочного устройства, тогда как подающий бункер неподвижен, и выпускное отверстие размещается смещенным относительно центра, сыпучий материал под действием силы тяжести переходит из вращающегося бункера осесимметрично в подающий бункер, размещенный ниже вращающегося бункера. Соответственно этому, спускные трубы заполняются из подающего бункера сыпучим материалом с приблизительно одинаковым распределением частиц по размеру, когда сыпучий материал из подающего бункера переходит в спускные трубы - что в конечном итоге сводит к минимуму неоднородное распределение частиц по размеру в контейнере, таком как холодильная шахта шахтного холодильника, в особенности по окружному направлению. Выпуску сыпучего материала благоприятствует постепенно увеличивающаяся площадь поперечного сечения спускных труб. Внутри контейнера, например, холодильной шахты шахтного холодильника, у нижнего конца выпускных труб образуются конусы сыпучего материала, по сравнению с применением одиночной спускной трубы - например, при центральном поступлении сыпучего материала в контейнере, например, холодильной шахте - причем конусы являются менее высокими при наличии многочисленных спускных труб. В результате этого сокращается разделение по крупности по радиальному направлению вокруг соответствующих конусов сыпучего материала, по сравнению с более высокими конусами сыпучего материала. Для достижения полезного эффекта должны присутствовать по меньшей мере три спускных трубы, сравнительно с одиночной спускной трубой. В общем и целом, в комбинации соответствующих изобретению признаков загрузочного устройства при работе это синергически приводит к следующему эффекту: даже в случае подачи разделенного по крупности сыпучего материала во впускное отверстие загрузочного устройства - например, эффекты разделения по крупности проявляются уже на подающем агломерат шевронном конвейере - в контейнер - например, холодильную шахту связанного с загрузочным устройством шахтного холодильника - достигается осесимметричное распределение частиц сыпучего материала по размеру, будучи по существу однородным как по радиальному, так и по окружному направлению, и относительно продольной оси контейнера - например, холодильной шахты шахтного холодильника.
Эффекты разделения по крупности выравниваются по всему поперечному сечению слоя сыпучего материала, сформированного в контейнере, например, холодильной шахте.
При применении в устройстве для охлаждения сыпучего материала проявляются такие эффекты: улучшенная эффективность охлаждения, равномерное и эффективное охлаждение сыпучего материала, и хороший выход тепловой энергии для последующего использования нагретого охлаждающего газа.
Загрузочное устройство согласно патентному документу GB2071139A отличается от заявленного загрузочного устройства тем, что, в то время как на самом верху его имеется вращающееся устройство с кодовым номером 3 позиции, это вращающееся устройство имеет смещенное относительно центра выпускное отверстие для сыпучего материала, его впускное отверстие для сыпучего материала не проходит через центральную ось вращения. Введение материала проводится не по центру. Поэтому механизм разделения по крупности и, как следствие, также производительность охлаждения и однородность, отличаются от загрузочного устройства как заявленного.
Еще одной целью настоящей заявки является устройство для охлаждения сыпучего материала, составленного частицами с различными размерами частиц, включающее
шахтный холодильник с холодильной шахтой,
и
загрузочное устройство согласно изобретению для введения сыпучего материала в шахтный холодильник, причем загрузочное устройство размещено на верхнем конце холодильной шахты шахтного холодильника, причем спускные трубы открываются своими нижними концами в холодильную шахту, и вращающийся бункер и подающий бункер размещены снаружи холодильной шахты.
В холодильной шахте горячий сыпучий материал охлаждается охлаждающим газом, проходящим через сыпучий материал в режиме противотока.
