CN104315823A - 一种兰炭脱水装置及脱水方法 - Google Patents

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Abstract

一种兰炭脱水装置及脱水方法，包括风机，风机的出口通过管路连接竖直设置的圆柱式干燥器底部的进气口，圆柱式干燥器顶部设置有入料口，圆柱式干燥器底部设置有出料口，圆柱式干燥器的侧壁上还开设有若干进气口，圆柱式干燥器的顶部设置有出气管。由于本发明中圆柱式干燥器竖直设置，从上端进料，下端出料兰炭物料在圆柱式干燥器里没有相对位移，所以兰炭颗粒之间没有摩擦和碰撞，与干燥器本体亦没有撞击，故不产生粉未，避免了在兰炭干燥过程中产生大量粉末造成的损失。本发明中兰炭物料在竖直设置的圆柱式干燥器里可以有较长的停留时间，并且停留时间可以随意控制，所以可以使用温度较低的热风，温度高于150℃即可对含水兰炭进行干燥。

Description

一种兰炭脱水装置及脱水方法
技术领域
本发明属于兰炭应用技术领域，具体涉及一种兰炭脱水装置及脱水方法。
背景技术
兰碳广泛应用于矿热炉做还原剂。如电石、铁合金、硅铁等。在使用中要求其保持一定的粒度，以利于还原后生成的CO气体逸出而不在物料中聚焦；同时作为还原剂的兰焦要有低的水份含量，避免或减少水份在矿热炉中大量电解出H2和O2。(水份在矿热炉中分解属于副反应，既大量增加了电耗，又有大量的O2气生成易使还原产生的气体达到***极限。以电石生产为例：电石的主要原料为CaO和兰炭，在电石炉里，发生如下主还原反应：CaO+C→CaC2+CO，如料层没有一定的透气性，会使大量的CO聚焦在物料里，达到一定的压力后，CO气体会剧烈喷出，将料层喷开大量聚焦气体一次性逸出，形成***，(此即俗称“埸料”)，这是生产运行中十分危险的事故，因此，进料的颗粒要求十分严格，不得带入粉末状原料。
因兰炭为多孔状高比表面物质，所以易吸水。兰炭在自然状态下含水10-20％,进炉兰炭的水份必须小于1％，水份在兰炭炉里的电解副反应为:H2O→H2+O2，该副反应耗电巨大，增加了电石的单位电耗，同时生成的O2与主反应生成的CO混合在了一起。当氧气达到一定的浓度时，会达到CO的***极限。所以在电石生产中严格控制电气炉气的O2含量小于1％。
综上所述，控制进炉兰炭中的粉末含量，降低兰炭中的水份，对于工业矿热炉的生产具有十分重要的意义。
兰炭的组成为：固定碳≧85％，水份≤18％，挥发份小于10％。现有的兰炭烘干工艺采用的是回转窑烘干形式。回转窑由燃烧室、回转窑窑体、出料室等组成。其中，燃烧室一般为沸腾炉或煤气燃烧室，燃料为煤气或煤粉。燃烧室充分燃烧后的高温烟气(约700℃)进入回转窑，与进入回转窑的兰炭物料同向相行，从窑尾出料。回转窑窑体长度一般为20～25米。
物料进入窑体后，随着窑体的旋转，一方面以抛物线的轨迹上下运动，另一方面随着窑的倾角向窑尾运动。在物料之间及物料与窑体之间的相互撞击、摩擦过程中产生了大量的兰炭粉末料，该部分兰炭粉末料成了废料，只能当燃料用了。干燥好的兰炭物料从窑尾流出。回转窑工艺存在缺点：兰炭颗粒粉末化厉害，浪费原料；只能用高温气体(>700℃)干燥。物料在回转窑内停留时间太短；可操作性差。生产能力小，一次性投资太大了。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种兰炭脱水装置及脱水方法，该方法能够减少兰炭干燥过程中粉末的产生，可操作性强。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种兰炭脱水装置，包括风机，风机的出口通过管路连接竖直设置的圆柱式干燥器底部的进气口，圆柱式干燥器顶部设置有入料口，圆柱式干燥器底部设置有出料口，圆柱式干燥器的侧壁上还开设有若干进气口，圆柱式干燥器的顶部设置有出气管。
