CN112897541B - 一种高活性偏高岭土制备***及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高活性偏高岭土制备技术领域，尤其涉及一种高活性偏高岭土制备***及制备方法，所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路A连接分解炉中上部，所述管路A上设有阀门A，所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路B连接第一冷却***的最下一级旋风冷却器，所述管路B上设有循环风机和阀门B，所述管道B与管道C连接，所述管道C上设有阀门C，所述悬浮预热***的最上一级旋风预热器与烘干破碎机通过管道D连接。本发明提供了一种充分考虑物料的高含水率特性，生产高活性的偏高岭土产品，同时解决偏高岭土制备***生产工艺流程复杂，投资成本和***占地较大等问题的高活性偏高岭土制备***及制备方法。
Description
技术领域
本发明属于高活性偏高岭土制备技术领域，尤其涉及一种高活性偏高岭土制备***及制备方法。
背景技术
现有技术和缺陷：
我国是高岭土资源第一大国，高岭土以高岭石为主要矿物，伴生石英、伊利石、针铁矿、水铝石、方解石等其他少量矿物。高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O，AS2H2)在适当的温度下(600～900℃)经脱水可生成偏高岭土(metakaolin，简称MK)。高岭土属于层状硅酸盐结构，层与层之间由范德华键结合，OH-离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时，会发生几次结构变化，加热到大约600℃时，高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相—偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。偏高岭土是一种高活性的人工火山灰材料，可与Ca(OH)2(CH)和水发生火山灰反应，生成与水泥类似的水化产物。利用这一特点，在用作水泥的掺合料时，与水泥水化过程中产生的CH反应，可改善水泥的某些性能。由于偏高岭土的制备成本低于熟料的制备成本，偏高岭土制备过程中的CO2排放量也低于熟料制备过程中的CO2排放量，加上原材料高岭土来源非常广泛，在建筑混凝土和水泥工业积极推进碳减排的背景下，在建筑混凝土和水泥工业中使用偏高岭土代替熟料显得格外有吸引力。此外，偏高岭土还具有密度小、比表面积大、吸油率大等物理性能，除应用于建筑混凝土和水泥添加剂，还可替代颜料、塑料与橡胶充填剂、吸附剂和4A分子筛等，可以用于陶瓷、造纸、橡胶、涂料、石化等行业作为原料或填料，广泛的用途使其具有更高的经济附加值。
为保证悬浮煅烧***的稳定运行和产品质量可控，进悬浮煅烧***的物料含水率需要控制在一定范围内(以制备偏高岭土为例，进悬浮煅烧***的高岭土物料的含水率推荐控制在1.5％以内)。如果高岭土原料含水率偏高(如含水率为15～50％)，则高岭土原料在进悬浮煅烧***之前需要进行烘干预处理。由于烘干预处理所需要的热量非常大，现有的生产工艺需要单独配备一套热风炉或其他形式的独立供热***，导致整个生产工艺流程较为复杂，投资成本和***占地也有所增加。
解决上述技术问题的难度和意义：
因此，基于这些问题，提供了一种充分考虑物料的高含水率特性，生产高活性的偏高岭土产品，同时解决偏高岭土制备***生产工艺流程复杂，投资成本和***占地较大等问题的高活性偏高岭土制备***及制备方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供了一种充分考虑物料的高含水率特性，生产高活性的偏高岭土产品，同时解决偏高岭土制备***生产工艺流程复杂，投资成本和***占地较大等问题的高活性偏高岭土制备***及制备方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种高活性偏高岭土制备***，所述高活性偏高岭土制备***包括烘干破碎机，所述烘干破碎机连接最上一级旋风分离器，所述最上一级旋风分离器连接悬浮预热***，所述悬浮预热***包括多级旋风预热器，所述悬浮预热***的倒数第二级旋风预热器连接煅烧炉***，所述煅烧炉***连接悬浮预热***的最下一级旋风预热器，所述最下一级旋风预热器连接第一冷却***，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器连接第二冷却***，所述第二冷却***的最下一级旋风冷却器的下料管连接成品拉链机；
所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路A连接改性炉中上部，所述管路A上设有阀门A，所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路B连接第一冷却***的最下一级旋风冷却器，所述管路B上设有循环风机和阀门B，所述管道B与管道C连接，所述管道C上设有阀门C，所述悬浮预热***的最上一级旋风预热器与烘干破碎机通过管道D连接，所述烘干破碎机、最上一级旋风分离器、收尘器和烟气处理***通过管道依次连接。