В таком устройстве для охлаждения сыпучего материала вращающийся бункер и подающий бункер находятся снаружи холодильной шахты, и поэтому не подвергаются воздействию нагретого охлаждающего газа, присутствующего - в особенности на верхнем конце - в холодильной шахте. Тепло подводится к вращающемуся бункеру и подающему бункеру горячим сыпучим материалом, но они также охлаждаются окружающим воздухом. Размещением снаружи холодильной шахты сокращается опасность термического повреждения, каковая опасность была бы особенно большой для подвижных частей - то есть, например, для вращающегося бункера. Неподвижные компоненты спускных труб открыты своим нижним концом - шахтным концом - в холодильную шахту; из этих шахтных концов сыпучий материал высыпается в холодильную шахту.
Соответствующее изобретению устройство для охлаждения сыпучего материала или загрузочное устройство согласно изобретению предпочтительно действуют в непрерывном режиме, то есть, сыпучий материал вводится непрерывно.
Холодильная шахта предпочтительно сформирована, по меньшей мере частично, осесимметричной. Она предпочтительно включает полую цилиндрическую секцию шахты. Сообразно этому, целесообразно, чтобы ось цилиндра полой цилиндрической секции шахты была выровнена вертикально.
Холодильная шахта предпочтительно представляет собой теплообменник с воздушным охлаждением. Устройство для охлаждения сыпучего материала целесообразно включает по меньшей мере один вентилятор, в частности, компрессор, для нагнетания охлаждающего газа, например, охлаждающего воздуха, в холодильную шахту. Кроме того, устройство для охлаждения сыпучего материала может иметь по меньшей мере один вентилятор для высасывания охлаждающего воздуха из холодильной шахты на ее верхнем конце.
Холодный газ, соответственно, холодный воздух, вдуваемый в холодильную шахту, соответственно, в слой сыпучего материала внутри холодильной шахты, должен быть распределен настолько однородно, насколько возможно. Для этой цели охлаждающий воздух выходит из центрального выпускного воздушного канала воздуховода - также называемого подводящим трубопроводом - размещенного у днища холодильной шахты, чтобы гарантировать равномерность распределения холодного воздуха внутри вертикальной холодильной шахты. Подводящие охлаждающий газ трубопроводы размещаются по окружности и центрально в холодильной шахте с кольцевыми и центральными выпускными воздушными каналами. По сравнению с только кольцевыми или только с центральными выпускными воздушными каналами, охлаждающий воздух распределяется более равномерно.
Охлажденный сыпучий материал выгружается на ленточный конвейер посредством многочисленных наклонных разгрузочных лотков, равномерно распределенных у днища шахты, согласно одному варианту, с помощью электрического вибрационного питателя. Выпускной канал наклонных разгрузочных лотков на вибрационном питателе предпочтительно снабжен пылезащитным чехлом.
В одном предпочтительном варианте предусматривается приводное моторное устройство для вращающегося бункера, и зубчатый венец на верхнем краю вращающегося бункера, соответственно, корпуса вращающегося бункера. Указанное приводное моторное устройство может включать один, два или более двигателей, симметрично размещенных на верхнем краю вращающегося бункера, соответственно, корпуса вращающегося бункера. С приводом от двигателя или двигателей зубчатый венец вращается и приводит во вращение вращающийся бункер. Двигатель или двигатели размещены снаружи шахты, в области, которая не подвергается интенсивному воздействию тепла. Благодаря такому размещению незначителен риск термически обусловленного отказа.
В одном предпочтительном варианте, для приводных устройств указанного вращающегося распределительного устройства, воздушного компрессора, электрических вибрационных питателей применяются переменные частотные регулировки, чтобы гарантировать стабильность уровня загрузки внутри вертикальной холодильной шахты шахтного холодильника, а также эффективности охлаждения и однородности горячего рудного агломерата.
В одном предпочтительном варианте внутренняя стенка холодильной шахты шахтного холодильника снабжена футеровкой выше кольцевого выпускного воздушного канала. Эта футеровка включает внутренний рабочий слой и наружный изоляционный слой; внутренний рабочий слой выполнен из огнеупорных кирпичей, и наружный изоляционный слой сформирован из жаростойких напыленных материалов; футеровка поддерживается жаростойкой опорной рамой.
