[发明专利]液态熔渣干式离心粒化渣粒品质调控方法

权利要求书

1.液态熔渣干式离心粒化渣粒品质调控方法，其特征在于，渣粒品质包括渣粒的玻璃体转化率、渣粒的粒度及其分布、渣粒活性；所述液态熔渣干式离心粒化渣粒品质调控方法包括：

(1)渣粒的玻璃体转化率调控；

渣粒玻璃体转化率与其冷却速率有关，通过快速冷却，使渣粒快速跨过晶相转变区，实现渣粒非晶相转变；

(2)渣粒的粒度及粒径分布调控；

(3)粒化渣粒活性：

通过机械粉磨方法减小粒化渣粒的细度，激发渣粒的活性；或添加活化剂提高渣粒的活性；

步骤(1)具体包括：

粒化仓内实现高温粒化渣粒快速冷却：设置粒化器边缘冷却风，结合粒化渣粒的飞行轨迹，匹配冷却风流场与动量；设置粒化仓水冷壁或粒化仓壁面上气膜冷却风，结合粒化渣粒的飞行轨迹，匹配粒化仓容积与粒化仓水冷壁壁面温度或粒化仓壁面上气膜冷却风温度与风速；通过上述设置粒化器边缘冷却风、粒化仓水冷壁或气膜冷却风，强化高温粒化渣粒与周围环境的辐射换热、对流换热，实现高温粒化渣粒快速冷却；

移动床或流化床内，在移动床或流化床壁面上设冷壁，冷壁采用膜式壁或非膜式壁，冷壁内通冷却风或冷却水，实现贴壁料层与冷壁面固-固换热；在移动床或流化床空间内设埋管，埋管内通冷却风或冷却水，埋管采用圆管或防磨异型管，通过移动床或流化床内料层和埋管壁面的固-固换热，控制移动床或流化床渣粒内部熔融层和半熔融层的冷却速度，实现渣粒的玻璃体转化；移动床或流化床内通冷却风，通过料层与冷却风的对流换热，实现渣粒的玻璃体转化；同时，在移动床与粒化仓之间设置埋管受热面，埋管内通冷却流体，埋管采用圆管或防磨异型管；

渣粒的粒度及粒径分布调控基于一种液态熔渣干式离心粒化系统；所述液态熔渣干式离心粒化系统包括：

温度控制单元，用于控制液态熔渣缓存装置内的高温熔渣保持设定温度范围内，控制缓存装置的出流熔渣温度保持设定温度范围内；

流量控制单元，用于控制缓存装置的出流高温熔渣流量在设定范围，保证流量的平稳性；

粒化器控制单元，用于控制粒化器中心与缓存装置落渣管中心对中，同时保证粒化器在高速旋转过程中平稳运行；

步骤(2)具体包括以下步骤：

首先通过温度控制单元、流量控制单元及粒化器控制单元，控制落入粒化器中液态熔渣的温度和流量，并确保粒化器与落渣管对中且平稳无晃动；然后进入调试，通过工艺试验，调节粒化器转速、出流流量、粘温特性、粒化器结构、粒化器尺寸、粒化器表面粗糙度、粒化器边缘风风速及角度，得到粒化渣粒粒径与粒化器转速、出流流量、粘温特性、粒化器结构、粒化器尺寸、粒化器表面粗糙度、粒化器边缘风风速及角度的关系；

当通过工艺试验获得粒化渣粒粒径与粒化器转速、出流流量、粘温特性、粒化器结构、粒化器尺寸、粒化器表面粗糙度、粒化器边缘风风速及角度的关系后，开始正常粒化过程；

若正常粒化过程中，根据上述粒径关系获得的粒化渣粒粒径大于其设定区间，通过微调大粒化器转速，使其回归设定区间；若粒化渣粒粒径小于设定区间，通过微调小粒化器转速，使其回归设定区间；