通过设有阀门A、阀门B和阀门C，使本发明具有三种技术方案，第一种技术方案:阀门A和阀门B打开，阀门C关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气分为两路，一路循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口，一路进改性炉中上部；第二种技术方案:阀门B打开，阀门A和阀门C关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口；第三种技术方案:阀门A和阀门C打开，阀门B关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部进改性炉中上部，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口补充一路常温空气用于高温物料一级冷却。
本发明还可以采用以下技术方案：
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，所述旋风预热器内设高效撒料装置，多级旋风预热器之间通过连接管道连接。
所述悬浮预热***包括多级旋风预热器、高效撒料装置及连接管道等。
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，所述煅烧炉***包括预热炉、改性炉以及布置于预热炉锥部的第一燃烧器、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器。
煅烧炉***包含高效撒料装置、热风进口管道、预热炉、布置于预热炉锥部的第一燃烧器、改性炉、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器及烟气出口管道等。
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，所述预热炉和改性炉高度方向上分层设置多个温度测点实时监测预热炉和改性炉内温度分布。
在预热炉和改性炉高度方向上分层设置多个温度测点实时监测预热炉和改性炉内温度分布，通过调节喂入预热炉和改性炉内的燃料量和物料量控制预热炉和改性炉内的温度分布在合理的范围内，预热炉和改性炉内合理的温度分布可保证燃料的充分燃烧和高岭土的充分分解，同时保证高岭土不过烧，成品偏高岭土的活性满足后续生产要求。
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，所述第一冷却***包括一级或多级旋风冷却器，所述第二冷却***包括一级或多级旋风冷却器，所述旋风冷却器内设高效撒料装置，所述旋风冷却器之间通过连接管道连接。
所述第一冷却***包括一级或多级旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。所述第二冷却***包括一级或多级旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，在所述第二冷却***的冷却空气进口底部设置应急缓冲仓。
为避免生产过程中***突然断电或出现其他故障导致的塌料风险，在第二冷却***冷却空气进口底部设置了应急缓冲仓，当***突然断电或出现其他故障时，应急缓冲仓上阀门开启，成品偏高岭土经应急缓冲仓卸入成品拉链机，保障***安全。
在上述的高活性偏高岭土制备***中，进一步的，进入所述烘干破碎机的物料含水率为15～50％；所述悬浮预热***的旋风预热器的级数为二～四级；所述第一冷却***的旋风冷却器的级数为一～四级；所述第二冷却***的旋风冷却器的级数为一～四级；所述煅烧炉***内的煅烧温度为650～1000℃；所述煅烧炉***内气体的停留时间为2～10秒钟。
一种高活性偏高岭土制备方法，所述高活性偏高岭土制备方法使用了上述任一项所述的高活性偏高岭土制备***。
在上述的高活性偏高岭土制备方法中，进一步的，所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：换热完成的空气从第二冷却***最上一级旋风冷却器出风口离开，随后经循环风机进第一冷却***最下一级旋风冷却器，随后对进第一冷却***的热物料进行冷却；
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
在上述的高活性偏高岭土制备方法中，进一步的，所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气分为两路，一路循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口，一路进改性炉中上部；
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
在上述的高活性偏高岭土制备方法中，进一步的，所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部进改性炉中上部，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口补充一路常温空气用于高温物料一级冷却。
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
本发明提出的制备***及制备方法亦可适用于电石渣和石灰石粉等原料。
综上所述，本发明具有以下优点和积极效果：
1、常规设计时，15-50％含水率物料的烘干所需要的热有部分由热风炉或其他形式的独立供热***提供，部分由煅烧炉***来提供，本发明的核心思路是增加煅烧炉***的用风量，通过鼓入足量的空气并将其加热至合适的温度，使得出煅烧炉***的热烟气所含有的热量即可满足15-50％含水率物料的烘干要求，这样就可以不用单独配置热风炉或其他形式的独立供热***，使得现有煅烧炉***兼具煤粉燃烧、物料分解和烟气加热的功能，不需要额外配置热风炉或其他形式的独立供热***即可实现对高含水率物料的充分烘干。在制备高活性偏高岭土成品的同时有效简化生产工艺流程，***投资成本可大幅度降低。