Еще одной целью настоящего изобретения является
способ, предпочтительно непрерывного, введения сыпучего материала, состоящего из частиц с различными размерами частиц, в контейнер, предпочтительно в холодильную шахту шахтного холодильника, причем сыпучий материал сначала подается в центр вращающегося бункера, который вращается вокруг центральной оси вращения, затем эксцентрично пересыпается из вращающегося бункера в неподвижный подающий бункер, и затем из неподвижного подающего бункера через неподвижные спускные трубы пересыпается в контейнер, предпочтительно в холодильную шахту шахтного холодильника.
Что касается подачи в центр, это должно пониматься так, что это представляет собой подачу через отверстие, через которое проходит центральная ось вращения. Центральная ось вращения предпочтительно является вертикальной.
При таком технологическом режиме, предпочтительно с загрузочным устройством согласно изобретению или с устройством для охлаждения сыпучего материала согласно изобретению, могут быть достигнуты благоприятные эффекты, уже обсужденные в описании загрузочного устройства и устройства для охлаждения сыпучего материала.
Текст настоящей заявки показывает способ обработки и систему с использованием вертикальной холодильной шахты для рекуперации тепла рудного агломерата, причем применение новой вертикальной холодильной шахты - то есть, шахтного холодильника, соответственно, холодильной шахты шахтного холодильника - для охлаждения рудного агломерата может улучшать степень рекуперации отходящего тепла рудного агломерата и улучшать окружающую среду на месте производства до наивысшей степени.
Применяется следующая техническая схема:
Способ обработки с использованием вертикальной холодильной шахты - то есть, шахтного холодильника, соответственно, холодильной шахты шахтного холодильника - для рекуперации отходящего тепла рудного агломерата - также сокращенно называемого агломератом - включающий следующие стадии:
1) Горячий рудный агломерат с температурой выше 400°С, образованный в агломерационной установке, падает на наклонный лоток, будучи измельченным посредством одновалковой дробилки, подаваемым на цепной ковшовый конвейер или шевронный конвейер с помощью электрического вибрационного питателя 1, и затем в виде сыпучего материала поднимаемым к вертикальной холодильной шахте, то есть, холодильной шахте шахтного холодильника; верхняя часть вертикальной холодильной шахты оснащена вращающимся распределительным устройством - которое, согласно использованным ранее в этой заявке формулировкам, представляет собой вращающийся бункер; для которого может быть определен корпус вращающегося бункера, который затем будет иногда называться корпусом распределительного устройства, и для которого может быть определено пространство вращающегося бункера, которое впоследствии иногда будет называться вращающимся распределительным желобом - и распределитель - который, согласно использованным ранее в этой заявке формулировкам, включает подающий бункер и спускные трубы; подающий бункер впоследствии иногда будет называться барабаном, и спускные трубы впоследствии иногда будут называться опорожняющими лотками, распределенные, предпочтительно равномерно, вдоль окружности вертикальной холодильной шахты; рудный агломерат выгружается из передней оконечности цепного ковшового конвейера или шевронного конвейера и поступает на вращающееся распределительное устройство через приемный лоток; вращающееся распределительное устройство распределяет материалы вдоль окружности распределителя; опорожняющие лотки используются для опорожнения подающего бункера и равномерного распределения горячего рудного агломерата по поперечному сечению вертикальной холодильной шахты; холодный воздух, который используется в качестве охлаждающего газа внутри вертикальной холодильной шахты, нагнетается воздушным компрессором и выходит из выпускного канала центрального воздуховода и выпускного канала кольцевого воздуховода у днища вертикальной холодильной шахты - также называемых подводящими трубопроводами -, чтобы обеспечивать однородность распределения холодного воздуха внутри вертикальной холодильной шахты.