所述渣粒的玻璃体转化率的调控中，采用移动床结构，在移动床料层表面附近设置刮板定期水平推或旋转推料层来均匀物料，刮板上带有冷却风；

所述渣粒的玻璃体转化率调控方法中，若在确保各个参数均在设定值范围内的前提下，粒化过程中检测渣粒的玻璃体转化率，如果转化率小于设定值，进入步骤(a)；如果转化率大于设定值，结束；继续监测渣粒的玻璃体转化率；

(a)确认液态熔渣粒径是否在设定区间之内，若超出设定区间，调节熔渣粒径至设定区间，并转入步骤(b)；若未超出设定区间，直接转入步骤(b)；

(b)逐渐增大粒化器边缘环形风量，直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值，结束；如果粒化器边缘环形风量增加至最大，粒化渣粒的玻璃体转化率仍小于设定值，转入步骤(c)；

(c)若粒化仓壁面上设有气膜冷却风，则逐渐增大粒化仓壁面上设有气膜冷却风风量，直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值，结束；如果粒化仓壁面上设有气膜冷却风风量加至最大，粒化渣粒的玻璃体转化率仍小于设定值，转入步骤(d)；如果粒化仓壁面上未设有气膜冷却风，转入步骤(d)；

(d)若移动床料层表面附近设置刮板冷却风，则增大移动床料层表面刮板风量，直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值，结束；如果移动床料层表面附近设置的刮板冷却风风量加至最大，粒化渣粒的玻璃体转化率仍小于设定值，转入步骤(e)；如果移动床料层表面附近未设置刮板冷却风，转入步骤(e)；

(e)增大移动床冷却风量直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值，结束；如果移动床冷却风量加至最大，粒化渣粒的玻璃体转化率仍小于设定值，转入步骤(f)；

(f)根据粒径与粒化器转速、出流流量、粘温特性、粒化器结构、粒化器尺寸、粒化器表面粗糙度、粒化器边缘风风量及角度的关系来调节运行参数和熔渣物性，以减小渣粒粒径，直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值；如果渣粒粒径减小至极限值，粒化渣粒的玻璃体转化率仍小于设定值，转入步骤(g)；

(g)增大移动床料位高度，直到粒化渣粒的玻璃体转化率达到设定值；

液态熔渣干式离心粒化系统，包括：粒化器(219)、粒化器固定装置(232)和粒化器驱动装置；粒化器固定在粒化器固定装置(232)上；粒化器固定装置内部设有气流通道(233)，粒化器固定装置接触粒化器的底部设置扩展受热面(234)；粒化器固定装置顶部开有多个第一风口(236)，顶部第一风口的出风角度与粒化器边缘倾角相交，用于对粒化过程中形成的液膜或液丝进行外力破碎；粒化器固定装置(232)侧面设有多个第二风口(235)，第二风口与粒化器边缘倾斜角度平行或交叉，用于对粒化过程中液丝断裂形成的液滴进行冷却；第一风口和第二风口与气流通道(233)连通；粒化器驱动装置用于驱动粒化器旋转；

还包括粒化器驱动装置和轴冷却风道；

粒化器驱动装置包括电机(209)和转轴(223)；电机(209)的输出轴与转轴(223)的下端固定连接；转轴的上端与粒化器固定装置(232)的底部固定连接；转轴上设有若干耐温叶片(224)；

轴冷却风道包括电机密封罩(210)、风管内套筒(217)、轴套筒(222)和转轴(223)；密封罩(210)围绕在电机(209)外周，风管内套筒(217)和轴套筒(222)套设于转轴(223)的外周；耐温推力轴承(212)和耐温定位轴承(221)的内圈均固定在转轴(223)上，外圈固定在风管内套筒(217)内壁；轴套筒(222)固定在其顶部耐温轴承的外圈和其下部的耐温轴承的外圈之间，将耐温叶片(224)包围于其中；耐温推力轴承(212)和耐温定位轴承(221)上均设有供气流流道(218)；

密封罩(210)与风管内套筒(217)固定连接，通过通风口(226)连通；

风管内套筒(217)外周布置有风管外套筒(216)，风管内套筒(217)与风管外套筒(216)之间形成环形冷却风道，环形冷却风道顶部环形布置有若干风帽(220)；风管外套筒底部开有环形冷却风道进风口(225)；