2、本发明中出悬浮预热***和悬浮冷却***的烟气全部进烘干破碎机用于高含水率物料的烘干，可实现对出悬浮预热***和悬浮冷却***烟气最大可能的余热利用，有效降低***运行成本。
3、本发明中出悬浮冷却***的烟气全部循环至煅烧炉***，不再需要对悬浮冷却***配置独立的除尘及烟气处理***，可有效简化生产工艺流程，同时降低***投资成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中：
1、第一旋风预热器，2、第二旋风预热器，3、第三旋风预热器，4、第四旋风冷却器，5、第五旋风冷却器，6、第六旋风冷却器，7、第七旋风冷却器，8、烘干破碎机，9、最上一级旋风分离器，10、阀门A，11、循环风机，12、阀门B，13、阀门C，14、预热炉，15、改性炉，16、应急缓冲仓，17、应急灰斗，18、收尘器，19、烟气处理***。
具体实施方式
下面就结合图1具体说明本发明。
为保证悬浮煅烧***的稳定运行和产品质量可控，进悬浮煅烧***的物料含水率需要控制在一定范围内(以制备偏高岭土为例，进悬浮煅烧***的高岭土物料的含水率推荐控制在1.5％以内)。如果高岭土原料含水率偏高(如含水率为15～50％)，则高岭土原料在进悬浮煅烧***之前需要进行烘干预处理。为实现将高岭土原料含水率由15～50％左右降低至1.5％左右，需要额外提供大量的热量。根据理论计算和工程经验，现有悬浮预热***或悬浮冷却***出口烟气所携带的热量均不足以满足上述高含水率物料的烘干需求。对于高含水率物料的烘干预处理，现有的生产工艺往往是单独配备一套热风炉或其他形式的独立供热***，导致整个生产工艺流程较为复杂，投资成本和***占地也有所增加。本发明从简化生产工艺和降低***投资成本的角度出发，增加煅烧炉***的用风量，通过鼓入足量的空气并将其加热至合适的温度，使得出煅烧炉***的热烟气所含有的热量即可满足15-50％含水率物料的烘干要求，这样就可以不用单独配置热风炉或其他形式的独立供热***，使得现有煅烧炉***兼具煤粉燃烧、物料分解和烟气加热的功能。具体来说，出第二冷却***的空气可以通过三种不同的技术方案循环回煅烧炉***。其中一部分空气作为助燃介质供煅烧炉***中的燃料燃烧使用，通过合理设计煅烧炉***的燃料用量，可实现煅烧炉***内高岭土物料的充分分解；另外一部分空气在煅烧炉***内被预热至合适的温度。通过采用上述设计，可以大幅增加出悬浮预热***的烟气量和烟气温度，烟气所携带的热量可满足15～50％含水率物料的烘干要求。
在工艺过程中，高含水率的高岭土原料首先进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉。生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***。所述悬浮预热***包括多级旋风预热器、高效撒料装置及连接管道等。生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离，经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***。煅烧炉***包含高效撒料装置、热风进口管道、预热炉、布置于预热炉锥部的第一燃烧器、改性炉、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器及烟气出口管道等。在预热炉和改性炉高度方向上分层设置多个温度测点实时监测预热炉和改性炉内温度分布，通过调节喂入预热炉和改性炉内的燃料量和物料量控制预热炉和改性炉内的温度分布在合理的范围内，预热炉和改性炉内合理的温度分布可保证燃料的充分燃烧和高岭土的充分分解，同时保证高岭土不过烧，成品偏高岭土的活性满足后续生产要求。煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解，分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***。所述第一冷却***包括一级或多级旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离，第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***。所述第二冷却***包括一级或多级旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离，最终从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品。为避免生产过程中***突然断电或出现其他故障导致的塌料风险，在第二冷却***冷却空气进口底部设置了应急缓冲仓，当***突然断电或出现其他故障时，应急缓冲仓上阀门开启，成品偏高岭土经应急缓冲仓卸入成品拉链机，保障***安全。
常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却，换热完成的空气从第二冷却***最上一级旋风冷却器出风口离开，随后可以通过三种不同的技术方案进入煅烧炉***。煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开，随后进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
通过设有阀门A、阀门B和阀门C，使本发明具有三种技术方案，第一种技术方案(实施例三):阀门A和阀门B打开，阀门C关闭，出C7的空气分为两路，一路循环回C5进口，一路进改性炉中上部；第二种技术方案(实施例二):阀门B打开，阀门A和阀门C关闭，出C7的空气全部循环回C5进口；第三种技术方案(实施例一):阀门A和阀门C打开，阀门B关闭，出C7的空气全部进改性炉中上部，C5进口补充一路常温空气用于高温物料一级冷却。