2) В вертикальной холодильной шахте сыпучий материал рудного агломерата подвергается теплообмену в режиме противотока с холодным воздухом; после охлаждения рудный агломерат с температурой менее 135°С выгружается на ленточный конвейер многочисленными разгрузочными лотками, равномерно распределенными у днища шахты, и электрическим вибрационным питателем 2, для транспортирования наружу; отходящий газ с температурой выше 586°С внутри холодильной шахты выводится на гравитационный пылесборник из верха холодильной шахты для первичного обеспыливания.
Для приводных устройств указанного вращающегося распределительного устройства, воздушного компрессора, электрического вибрационного питателя 1 и электрического вибрационного питателя 2, применяются переменные частотные регулировки, чтобы гарантировать стабильность уровня загрузки внутри вертикальной холодильной шахты, а также эффективности охлаждения и однородности горячего рудного агломерата.
Эта заявка описывает систему обработки с использованием вертикальной холодильной шахты - то есть, шахтного холодильника, соответственно, холодильной шахты шахтного холодильника - для утилизации отходящего тепла рудного агломерата, включающую вертикальную холодильную шахту и гравитационный пылесборник, которые последовательно соединены согласно технологическому маршруту, причем приемный лоток размещается над впускным каналом для горячего рудного агломерата на верху указанной вертикальной холодильной шахты; одновалковая дробилка после агломерационной установки соединена с приемным лотком через лоток, электрический вибрационный питатель 1 и цепной ковшовый конвейер или шевронный конвейер; распределитель соединен у нижней части приемного лотка через вращающееся распределительное устройство; вращающееся распределительное устройство включает корпус распределительного устройства, вращающийся распределительный желоб и приводное моторное устройство; вращающийся распределительный желоб может быть наклонно размещен внутри корпуса распределительного устройства; верх вращающегося распределительного желоба размещен на верхнем краю корпуса распределительного устройства и соединен с приводным моторным устройством для приведения в действие; нижняя часть вращающегося распределительного желоба размещается в середине над распределителем; приводимый в движение приводным моторным устройством, вращающийся распределительный желоб вращается вокруг центральной оси вертикальной холодильной шахты; распределитель включает барабан у верхней части и многочисленные опорожняющие лотки, равномерно распределенные вдоль окружности нижней части; опорожняющий лоток представляет собой коническую конструкцию, протяженную вниз, и ее выпускной конец находится у верхнего пространства вертикальной холодильной шахты; выпускной канал центрального воздуховода и выпускной канал кольцевого воздуховода находятся у днища вертикальной холодильной шахты; многочисленные выпускные каналы кольцевого воздуховода размещены вдоль наружного края вертикальной холодильной шахты; центральный воздуховод и кольцевой воздуховод соединены с воздушным компрессором через воздушный шланг, соответственно; многочисленные разгрузочные лотки, равномерно распределенные вдоль окружности, размещены у днища вертикальной холодильной шахты; нижняя часть выпускного лотка соединена с ленточным конвейером; выпускной канал для отходящего газа на верху вертикальной холодильной шахты соединен с гравитационным пылесборником. Выпускные каналы для пыли указанного гравитационного пылесборника, пылесборник рукавного типа и использующий отходящее тепло котел-утилизатор соединены цепным скребковым конвейером, соответственно.
Корпуса указанных лотка, приемного лотка, вращающегося распределительного желоба, распределителя и разгрузочного лотка выполнены из пластин котельной стали или жаростойкой нержавеющей стали; футеровки предусматриваются или не предусматриваются сообразно необходимости, и выполнены из пластин легированной марганцем стали с высокой стойкостью к истиранию или огнеупорных материалов.
Внутренняя стенка указанной вертикальной холодильной шахты выше выпускного канала кольцевого воздуховода снабжена футеровкой, причем футеровка включает внутренний рабочий слой и наружный изоляционный слой; внутренний рабочий слой выполнен из огнеупорных кирпичей, и наружный изоляционный слой сформирован из жаростойких напыленных материалов; футеровка поддерживается жаростойкой опорной рамой.
