在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应的装置 |
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| 申请号 | CN200880130927.X | 申请日 | 2008-06-25 | 公开(公告)号 | CN102171527A | 公开(公告)日 | 2011-08-31 |
| 申请人 | 坡利西斯股份公司; | 发明人 | V·乔吉; D·库珀; L·拉戈盖赛尔; A·霍普; H-W·茨尔梅尔; D·克拉戈瑞夫; T·德克; S·里克特; | ||||
| 摘要 | 按照本 发明 的用于在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应、尤其是用于预热、冷却和/或 煅烧 精细粒度物料的装置具有布置成一个在另一个上面的至少三个层级，每一层级包括以下部件：a.用于输送气-固体悬浮物的气-固体悬浮物管，b.用于将输送的固体物料与输送的气体分离的装置，c.用于排出分离后的固体物料的固体物料管，以及d.用于排出分离后的气体的气体管，一个层级的气体管结合到下一个较高层级的气-固体悬浮物管中，且一个层级的固体物料管与下一个较低层级的气-固体悬浮物管接合。另外，第三或更高层级的气-固体悬浮物管和固体物料管的联接点设置成低于布置在两个层级以下的气-固体悬浮物管的最高点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在固体物料(5)和气体(6)之间进行化学和/或物理反应、尤其是用于预热、冷却和/或煅烧精细粒度物料的装置，具有布置成一个在另一个上面的至少三个层级(I，II，III)，每一个层级包括以下部件： |
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| 说明书全文 | 在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应的装置技术领域背景技术[0002] 具体来说，从实践所知，包括并流式热交换器和旋风分离器的系统可用于预热、冷却和/或煅烧精细粒度物料。这类装置一般具有布置成一个在另一个上面的数个层级，气流从底部通过所有的层级传导到顶部，同时固体物料以相反的方向传送到各个层级。 [0003] 这类系统具有以下缺点：它们要求极大的总高度，而且旋风分离器的分离度不总是令人满意的。例如，旋流器中经常会出现非可控的流动，该现象的发生是由于，例如，在旋流器入口处由旋流器中形成的旋涡流迭加在进入气流上或是由旋流器锥体中气流方向的反转导致的。此外，已在旋流器边缘处分离的粒子可能被散射回到旋流器的进入气流中。 [0004] 另一个问题是，在不同尺寸的结构形态下，对于相同的进入速度，离心力也会发生变化，由此引起其它的分离情况。 [0005] 因此，US 4,318,692建议了一种用于水泥原料的多层级式预热器，其每个层级各自包括上升管和邻接的螺旋形和/或盘旋形管。该螺旋形和/或盘旋形管具有矩形横截面，并连接到四边形漏斗的一侧上，其中，通过离心力和惯性力使固体物料和气体最终分离。 发明内容[0006] 本发明的目的是为了降低在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应的装置的总高度。 [0008] 按照本发明的用于在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应、，尤其是用于预热、冷却和/或煅烧精细粒度物料的装置，具有布置成一个在另一个上面的至少三个层级，每一层级包括以下部件： [0009] a.用于输送气-固体悬浮物的气-固体悬浮物管， [0010] b.用于将输送的固体物料与输送的气体分离的装置， [0011] c.用于排出分离的固体物料的固体物料管，以及 [0012] d.用于排出分离的气体的气体管， [0013] 一个层级的气体管结合到下一个较高层级的气-固体悬浮物管中，且一个层级的固体物料管与下一个较低层级的气-固体悬浮物管接合。 [0014] 另外，第三或更高层级的固体物料管和气-固体悬浮物管的联接点设置成低于布置在两个层级以下的气-固体悬浮物管的最高点。 [0015] 利用这样一种结构，可以显著降低该装置的总高度。 [0017] 按照本发明的一个优选构型，气-固体悬浮物管包括可由上升管和下降的螺旋形和/或盘旋形管形成的上升管部分和下降管部分。也可设置将上升管连接到螺旋形和/或盘旋形管的转向头部。由于该上升管部分和下降管部分，一方面确保了固体物料和气体之间有充足的接触时间，另一方面可以进一步降低总高度。 [0018] 按照本发明，螺旋形和/或盘旋形管应理解为至少部分是螺旋形和/或盘旋形的管。特别的是，该螺旋形和/或盘旋形管的转向可以只跨越较小的角度范围，例如90°。 [0019] 在另外的构型中，连续层级的螺旋形和/或盘旋形管交替地具有左旋和右旋的定向。转向的改变使该装置具有极紧凑的构造，这允许进一步降低总高度。例如，与传统的五个层级的旋风筒悬浮型热交换器相比，可以达到使总高度降低高达25％。 [0020] 还可设置成将固体物料管和气体管都连接到螺旋形和/或盘旋形管的端部上，在例如螺旋形和/或盘旋形管的端部设有分离室，用于排出固体物料流的固体物料管和用于排出气流的气体管都连接到该分离室。附图说明 [0021] 以下通过描述和附图详细说明本发明另外的优点和构型。 [0022] 在附图中， [0023] 图1为上述装置的一个层级的侧视图， [0024] 图2为图1所示的装置转动90°的侧视图， [0025] 图3为图1所示的层级的俯视图， [0026] 图4为具有布置成一个在另一个上面的三个层级的装置的侧视图，以及[0027] 图5为图4所示的装置的俯视图。 具体实施方式[0028] 首先，图1至3详细示出用于在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应、尤其是用于预热、冷却和/或煅烧精细粒度物料的装置的一个层级。该层级基本上包括气-固体悬浮物管1、用于将输送的固定物料与输送的气体分离的装置、用于排出分离的固定物料的固体物料管3和用于排出分离的气体的气体管4，在图示的实施方案中，该分离装置由分离室2形成。 [0029] 为了在固体物料5和气体6之间进行化学和/或物理反应，通过气-固体悬浮物管1将气-固体悬浮物输送到分离室2。 [0030] 气-固体悬浮物管1具有上升管1a形式的上升管部分以及螺旋形和/或盘旋形管1b形式的下降管部分。还设置转向头部1c，该转向头部使上升管1a与螺旋形和/或盘旋形管1b连接。从垂直方向看，至少螺旋形和/或盘旋形管1b的开始部分处于比其在分离室2处的口端更高的位置上。在螺旋形和/或盘旋形管1b中，由于离心力，气-固体悬浮物被分离为固体物料流和气流。 [0031] 按照本发明，螺旋形和/或盘旋形管1b的半径和/或上升梯度和/或横截面形状和/或横截面尺寸在气-固体悬浮物的流动方向上发生改变是可能的。因此，一方面可以影响在螺旋形和/或盘旋形管区域中的气-固体悬浮物的预分离，另一方面可以使螺旋形和/或盘旋形管1b适应外部条件。当将数个层级连结或布置成一个在另一个上面时，这是特别有利的。 [0032] 半径、上升梯度、横截面形状和/或横截面尺寸会在流动方向上断续地变化和/或在至少一个部分中连续地变化。因此，例如，半径减小会使离心力增加，而半径增加则相应于离心力的减小。可以通过改变横截面的形状和尺寸影响流速。 [0033] 在图示的实施方案中，螺旋形和/或盘旋形管1b以与水平面呈至少30°的角度α与分离室2成切线地接合。在接合区内，分离室2具有圆筒形部分2a，该圆筒形部分下面毗接呈漏斗形逐渐变细的部分2b。 [0034] 固体物料管3连接到分离室的呈漏斗形逐渐变细的部分2b上，而圆筒形部分2a结合到气体管4内。 [0035] 在图示的实施方案中，气体管4和分离室的圆筒形部分2a的直径相同。因而也可以说，分离室是由气体管4的下部分构成的。 [0036] 按照本发明，气体管4也可能以浸没管的方式伸入分离室2内，或者被构造成直径比分离室的直径大。由于螺旋形和/或盘旋形管1b向下倾斜地定向而且成切线地连接到分离室，因此，固体物料以弧形传导到分离室2的呈漏斗形逐渐变细的部分2b中，然后进入固体物料管3中(见图1和3)。 [0037] 在分离室2的圆筒形部分的内壁处，气体6以旋涡运动方式被向上抽入气体管4中(见图1)。在分离室2内向下倾斜定向的流动也防止进入的气流在螺旋形和/或盘旋形管1b的开口区域内被在分离室中形成的旋涡流覆盖。 [0038] 然而，所述用于将输送的固体物料与输送的气体分离的装置也可以整体或部分地构成在气-固体悬浮物管1内。 [0039] 由图3可见，螺旋形和/或盘旋形管1b跨越的角度范围大约为180°。然而，按照本发明，该角度范围也可选择成明显更大或更小。螺旋形和/或盘旋形管1b的半径和/或上升梯度和/或横截面形状和/或横截面尺寸在气-固体悬浮物的流动方向上变化也是可能的。 [0040] 按照本发明的用于在固体物料和气体之间进行化学和/或物理反应、尤其是用于预热、冷却和/或煅烧精细粒度物料的装置包括布置成一个在另一个上面的数个层级，如上面参照图1至3的描述。一个层级的气体管结合到下一个较高层级的气-固体悬浮物管内，而一个层级的固体物料管接合下一个较低层级的气-固体悬浮物管。 [0042] 在这样一种多层级式布置中，通过固体物料管3”’将待处理的固体物料传送到最上面的层级III，并从最下面的层级I将其抽出作为处理的固体物料5，例如，预先加热的固体物料。因此，在引导固体物料从上至下通过三个层级时，气流沿相反方向通过装置。待传送到最下面的层级的气体6例如是窑或煅烧炉的热废气。通过气体管4”从第三层级抽出的气体6”例如是为了除尘的目的而被传送到过滤器、或传送到布置在下游的高效分离器。处理后的固体物料5例如进入煅烧炉或窑，以作进一步处理。 [0043] 由于带有上升管1a和下降的螺旋形和/或盘旋形管1b的气-固体悬浮物管1的构造，可将三个层级设置得非常紧凑，而且以将它们缠绕的方式设置。还设置将至少两个连续层级的螺旋形和/或盘旋形管1b、1’b、1”b、交替地以左旋和右旋方式定向(见图5)。在俯视图中，沿气流方向相互紧随的两个连续层级的气-固体悬浮物管，尤其是螺旋形和/或盘旋形管，可以布置成蜿蜒的形状。 [0044] 在布置成一个在另一个上面的至少三个层级的情况下，如果第三或更高层级的固体物料管和气-固体悬浮物管的联接点设置成低于布置在两个层级以下的气-固体悬浮物管的最高点时，可以达到特别低型的结构形态。在图示的实施方案中，可以清楚地见到，与第三层级III的上升管1”a连接的固体物料管3”’设置成低于最低层级I的气-固体悬浮物管的最高点。 [0045] 按照本发明，还可提供至少两串各自具有至少三个层级的并行串。 |
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