所述圆柱式干燥器包括腔体，腔体底部设置一根伸入圆柱式干燥器内部的进风管，进风管与腔体内壁在竖直方向相平行；腔体的侧壁上开设有若干进气口。
所述进风管上间隔设置若干围绕进风管一圈用于阻挡气流的第二挡板。
所述第二档板与竖直方向的夹角为30-60℃。
进气口处的腔体内壁上设置一圈与竖直方向呈30-75℃，并且能够上下活动的第一挡板。
所述第一挡板和第二挡板在竖直方向上交错设置。
所述还包括用于检测并控制气体流量的DCS控制***；出气管的端部设置有集气伞；进气管的顶端设置有顶盖；若干进气口在圆柱式干燥器的侧壁上呈180°对称设置。
所述入料口设置有星型进料机，入料口通过星型进料机与含水兰炭储仓相连；出料口处设置有星型出料机，出料口通过星型出料机与干燥兰炭储仓相连。
所述星型出料机与干燥兰炭储仓之间设置有皮带机。
一种兰炭脱水方法，从工业热风炉或锅炉尾气温度高于150℃，加压至15KPa后，用管道通过风机从圆柱式干燥器底部进气管、侧壁上的进气口输送到圆柱式干燥器内，含水份10-20％的兰炭从圆柱式干燥器的顶部通过星型进料机输入圆柱式干燥器内，与圆柱式干燥器底部进来的热风炉尾气或锅炉尾气逆流接触，通过DCS控制***控制星型进料机的出料速度、星型出料机的转速，以控制圆柱型干燥器内兰炭物料的下降速度，通过水份在线分析仪实时监测兰炭中的水分，将脱水合格后的兰炭通过圆柱式干燥器底部的星型出料机排出。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1.本发明中兰炭物料在竖直设置的圆柱式干燥器里可以有较长的停留时间，并且停留时间可以随意控制，所以可以使用温度较低的热风，温度高于150℃即可对含水兰炭进行干燥；克服了现有的回转窑干燥的最低温度不得低于700℃的问题。本发明中的圆柱式干燥器可使用各种温度在150℃以上的工业余热，如：锅炉尾气或热风炉尾气对兰炭进行干燥，既充分利用的尾气，节约了成本，又减少了环境污染。
2.由于本发明中圆柱式干燥器竖直设置，从上端进料，下端出料兰炭物料在圆柱式干燥器里没有相对位移，所以兰炭颗粒之间没有摩擦和碰撞，与干燥器本体亦没有撞击，故不产生粉未，避免了在兰炭干燥过程中产生大量粉末造成的损失。
3.本发明中含水兰炭从圆柱式干燥器顶部进入，气体从圆柱式干燥器底部进入，使得被加热介质与热源气体逆流接触，对兰炭脱水彻底，因此热效率高，操作的可控性强，可以适应各种含水量的物料。
4.本发明装置简单，投资成本小。
5.本发明可通过配属自动化控制***(如DCS)***，实现自动化运行。
本发明的对兰炭的脱水方法简单易行，易于操作，并且通过DCS控制***控制星型进料机的出料速度、星型出料机的转速，以控制圆柱型干燥器内兰炭物料的下降速度，使得对于含水分较大的兰炭能够重复的与尾气接触，提高了热效率，使的水分较小的兰炭快速的通过圆柱式干燥器，提高了脱水效率，同时通过水份在线分析仪实时监测兰炭中的水分，将干燥合格的兰炭及时排出。
进一步的，通过设置第一挡板可对进入圆柱式干燥器的其他进行阻挡，使气流平缓的进入干燥器内部，既保证了兰炭的运行方向又充分利用了尾气的热量，并且沉积在第一挡板上的兰炭在气流对第一挡板的冲击下，从第一挡板上脱落。
进一步的，通过设置第二挡板既可以对气流进行阻挡，延长气流在干燥器内停留时间，使得兰炭与气体充分接触。