Указанный цепной ковшовый конвейер или шевронный конвейер снабжен герметичным теплозащитным покрытием.
Указанное приводное моторное устройство включает один, два или более двигателей, симметрично размещенных на верхнем краю корпуса распределительного устройства; зубчатый венец размещается на верхнем краю корпуса распределительного устройства; приводимый в движение двигателем или двигателями, зубчатый венец вращается и находится в зацеплении с зубчатым колесом, размещенным на верху вращающегося распределительного желоба, для приведения вращающегося распределительного желоба в движение вдоль верхнего края корпуса распределительного устройства и обеспечения вращения вращающегося распределительного желоба вокруг центральной оси вертикальной холодильной шахты. Число указанных опорожняющих лотков и разгрузочных лотков составляет, например, шесть, соответственно.
Сравнительно с прототипом, достигаются следующие полезные эффекты:
1) новая вертикальная холодильная шахта используется для охлаждения рудного агломерата, которая может обеспечивать равномерное распределение частиц материала внутри шахты; хорошую стабильность уровня загрузки внутри шахты, а также достаточное и равномерное охлаждение горячей руды улучшает степень рекуперации отходящего тепла рудного агломерата до наивысшего уровня; хорошая общая воздухонепроницаемость может улучшать окружающую среду на месте работы.
Краткое описание чертежей
ФИГ. 1 схематически показывает в качестве примера вид в продольном разрезе устройства для охлаждения сыпучего материала с загрузочным устройством для введения сыпучего материала в контейнер согласно изобретению.
ФИГ. 2 схематически показывает в качестве примера перспективный вид в разрезе загрузочного устройства согласно изобретению из фиг. 1.
фиг. 3 представляет технологическую схему способа обработки с использованием вертикальной холодильной шахты для рекуперации отходящего тепла рудного агломерата в настоящем изобретении.
ФИГ. 4 представляет изображение конструкции фасада вертикальной холодильной шахты в настоящем изобретении.
ФИГ. 5 представляет увеличенный фрагмент чертежа на ФИГ. 4.
ФИГ. 6 представляет вид сверху распределителя.
Описание вариантов осуществления изобретения
Примеры
Фигура 1 показывает вид в продольном разрезе загрузочного устройства 1 согласно изобретению для введения сыпучего материала 2 в холодильную шахту 3 шахтного холодильника 4. Загрузочное устройство 1 представляет собой часть устройства 5 для охлаждения сыпучего материала. Загрузочное устройство 1 размещено на верхнем конце холодильной шахты 3. Сыпучий материал 2, в этом случае горячий агломерат с различными размерами частиц, подается посредством транспортерного устройства - в этом случае шевронного конвейера 6, но также могло бы быть транспортерное устройство любого другого типа, пригодное для транспортирования горячего агломерата - и подается во вращающийся бункер 8 через впускное отверстие 7, размещенное в центре посередине.
Вращающийся бункер 8 может вращаться вокруг вертикальной, показанной пунктиром центральной оси 9 вращения - как изображено двумя изогнутыми стрелками. В показанном примере центральная ось вращения совпадает с продольной осью холодильной шахты 3, соответственно, шахтного холодильника 4, и проходит через впускное отверстие 7. Из смещенного относительно центра выпускного отверстия 10 во вращающемся бункере 8 сыпучий материал 2 высыпается в неподвижный бункер-хранилище 11. Во вращающемся бункере 8 показан контур подушки сыпучего материала, существующий при работе; наклонный в сторону выпускного отверстия 10. От подающего бункера 11 отходят три неподвижных спускных трубы 12а, 12b, 12с. Они представляют собой конические трубы, более широкий конец которых - шахтный конец - открывается в холодильную шахту 3. Своим более узким концом - подающим концом - они соединены с подающим бункером 11.
