一种用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置及方法

1.本发明属于冷却设备技术领域，具体涉及一种用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置及方法。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，人们对降耗环保以及资源再利用的需求也越来越高。烧结、球团、直接还原、化工和水泥等的生产过程中产生和排出的超细高温物料的冷却和余热回收利用，是节能减排与环保的重要组成，高效且环保的冷却设备以及高效的余热利用技术越来越受到企业与科技人员的重视。
3.现有的冷却设备有链板机、链斗式冷却机、带式冷却机、环式冷却机等设备，普遍存在冷却效果差和余热利用率低的问题。以上冷却设备，只能对＞5mm占95％的高温颗粒物料进行冷却处理。而对于类似回转窑球团高温超细散料的冷却，以及粉末冶金铁粉、直接还原铁粉、化工与水泥等超细高温的粉料冷却却无能为力。
4.一种用于热态矿物超细颗粒粉料的冷却设备，目前国内外还没有一台成熟的设备用来处理大量的高温粉料，以致造成堆存、运输困难，粉尘对环境和水系污染。
5.本发明所要提供的炉外炉正方柱形竖式冷却设备，为一种雾状加湿鼓风与金属传导热汽化冷却于一体的设备。适用于大中小型高温粉料产出的冷却和运输，无环境污染，设备结构简单，维修量小和环境友好等优点。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为生产高温粉料和回收该超细粉散料的技术领域提供一种合理的生产技术，以便满足常规皮带机输送或用于风力管道输送的要求。同时，解决热粉料无处堆存，造成占地面积大，堆放时间长，造成久久达不到冷却至皮带机输送的要求，并且造成扬尘污染，水系污染和资源流失等问题。
7.本发明所提供的技术方案如下：
8.一种用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置，包括：
9.竖向设置的四方柱形的管状的主壳体，所述主壳体具有上盖板和下盖板；
10.竖向设置在所述主壳体内的若干长方形的空心板状结构的冷却板，各所述冷却板间隔设置并分别将其两侧的主壳体内空间隔断，各所述冷却板上下开口，并形成料流冷却通道，相邻的两块冷却板之间形成巷道形空腔风道，所述上盖板设置有若干长条形的进料口，对应的，所述下盖板设置有若干长条形的出料口，各所述料流冷却通道分别连通对应的一对进料口和出料口；
11.设置在所述上盖板上的锥形集料槽，其下端连通各所述进料口，其上端用于进料；
12.设置在所述主壳体的上部侧壁上的至少一个热废气排出管，其连通各所述巷道形空腔风道的上部；
13.设置在所述主壳体的下部侧壁上的进风口，其连通各所述巷道形空腔风道的下
部；
14.以及设置在所述下盖板下的集料排矿槽，其上端连通各所述出料口，其上端用于进料。
15.基于上述技术方案所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置，通过在空心板内形成料流冷却通道、在相邻的两块冷却板之间形成巷道形空腔风道，对高温粉料进行冷却，高温粉料不会直接与冷却气流接触，尤其适合于以湿风作为冷却风。并且，由于冷却风不与高温物料接触，冷却风可直接通过热废气排出管向空中排放，排放气体无污染无公害。
16.进一步的，所述进风口依次连通设置有加湿鼓风机和电机。
17.基于上述技术方案，配合各空心板状结构的冷却板，可以实现采用雾化湿法鼓风汽化技术进行冷却。冷却过程中，高温粉料不直接与鼓入的湿风接触。
18.本发明首次提出的以湿法鼓风汽化方式，用于对高温粉料进行冷却，其有利于提高金属冷却片的散热性能，强化高温粉料的热传递的冷却速度，对直接还原铁粉的再氧化起到了保护作用，并可达到更佳的冷却效果。
19.进一步的，各所述冷却板的上下段和主壳体之间具有间隔。