进一步的，本发明通过设置检测并控制气体流量的DCS控制***，使得可以自动化控制，可随意控制进出物料的速度，延长或缩短物料在圆柱式干燥器内的停留时间，进一步提高了干燥效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为圆柱式干燥器的结构示意图。
其中，1为风机，2为加料机，3为圆柱形干燥器，4为出料机，5为干燥尾气除尘装置，6为皮带机，7为烟囱，8为含水兰炭储仓，9为干燥兰炭储仓，10为第一挡板，11为第二挡板，12为顶盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参见图1，一种兰炭脱水装置，包括风机1，所述风机1的出口通过管路连接圆柱式干燥器3侧壁上的若干进气口以及底部的进气口，圆柱式干燥器3的顶部设置有一个入料口，入料口处设置有星型进料机2；圆柱式干燥器2的上端设置含水兰炭储仓8，含水兰炭储仓8通过进料机2与圆柱式干燥器3的上端入料口相连通，圆柱式干燥器3的下端出口连接有出料机4的入口，出料机4的出口经皮带机6与干燥兰炭储仓9相连通。圆柱式干燥器3的上部还连接有用于对干燥尾气进行除尘的5，布袋除尘器5的出口连接有用于排出干燥尾气的烟囱7。
参见图2，本发明中的圆柱式干燥器3的结构具体为：圆柱式干燥器包括腔体，腔体的底部设置一根伸入腔体内部的进风管，进风管与腔体内壁在竖直方向相平行，进风管上间隔设置若干围绕进风管一圈的第二挡板11，第二挡板11与竖直方向的夹角为30-60℃，进风管的顶部设置用于防止兰炭固体进入的顶盖12，圆柱式干燥器的顶部设置有出风管，出风管的端部设置有集气伞，便于圆柱式干燥器内的气体排出。
圆柱式干燥器3腔体的侧壁上设置有若干用于对圆柱式干燥器内温度进行调节的进气口，并且干燥器周向的同一水平面上相对设置两个进气口，即进气口在圆柱式干燥器3的侧壁上水平方向呈180°对称设置；在竖直方向上，圆柱式干燥器3的每侧各设置3个进气口。侧壁上的每个进气口处腔体的内壁上设置与竖直方向呈30-75℃的第一挡板10，第一挡板10能够随气体进气口处气流的大小进行上下活动。第一挡板10与第二挡板11在竖直方向上间隔设置。
所述的进料机为星型进料机，出料机为星型出料机。星型进料机、星型出料机能够保证在进料或出料的同时，对圆柱式干燥器内的气体进行密封，保证正常的干燥过程。出气管连接有干燥尾气除尘装置5，经干燥尾气除尘装置5进行除尘后的气体，经过烟囱7排出。其中，干燥尾气除尘装置5为布袋除尘器。腔体侧壁上的若干进气口设置在腔体下半部分的侧壁上。
兰炭脱水方法为：从工业热风炉(加热热风炉格子砖后排出的尾气)或锅炉来的尾气温度为200-300℃，加压至15KPa后，用管道通过风机1从圆柱式干燥器底部、中部进入输送至圆柱式干燥器内，含水兰炭储仓内的含水份约10-20％的兰炭从圆柱式干燥器的顶部通过星型进料机输入圆柱式干燥器内，与底部进来的热风炉尾气逆流接触，通过水份在线分析仪实时监测兰炭中的水分，将脱水合格后的兰炭在圆柱式干燥器底部由星型出料机排出。通过DCS控制***控制星型进料机的出料速度、星型出料机的转速，可控制圆柱型干燥器内兰炭物料的下降速度，圆柱式干燥器内兰碳物料均匀地、相对静止地慢速下降，兰炭颗粒之间没有产生摩擦、碰撞等相对位移，因此在干燥过程中，几乎不产生或很少产生粉未。
物料的下降速度以出料的水份高低决定。进热风炉尾气的量，以空塔气速决定，控制空塔气速1-2米/s。
与以往卧式回转窑干燥形式相比，本发明有如下特点：
本发明兰炭物料在圆柱式干燥器里可以有较长的停留时间，可以随意控制；所以可以使用温度较低的热风，温度高于150℃即可；而现有的回转窑干燥的最低温度不得低于700℃。因此，该圆柱式干燥器可使用各种温度在150℃以上的工业余热，如：锅炉尾气或热风炉尾气。