实施例1
本实施例中，悬浮预热***包括第一、第二和第三旋风预热器、高效撒料装置及连接管道等；煅烧炉***包含高效撒料装置、热风进口管道、预热炉、布置于预热炉锥部的第一燃烧器、改性炉、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器及烟气出口管道等；第一冷却***包括第四和第五旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等；第二冷却***包括第六旋风冷却器、第七旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。
如图1所示，高含水率的高岭土原料首先进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉。生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，在旋风预热器内实现预热和气固分离，生料粉经过多次换热和气固分离后从第二旋风预热器进入煅烧炉***。通过调节喂入煅烧炉***预热炉和改性炉的燃料比例和物料比例控制预热炉和改性炉内的温度分布在合理的范围内，预热炉和改性炉内合理的温度分布可保证燃料的充分燃烧和高岭土的充分分解，同时保证高岭土不过烧，成品活性满足后续生产要求。煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解，分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在第三旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现冷却和气固分离，经第一冷却***冷却后的物料经气固分离后从第五旋风冷却器的下料管进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离，最终从第六旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，得到满足需要的成品。为避免生产过程中***突然断电或出现其他故障导致的塌料风险，在第二冷却***冷却空气进口底部设置了应急缓冲仓，当***突然断电或出现其他故障时，应急缓冲仓上阀门开启，偏高岭土成品经应急缓冲仓卸入成品拉链机，保障***安全。
阀门A、C开启，阀门B关闭。按气体流向而言，第二路常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却，换热完成的空气从第七旋风冷却器出风口离开，随后进改性炉中上部：第一路常温空气进第五旋风冷却器，随后对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气进煅烧炉***，供预热炉和改性炉内燃料燃烧。煅烧炉***内燃料燃烧、高岭土分解以及从第七旋风冷却器进入的空气混合形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开，随后进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
实施例2
本实施例中，悬浮预热***包括第一、第二和第三旋风预热器、高效撒料装置及连接管道等；煅烧炉***包含高效撒料装置、热风进口管道、预热炉、布置于预热炉锥部的第一燃烧器、改性炉、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器及烟气出口管道等；第一冷却***包括第四和第五旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等；第二冷却***包括第六旋风冷却器、第七旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。
如图1所示，高含水率的高岭土原料首先进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉。生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，在旋风预热器内实现预热和气固分离，生料粉经过多次换热和气固分离后从第二旋风预热器进入煅烧炉***。通过调节喂入煅烧炉***预热炉和改性炉的燃料比例和物料比例控制预热炉和改性炉内的温度分布在合理的范围内，预热炉和改性炉内合理的温度分布可保证燃料的充分燃烧和高岭土的充分分解，同时保证高岭土不过烧，成品活性满足后续生产要求。煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解，分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在第三旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现冷却和气固分离，经第一冷却***冷却后的物料经气固分离后从第五旋风冷却器的下料管进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离，最终从第六旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，得到满足需要的成品。为避免生产过程中***突然断电或出现其他故障导致的塌料风险，在第二冷却***冷却空气进口底部设置了应急缓冲仓，当***突然断电或出现其他故障时，应急缓冲仓上阀门开启，偏高岭土成品经应急缓冲仓卸入成品拉链机，保障***安全。
