[发明专利]制备金属复合粉末的高温流化床系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温流化床系统，特别是一种制备金属复合粉末的高温流化床系统。

背景技术

流化床技术自问世以来，在工业领域得到了广泛的应用。一般来说，流化床分为鼓泡流化床(BFB)和循环流化床(CFB)两大类，其中循环流化床(CFB)在煤炭燃烧领域优点突出，大容量的循环流化床锅炉被广泛应用于煤炭和电力行业。随着循环流化床技术的进一步发展，人们开始把循环流化床技术应用于金属粉末的制备。图2所示就是美国专利《Spray Conversion Process For TheProduction Of Nanophase Composite Powders》(专利号WO9107244A1)用于生产WC-Co复合粉的流化床设备。目前，国内进行WC-Co复合粉生产大多采用此类设备。此类流化床设备主要由流化床炉体，循环动力设备，热交换装置等几部分构成，基本工作流程结构简单，易于操作。但这套设备应用于金属复合粉末，特别是WC-Co复合粉的工业生产中，不可避免地存在如下问题：1.缺少循环气体配气系统，金属复合粉末的生产和煤炭燃烧不同，它对循环气体的气氛组成要求很高，对于不同的产品，需要不同的反应气氛才能保障生产的正常进行，而且在生产过程中，还需要对气氛进行实时调整，气氛波动过大，产品质量就无法保障，图2所示的这套设备显然无法达到要求；2.没有稳压和流量控制系统，在生产过程中，循环气体的压力波动以及循环流量的控制，对金属复合粉末产品质量起着至关重要的作用，仅靠供气气源无法保障循环气体的压力和流量的稳定，也就无法保障生产的稳定；3.没有气体分析设备，不能对流化床尾气的成分进行分析，该尾气不能重新进入循环体系，只能直接燃烧排放，无疑，将增大运行成本，降低生产效率，同时也会对环境保护产生不良影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述生产金属复合粉末的设备系统存在的流化床内气氛、压力、流量无法控制，导致生产不稳定，产品质量无法保障，以及易造成环境污染等技术问题，提供一种新的制备金属复合粉末的高温流化床系统，它以高温流化床为中心，系统各部分协同工作，在自控程序的调控之下，形成适应不同工艺要求的炉内特定气氛气体的闭式循环体系，而且，炉内循环气体的压力和流量稳定，能高效有序地生产出质量稳定的金属复合粉，基本不产生环境污染。

本发明的制备金属复合粉末的高温流化床系统，包括高温流化床，还包括与流化床尾气排放管道连接的净化子系统；与净化子系统输出管道连接的配气子系统；进气口与配气子系统的输出管道连接、排气口与稳压子系统输入管道连接的为流化床提供气体循环动力的鼓风机；气体输入管与鼓风机排气口连接、气体输出管与流量调节子系统的气体输入管连接的稳压子系统；设有气体输入管与稳压子系统的气体输出管连接、气体输出管通过自动控制阀门后与流化床的进气管连接的流量计的流量调节子系统；串接在流化床和净化子系统连接管道中、由若干台各自对流化床生产中一种气体进行分析的并联的气体分析仪组成的气体分析子系统；设置有与流化床进料口连接的原料输入管和与流化床卸料口连接的产品输出管的气力输送子系统；接收并处理气体分析子系统中各台气体分析仪和流量调节子系统中流量计的检测数据，以及流化床内的温度和压力检测数据，发出控制指令的自控子系统。

本发明在实施时，净化子系统的优选方案是分别设置滤除流化床工作气体中的水汽、粉尘杂质供循环配气用的气体过滤设备，滤除气力输送子系统外排气体粉尘杂质的过滤装置，及相应的调控阀门。

本发明在实施时，净化子系统中设置的滤除流化床工作气体中的水汽、粉尘杂质的气体过滤设备优先采用分子筛过滤的过滤设备，或硅胶过滤的过滤设备。

本发明在实施时，优先采用配置了配气罐及若干个一端与流化床内工艺气氛所需的一种气体气源连接、另一端与配气罐连接的调节阀门的配气子系统。

本发明在实施时，稳压子系统最好由一个大容积的稳压罐，以及设置于稳压罐的气体输入管和输出管管道上的调节阀门组成。

本发明在实施时，气力输送子系统最好配置有原料输送仓，产品接受仓，动力气源，以及分别安装在原料输入管和产品输出管上的气动阀门。