20.进一步的，各所述冷却板包括梯形的上部、长方形的中部和倒梯形的下部，其在中部将其两侧的主壳体内空间隔断。
21.基于上述技术方案，冷却板具有梯形的上部和倒梯形的下部，可以便于主壳体内梯形的上部和倒梯形的下部处的气体流动，避免因为冷却板的隔断作用而降低主壳体内气体流动，从而利于下部的进风和上部的出风。
22.进一步的，各所述冷却板相互平行且间隔设置。
23.进一步的，各所述进料口相互平行且间隔设置。
24.进一步的，各所述出料口相互平行且间隔设置的。
25.基于上述技术方案，便于在主壳体内形成均衡分布的料流冷却通道和巷道形空腔风道。
26.具体的，各所述热废气排出管在各所述巷道形空腔风道的侧方与其连通。
27.基于上述技术方案，将各所述热废气排出管在各所述巷道形空腔风道的侧方与其连通设置，便于巷道形空腔风道内的冷却风从热废气排出管排出。
28.进一步的，所述热废气排出管的数量为两个，两个所述的热废气排出管相对设置。
29.基于上述技术方案，热废气排出管设置为两个，可以避免冷区效果集中在一侧，并可以加强巷道形空腔风道内的冷却风从热废气排出管排出效果。
30.进一步的，所述进料口的长度小于或等于所述冷却板上开口的长度；所述出料口的长度小于或等于所述冷却板下开口的长度。
31.基于上述技术方案，所述进料口的长度小于或等于所述冷却板上开口的长度可以避免高温物料进入到巷道形空腔风道内；所述出料口的长度小于或等于所述冷却板下开口的长度可以避免高温物料落到装置外部。
32.具体的，集料排矿槽连通设置有电振排矿机。
33.基于上述技术方案，通过设置电振排矿机，可以增加装置的排料效率。
34.具体的，所述主壳体的下方设置有用于配合安装到支撑结构上的承重梁。
35.基于上述技术方案，通过承重梁的设置，可以方便的将装置安装到安装架或支撑架上。
36.进一步的，所述的主壳体由若干段四方柱形的管道状的子壳体依次连通组成，相邻的子壳体间通过法兰密封连接。
37.基于上述技术方案，将主壳体设置为由若干段四方柱形的管道状的子壳体依次连通组成，可以方便的组装或扩展装置。
38.主壳体可由正方横截面相同2
‑
4个子壳体组成，每个子壳体之间通过法兰密封连接成壳体，上下锥形料槽连接方式与主壳体相同。
39.本发明还提供了一种高温粉料产出的冷却方法，采用上述的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置进行冷却绝，具体包括以下步骤：
40.s1：将高温粉料通入所述的锥形集料槽，物料经所述的进料口进入到所述的巷道形空腔风道；
41.s2：高温粉料在所述的巷道形空腔风道内形成料流向下移动；
42.s3：所述加湿鼓风机通过所述进风口向所述主壳体中鼓入加湿冷却风；
43.s4：加湿冷却风进入到所述巷道形空腔风道内，与高温粉料发生热交换，产生热废气；
44.s5：热废气通过所述热废气排出管排出，排出的热废气无尘无污染；
45.s6：所述巷道形空腔风道内冷却后的粉料从所述锥形排矿槽排出。
46.基于上述技术方案，冷却过程中，高温粉料走料流冷却通道，冷却风走巷道形空腔风道，高温粉料不直接与鼓入的湿风接触。对高温粉料进行冷却，其有利于提高金属冷却片的散热性能，强化高温粉料的热传递的冷却速度，对直接还原铁粉的再氧化起到了保护作用，并可达到更佳的冷却效果。
47.本发明的有益效果：
48.本发明具有资源回收利用、节能环保、防止还原产物再氧化的多重效能，本设备可根据产能来设计处理量的大小，设备占地面积少，现场安装便捷，能重复利用和便于长途运输的特点；
49.本发明巧妙的利用了导热和散热原理，单台设备年处理量可达2～30万t/年，该设备可根据年处理量设计成大小不同规格的竖式冷却设备，且便于长途运输。
附图说明
50.图1是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的立体结构示意图。
51.图2是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的部分侧视图。