兰炭物料在圆柱式干燥器里没有相对位移，所以颗粒之间没有摩擦和碰撞，与干燥器本体亦没有撞击；故不产生粉未。另外，可随意控制进出物料的速度，延长或缩短物料在圆柱式干燥器内的停留时间，所以适应各种含水量的物料；同时被加热介质与热源气体逆流接触，因此热效率高，操作的可控性强。本发明的脱水装置结构简单，脱水方法易于操作，成本低。通过配属自动化控制***(如DCS)***，可实现自动化运行。

Claims (10)

1.一种兰炭脱水装置，其特征在于，包括风机(1)，风机(1)的出口通过管路连接竖直设置的圆柱式干燥器(3)底部的进气口，圆柱式干燥器(3)顶部设置有入料口，圆柱式干燥器(3)底部设置有出料口，圆柱式干燥器(3)的侧壁上还开设有若干进气口，圆柱式干燥器(3)的顶部设置有出气管。
2.根据权利要求1所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述圆柱式干燥器(3)包括腔体，腔体(1)底部设置一根伸入圆柱式干燥器内部的进风管，进风管与腔体内壁在竖直方向相平行；腔体的侧壁上开设有若干进气口。
3.根据权利要求2所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述进风管上间隔设置若干围绕进风管一圈用于阻挡气流的第二挡板(11)。
4.根据权利要求3所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述第二档板(11)与竖直方向的夹角为30-60℃。
5.根据权利要求2或3所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，进气口处的腔体内壁上设置一圈与竖直方向呈30-75℃，并且能够上下活动的第一挡板(10)。
6.根据权利要求5所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述第一挡板(10)和第二挡板(11)在竖直方向上交错设置。
7.根据权利要求1所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述还包括用于检测并控制气体流量的DCS控制***；出气管的端部设置有集气伞；进气管的顶端设置有顶盖(12)；若干进气口在圆柱式干燥器(3)的侧壁上呈180°对称设置。
8.根据权利要求1所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述入料口设置有星型进料机(2)，入料口通过星型进料机(2)与含水兰炭储仓(8)相连；出料口处设置有星型出料机(4)，出料口通过星型出料机(4)与干燥兰炭储仓(9)相连。
9.根据权利要求8所述的一种兰炭脱水装置，其特征在于，所述星型出料机(4)与干燥兰炭储仓(9)之间设置有皮带机(6)。
10.一种兰炭脱水方法，其特征在于，从工业热风炉或锅炉尾气温度高于150℃，加压至15KPa后，用管道通过风机从圆柱式干燥器底部进气管、侧壁上的进气口输送到圆柱式干燥器内，含水份10-20％的兰炭从圆柱式干燥器的顶部通过星型进料机输入圆柱式干燥器内，与圆柱式干燥器底部进来的热风炉尾气或锅炉尾气逆流接触，通过DCS控制***控制星型进料机的出料速度、星型出料机的转速，以控制圆柱型干燥器内兰炭物料的下降速度，通过水份在线分析仪实时监测兰炭中的水分，将脱水合格后的兰炭通过圆柱式干燥器底部的星型出料机排出。
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