Шахтный холодильник 4 включает, в дополнение к холодильной шахте 3, компрессор 13 для нагнетания охлаждающего воздуха, подводящие трубопроводы 14 для охлаждающего воздуха, выпускные трубопроводы 15 для нагретого охлаждающего воздуха. Охлаждающий воздух - представленный прозрачной фигурной стрелкой - вводится снизу в холодильную шахту 3, протекает сквозь слой 16 сыпучего материала в холодильной шахте в режиме противотока, и выпускается наружу у верхнего конца холодильной шахты 3 в виде нагретого охлаждающего воздуха - как представлено затушеванной фигурной стрелкой.
Вращающийся бункер 8 и подающий бункер 11 размещены снаружи холодильной шахты 3.
В холодильной шахте 3 формируется слой 16 материала, поскольку сыпучий материал 2 высыпается из неподвижного подающего бункера 11 через спускные трубы 12а, 12b, 12с в холодильную шахту 3. В холодильной шахте 3 показан контур слоя 16 материала. Сыпучий материал 2 проходит через холодильную шахту 3 в слое 16 материала от верха до днища под действием силы тяжести. У нижнего конца холодильной шахты 3 охлажденный сыпучий материал выгружается. На Фигуре 1 изображение других частей устройства 5 для охлаждения, например, выгружные устройства для выведения охлажденного сыпучего материала из холодильной шахты, было опущено ради ясности.
ФИГ. 2 показывает увеличенный перспективный вид в разрезе комбинации вращающегося бункера 8, подающего бункера 11 и спускных труб 12а, 12b, 12с в загрузочном устройстве 1 согласно изобретению из ФИГ. 1. Вращающийся бункер 8 может вращаться вокруг вертикальной центральной оси 9 вращения, как изображено изогнутой стрелкой. Его впускное отверстие 7 размещено в центре посередине, его выпускное отверстие 10 размещается смещенным относительно центра. Центральная ось 9 вращения проходит через впускное отверстие 7. Ниже вращающегося бункера 8 находится неподвижный подающий бункер 11. От подающего бункера 11 отходят три неподвижных спускных трубы 12а, 12b, 12с.
Конкретные варианты осуществления настоящей заявки дополнительно описываются ниже в сочетании с чертежами 3-6.
Как показано на ФИГ. 3, способ обработки с использованием вертикальной холодильной шахты для рекуперации отходящего тепла рудного агломерата в настоящем изобретении включает следующие стадии:
1) Горячий рудный агломерат с температурой выше 700°С, образованный в агломерационной установке 17, падает на наклонный лоток 18, будучи измельченным посредством одновалковой дробилки 19, подаваемым на цепной ковшовый конвейер 20 с помощью электрического вибрационного питателя 1 21, и затем поднимаемым к вертикальной холодильной шахте 22 - то есть, холодильной шахте, соответственно, холодильной шахте шахтного холодильника -; верхняя часть вертикальной холодильной шахты 22 оснащена вращающимся распределительным устройством 23 и распределителем 24, и распределитель 24 включает многочисленные опорожняющие лотки 25, равномерно распределенные вдоль окружности вертикальной холодильной шахты 22; рудный агломерат выгружается из передней оконечности цепного ковшового конвейера 20 и поступает на вращающееся распределительное устройство 23 через приемный лоток 26; вращающееся распределительное устройство 23 распределяет материалы вдоль окружности распределителя 24; опорожняющие лотки 25 используются для формирования подушки и равномерного распределения горячего рудного агломерата по поперечному сечению вертикальной холодильной шахты 22; холодный воздух внутри вертикальной холодильной шахты 22 нагнетается воздушным компрессором и выходит из выпускного канала 28 центрального воздуховода и выпускного канала 29 кольцевого воздуховода, находящихся у днища вертикальной холодильной шахты 22, чтобы обеспечивать однородность распределения холодного воздуха внутри вертикальной холодильной шахты 22;
В вертикальной холодильной шахте 22 рудный агломерат подвергается теплообмену в режиме противотока с холодным воздухом; после охлаждения рудный агломерат с температурой менее 135°С выгружается на ленточный конвейер 30 многочисленными разгрузочными лотками 31, равномерно распределенными у днища шахты, и электрическим вибрационным питателем 2 32, для транспортирования наружу; отходящий газ с температурой выше 586°С внутри шахты выводится на гравитационный пылесборник 33 из верха шахты для первичного обеспыливания. Пыль из пылесборника 33 после осаждения транспортируется наружу цепным скребковым конвейером 34 вместе с пылью, собранной в гравитационном пылесборнике 33.