52.图3是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的上盖板的立体结构示意图。
53.图4是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的下盖板的立体结构示意图。
54.图5是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的冷却板的主视图。
55.图6是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的主视图。
56.图7是本发明所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置的剖视图。
57.附图1、2、3、4、5、6、7中，各标号所代表的结构列表如下：
58.1、锥形集料槽，2、上盖板，3、热废气排出管，4、主壳体，5、子壳体，6、进风口，7、下盖板，8、集料排矿槽，9、承重梁，10、冷却板，11、进料口，12、出料口，13、加湿鼓风机，14、电机，15、电振排矿机。
具体实施方式
59.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
60.需要说明的是，当一个零件或组件被认为是“连接”、“位于”、“装配”在另一个零件或组件上时，它可以是直接设置在另一个零件和组件上或者可能同时存在居中零件和组件。本文所使用的术语“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
61.在一个具体实施方式中，如图1、2、6、7所示，用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置包括：竖向设置的四方柱形的管状的主壳体4，所述主壳体4具有上盖板2和下盖板7；竖向设置在所述主壳体4内的若干长方形的空心板状结构的冷却板10，各所述冷却板10将其两侧的主壳体4内空间隔断，各所述冷却板10上下开口，并形成料流冷却通道，相邻的两块冷却板10之间形成巷道形空腔风道，所述上盖板2设置有若干长条形的进料口11，对应的，所述下盖板7设置有若干长条形的出料口12，各所述料流冷却通道分别连通对应的一对进料口11和出料口12；设置在所述上盖板2上的锥形集料槽1，其下端连通各所述进料口11；设置在所述主壳体4的上部侧壁上的至少一个热废气排出管3，其连通各所述巷道形空腔风道的上部；设置在所述主壳体4的下部侧壁上的进风口6，其连通各所述巷道形空腔风道的下部；以及设置在所述下盖板7下的集料排矿槽8，其连通各所述出料口12。基于此技术方案所提供的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置，通过在空心板内形成料流冷却通道、在相邻的两块冷却板之间形成巷道形空腔风道，对高温粉料进行冷却，高温粉料不会直接与冷却气流接触，尤其适合于以湿风作为冷却风。并且，由于冷却风不与高温物料接触，冷却风可直接通过热废气排出管向空中排放，排放气体无污染无公害。
62.在一个实施例中，如图6所示，所述进风口6依次连通设置有加湿鼓风机13和电机14。基于此技术方案，配合各空心板状结构的冷却板，可以实现采用雾化湿法鼓风汽化技术进行冷却。冷却过程中，高温粉料不直接与鼓入的湿风接触。以该技术方案对高温粉料进行冷却，其有利于提高金属冷却片的散热性能，强化高温粉料的热传递的冷却速度，对直接还原铁粉的再氧化起到了保护作用，并可达到更佳的冷却效果。
63.在一个实施例中，如图5所示，各所述冷却板10包括梯形的上部、长方形的中部和倒梯形的下部，其在中部将其两侧的主壳体4内空间隔断。基于此技术方案，冷却板具有梯形的上部和倒梯形的下部，可以便于主壳体内梯形的上部和倒梯形的下部处的气体流动，避免因为冷却板的隔断作用而降低主壳体内气体流动，从而利于下部的进风和上部的出风。通过在空心板内形成料流冷却通道、在相邻的两块冷却板之间形成巷道形空腔风道，对高温粉料进行冷却，高温粉料不会直接与冷却气流接触，尤其适合于以湿风作为冷却风。并且，由于冷却风不与高温物料接触，冷却风可直接通过热废气排出管向空中排放，排放气体
