[发明专利]一种针对宽粒径散料的自然分级和均衡布料方法及装置

说明书

本发明提供一种针对宽粒径散料的自然分级和均衡布料方法及装置，属于工业节能技术领域。该方法利用斜坡的高度差与最速下滑曲面上不同孔径的筛孔实现散料中颗粒在重力作用下的自然分级，利用斜坡的最速下滑曲面与曲面上筛孔的非均匀分布实现散料在时空上的均衡下落。最速下滑曲面上的筛孔根据孔径的大小分为多级筛孔，用以分离宽粒径分布的混合散料。筛孔在曲面上的分布密度随孔径的增大而减小。最速下滑曲面为“山脊型”，由内凹的速降曲线经三维扩展演变而成。本发明装置简单，易操作，散料处理量大，适用于熟料煅烧等散料粒径宽范围变化的工况，解决了混合散料难以直接进行高效余热回收等问题。

技术领域

本发明涉及工业节能技术领域，特别是指一种针对宽粒径散料的自然分级和均衡布料方法及装置。

背景技术

我国冶金、建材等行业每年产生45亿吨以上高温散料，余热量超过1亿吨标煤。针对块状物料的干熄焦、链-回-环等技术已经成熟，适用于粉状物料的多级旋风、喷动床、滚筒冷却器等技术也已获得大量应用，但对于流程工业中大量煅烧原料、工业炉渣等既含块料又含粉料的固体散料，其粒度覆盖范围宽、产率及温变跨度大，余热回收难度大、效率低，技术不成熟，而这部分余热占比达到60％以上。在对这部分宽粒度分布的散料进行余热回收时，最有效的方法是针对粉料和块料分别采取间接和直接换热的方法。但一方面，目前尚无成熟的使大小颗粒自然分级的技术；另一方面，传统布料方法会使散料在换热器中形成不均匀的“小山丘”，影响换热器整体的阻力分布，降低气固换热效率，从而制约余热回收效率。

因此急需一种可实现自然分级、均匀布料的方法及装置，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明针对流程工业中高温散料中粉状与块状混合不易直接进行余热回收等问题，提供一种针对宽粒径散料的自然分级和均衡布料方法及装置。

该方法包括散料的自然分级和均衡布料；其中，自然分级通过斜坡结构与斜坡曲面上不同孔径的筛孔实现；均衡布料通过最速下滑曲面与曲面上筛孔的非均匀分布实现。

其中，斜坡曲面的最高点与水平面形成的倾角大于安息角，以促进散料的自然下落。

最速下滑曲面为“山脊型”，由物理学上的“最速降线”进行三维扩展演变而来。下滑曲面在横、纵两个方向上都是由速降曲线构成，从而使物料能快速的到达四周，避免了在中间形成“小山丘”，实现了散料的自然分级和均衡分布。

该针对宽粒径散料的自然分级和均衡布料方法所采用的装置，包括最速下滑曲面、挡板、n级筛孔和(n+1)级受料仓，其中，n＞1；受料仓上方高出最速下滑曲面的部分为挡板，用以防止散料溢出。筛孔位于最速下滑曲面上。

其中，最速下滑曲面上的筛孔根据分级的需要分为1级、2级…n级筛孔。其中，1级筛孔最小，n级筛孔最大，物料将按由小到大的次序逐渐自然分级。同时，为使散料的下落布料更均匀，则任意截面处散料竖直下落时所受的阻力应相等，即任意截面处筛孔在水平面投影的总面积应相等。因此，同一级的各个筛孔在水平面上的投影面积相等，分布密度也相同。而不同级筛孔的直径随级数的增加逐渐变大，单个筛孔在水平面投影面积也变大，因此分布密度与上一级筛孔的分布密度相比则变小。即，最速下滑曲面上的同一级筛孔分布密度相同，不同级筛孔的分布密度不同，并且，随着级数的增大，筛孔的分布密度减小。

受料仓的级数比筛孔的级数多1级，用于接受经历各级筛孔后未被过滤的所有大块散料，1～n级筛孔与1～n级受料仓一一对应，(n+1)级受料仓上方无最速下滑曲面，不同粒径的散料则通过不同大小和不同分布的筛孔进入相应的受料仓，便实现了散料的自然分级和均衡下料。其中，1级受料仓靠近散料的入口处，(n+1)级受料仓设置在距离散料入口的最远处。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

该装置简单，易操作，散料处理量大，适用于熟料煅烧等散料粒度与产率均宽范围变化的工况，解决了高温散料中块、粉混合料难以直接进行余热回收等问题。