Для приводных устройств указанного вращающегося распределительного устройства 23, воздушного компрессора, электрического вибрационного питателя 1 21 и электрического вибрационного питателя 2 32 применяются переменные частотные регулировки, чтобы гарантировать стабильность уровня загрузки внутри вертикальной холодильной шахты 22, а также эффективности охлаждения и однородности горячего рудного агломерата.
Как показано на ФИГ. 3 и ФИГ. 4, система обработки с использованием вертикальной холодильной шахты для утилизации отходящего тепла рудного агломерата, для исполнения указанного способа обработки включает вертикальную холодильную шахту 22, гравитационный пылесборник 33, которые последовательно соединены согласно технологическому маршруту, причем приемный лоток 26 размещается над впускным каналом для горячего рудного агломерата на верху указанной вертикальной холодильной шахты 22; одновалковая дробилка 19 после агломерационной установки 17 соединена с приемным лотком 26 через лоток 18, электрический вибрационный питатель 1 21 и цепной ковшовый конвейер 20; как показано на ФИГ. 3, распределитель 24 присоединен у нижней части приемного лотка 26 через вращающееся распределительное устройство 23; вращающееся распределительное устройство 23 включает корпус 35 распределительного устройства, вращающийся распределительный желоб 36 и приводное моторное устройство 37; вращающийся распределительный желоб 36 наклонно размещен внутри корпуса 35 распределительного устройства; верх вращающегося распределительного желоба 36 размещен на верхнем краю корпуса 35 распределительного устройства и соединен с приводным моторным устройством 37 для приведения в действие; нижняя часть вращающегося распределительного желоба 36 размещается в середине над распределителем 24; приводимый в движение приводным моторным устройством 37, вращающийся распределительный желоб 36 вращается вокруг центральной оси вертикальной холодильной шахты 22; распределитель 24 включает барабан 38 у верхней части и многочисленные опорожняющие лотки 35, равномерно распределенные вдоль окружности нижней части; опорожняющий лоток 25 представляет собой коническую конструкцию, протяженную вниз, и ее выпускной конец находится у верхнего пространства вертикальной холодильной шахты 22; выпускной канал 28 центрального воздуховода и выпускной канал 29 кольцевого воздуховода находятся у днища вертикальной холодильной шахты 22; многочисленные выпускные каналы 29 кольцевого воздуховода размещены вдоль наружного края вертикальной холодильной шахты 22; центральный воздуховод и кольцевой воздуховод соединены с воздушным компрессором через воздушный шланг, соответственно; многочисленные разгрузочные лотки 31, равномерно распределенные вдоль окружности, размещены у днища вертикальной холодильной шахты 22; нижняя часть разгрузочного лотка 31 соединена с ленточным конвейером 30. Выпускной канал многочисленных разгрузочных лотков 31 на вибрационном питателе 32 снабжен пылезащитным чехлом 39.
Воздушный компрессор 27 нагнетает охлаждающий воздух в слой сыпучего материала. Выпускной канал для отходящего газа на верху вертикальной холодильной шахты 22 соединен с гравитационным пылесборником 33; также присутствует трубопровод для высокотемпературного отходящего газа после гравитационного пылесборника 33. Выпускные каналы для пыли указанного гравитационного пылесборника 33 соединены с цепным скребковым конвейером 34.