无污染无公害。主壳体内梯形的上部和倒梯形的下部处各巷道形空腔风道均可以分别对应的连通上热废气排出管和进风口，从而可以完整的利用上各条巷道形空腔风道。
64.在一个实施例中，如图2所示，各所述冷却板10相互平行且间隔设置。如图3所示，各所述进料口11相互平行且间隔设置。如图4所示，各所述出料口12相互平行且间隔设置的。基于此技术方案，便于在主壳体内形成均衡分布的料流冷却通道和巷道形空腔风道。
65.在一个实施例中，如图2所示，各所述热废气排出管3在各所述巷道形空腔风道的侧方与其连通。基于此技术方案，将各所述热废气排出管3在各所述巷道形空腔风道的侧方与其连通设置，便于巷道形空腔风道内的冷却风从热废气排出管3排出。
66.在一个实施例中，如图1所示，所述热废气排出管3的数量为两个，两个所述的热废气排出管3相对设置。基于此技术方案，热废气排出管设置为两个，可以避免冷区效果集中在一侧，并可以加强巷道形空腔风道内的冷却风从热废气排出管3排出效果。
67.在一个实施例中，所述进料口11的长度等于所述冷却板10上开口的长度。所述出料口12的长度等于所述冷却板10下开口的长度。基于此技术方案，所述进料口11的长度小于或等于所述冷却板10上开口的长度可以避免高温物料进入到巷道形空腔风道内；所述出料口12的长度小于或等于所述冷却板10下开口的长度可以避免高温物料落到装置外部。
68.在一个实施例中，如图6所示，集料排矿槽8连通设置有电振排矿机15。基于此技术方案，通过设置电振排矿机，可以增加装置的排料效率。
69.在一个实施例中，如图6所示，所述主壳体4的下方设置有用于配合安装到支撑结构上的承重梁9。基于此技术方案，通过承重梁的设置，可以方便的将装置安装到安装架或支撑架上。
70.在一个实施例中，如图1、2所示，所述的主壳体4由若干段四方柱形的管道状的子壳体5依次连通组成，相邻的子壳体5间通过法兰密封连接。基于此技术方案，将主壳体4设置为由若干段四方柱形的管道状的子壳体5依次连通组成，可以方便的组装或扩展装置。主壳体可由正方横截面相同的2
‑
4个子壳体组成，每个子壳体之间通过法兰密封连接成壳体，上下锥形料槽连接方式与主壳体相同。
71.在一个具体的实施方式中，一种高温粉料产出的冷却方法，采用上述的用于高温粉料冷却的方柱形竖式冷却装置进行冷却绝，具体包括以下步骤：
72.s1：将高温粉料通入所述的锥形集料槽1，物料经所述的进料口11进入到所述的巷道形空腔风道；
73.s2：高温粉料在所述的巷道形空腔风道内形成料流向下移动；
74.s3：所述加湿鼓风机13通过所述进风口6向所述主壳体4中鼓入加湿冷却风；
75.s4：加湿冷却风进入到所述巷道形空腔风道内，与高温粉料发生热交换，产生热废气；
76.s5：热废气通过所述热废气排出管3排出，排出的热废气无尘无污染；
77.s6：所述巷道形空腔风道内冷却后的粉料从所述锥形排矿槽排出。
78.基于此技术方案，冷却过程中，高温粉料走料流冷却通道，冷却风走巷道形空腔风道，高温粉料不直接与鼓入的湿风接触。对高温粉料进行冷却，其有利于提高金属冷却片的散热性能，强化高温粉料的热传递的冷却速度，对直接还原铁粉的再氧化起到了保护作用，并可达到更佳的冷却效果。
79.总体上，本发明具有资源回收利用、节能环保、防止还原产物再氧化的多重效能，本设备可根据产能来设计处理量的大小，设备占地面积少，现场安装便捷，能重复利用和便于长途运输的特点；本发明巧妙的利用了导热和散热原理，设备可根据年处理量设计成大小不同规格的竖式冷却设备，且便于长途运输、安装或拆卸。
80.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。