Корпуса указанных лотка 18, приемного лотка 26, вращающегося распределительного желоба 36, распределителя 24 и разгрузочного лотка 31 выполнены из пластин котельной стали или жаростойкой нержавеющей стали; футеровки предусматриваются или не предусматриваются сообразно необходимости, и выполнены из пластин легированной марганцем стали с высокой стойкостью к истиранию или огнеупорных материалов.
Внутренняя стенка указанной вертикальной холодильной шахты 22 выше выпускного канала 29 кольцевого воздуховода снабжена футеровкой, причем футеровка включает внутренний рабочий слой и наружный изоляционный слой; внутренний рабочий слой выполнен из огнеупорных кирпичей 40, и наружный изоляционный слой сформирован из жаростойких напыленных материалов; футеровка поддерживается жаростойкой опорной рамой.
Указанный цепной ковшовый конвейер 20 снабжен герметичным теплозащитным покрытием.
Указанное приводное моторное устройство 20 включает два двигателя, симметрично размещенных на верхнем краю корпуса 35 распределительного устройства; зубчатый венец размещается на верхнем краю корпуса 35 распределительного устройства; приводимый в движение двигателем, зубчатый венец вращается и находится в зацеплении с зубчатым колесом, размещенным на верху вращающегося распределительного желоба 36, для приведения вращающегося распределительного желоба 36 в движение вдоль верхнего края корпуса 35 распределительного устройства и обеспечения вращения вращающегося распределительного желоба 36 вокруг центральной оси вертикальной холодильной шахты 22. Число указанных опорожняющих лотков 25 и разгрузочных лотков 31 составляет шесть, соответственно.
Приведенное выше содержание представляет только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, но объем правовой защиты настоящего изобретения этим не ограничивается; в пределы раскрытой в настоящем изобретении технической области эквивалентные замены или изменения, выполненные согласно технической схеме и концепции настоящего изобретения любым специалистом, знакомым с технической областью, должны входить в объем правовой защиты настоящего изобретения.
Список ссылочных позиций
1
загрузочное устройство
2
сыпучий материал
3
холодильная шахта
4
шахтный холодильник
5
устройство для охлаждения сыпучего материала
6
шевронный конвейер
7
впускное отверстие
8
вращающийся бункер
9
центральная ось вращения
10
выпускное отверстие
11
подающий бункер
12a,b,c
спускная труба
13
компрессор
14
подводящие трубопроводы
15
выпускные трубопроводы
16
слой материала
17
агломерационная установка
18
лоток
19
одновалковая дробилка
20
цепной ковшовый конвейер
21
электрический вибрационный питатель 1
22
вертикальная холодильная шахта
23
вращающееся распределительное устройство
24
распределитель
25
опорожняющий лоток
26
приемный лоток
27
воздушный компрессор
28
выпускной канал центрального воздуховода
29
выпускной канал кольцевого воздуховода
30
ленточный конвейер
31
разгрузочный лоток
32
электрический вибрационный питатель 2
33
гравитационный пылесборник
34
цепной скребковый конвейер
35
корпус распределительного устройства
36
вращающийся распределительный желоб
37
приводное моторное устройство
38
барабан
39
пылезащитный чехол
40
огнеупорный кирпич
Источники информации
GB2071139A
CN204630395U
CN204630396U
CN103234361B
CN204495075
CN201310127744.5
CN93117175
CN201310672967
CN201511002240.6,
CN201320185479.1
CN201520756682.9
CN201310127744.5
CN93117175.
CN201310672967
CN201220491407.5
CN201610150596.2
CN200910074513.6
CN93117175
CN201320185290.2
CN201520756682.9
CN201520756682.9
CN201310127797.7
CN201320185480.4
CN93117175
CN201511002240.6
CN201320814396.4
CN201310128026
CN201320814379.0
CN201520756682.9
201511002240.6
CN200910074513.6
CN93117175.