阀门A、C关闭，阀门B开启。按气体流向而言，常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却，换热完成的空气从第七旋风冷却器出风口离开，随后作为循环烟气经循环风机进第五旋风冷却器，随后对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气进煅烧炉***，供预热炉和改性炉内燃料燃烧。煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开，随后进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
实施例3
本实施例中，悬浮预热***包括第一、第二和第三旋风预热器、高效撒料装置及连接管道等；煅烧炉***包含高效撒料装置、热风进口管道、预热炉、布置于预热炉锥部的第一燃烧器、改性炉、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器及烟气出口管道等；第一冷却***包括第四和第五旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等；第二冷却***包括第六旋风冷却器、第七旋风冷却器、高效撒料装置及连接管道等。
如图1所示，高含水率的高岭土原料首先进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉。生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，在旋风预热器内实现预热和气固分离，生料粉经过多次换热和气固分离后从第二旋风预热器进入煅烧炉***。通过调节喂入煅烧炉***预热炉和改性炉的燃料比例和物料比例控制预热炉和改性炉内的温度分布在合理的范围内，预热炉和改性炉内合理的温度分布可保证燃料的充分燃烧和高岭土的充分分解，同时保证高岭土不过烧，成品活性满足后续生产要求。煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解，分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在第三旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现冷却和气固分离，经第一冷却***冷却后的物料经气固分离后从第五旋风冷却器的下料管进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离，最终从第六旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，得到满足需要的成品。为避免生产过程中***突然断电或出现其他故障导致的塌料风险，在第二冷却***冷却空气进口底部设置了应急缓冲仓，当***突然断电或出现其他故障时，应急缓冲仓上阀门开启，偏高岭土成品经应急缓冲仓卸入成品拉链机，保障***安全。
阀门A、B开启，阀门C关闭。按气体流向而言，常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却，换热完成的空气从第七旋风冷却器出风口离开，随后空气分为两路：第一路作为循环烟气经循环风机进第五旋风冷却器，随后对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气进煅烧炉***，供预热炉和改性炉内燃料燃烧；第二路进煅烧炉***中部或上部。煅烧炉***内燃料燃烧、高岭土分解以及从第七旋风冷却器进入的空气混合形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开，随后进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
经理论分析，以上三种实施例都可以针对高含水率物料制备高活性偏高岭土制品。从***布置来说，实施例2最为简单，实施例1和实施例3***布置更为复杂(具体来说，实施例1中需要额外补充一路常温空气进第一冷却***,实施例3中出第二冷却***最上一级旋风冷却器的空气需要分为两路)；从***用风和***热耗来说，实施例2与实施例3相当，实施例1需要增加***用风，同时也会一定程度增加***热耗，从而导致***运行成本增加。综上所述，从优先级来说：实施例2＞实施例3＞实施例1。
综上所述，本发明提供了一种充分考虑物料的高含水率特性，生产高活性的偏高岭土产品，同时解决偏高岭土制备***生产工艺流程复杂，投资成本和***占地较大等问题的高活性偏高岭土制备***及制备方法。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种高活性偏高岭土制备***，其特征在于：所述高活性偏高岭土制备***包括烘干破碎机，所述烘干破碎机连接最上一级旋风分离器，所述最上一级旋风分离器连接悬浮预热***，所述悬浮预热***包括多级旋风预热器，所述悬浮预热***的倒数第二级旋风预热器连接煅烧炉***，所述煅烧炉***连接悬浮预热***的最下一级旋风预热器，所述最下一级旋风预热器连接第一冷却***，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器连接第二冷却***，所述第二冷却***的最下一级旋风冷却器的下料管连接成品拉链机；
所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路A连接改性炉中上部，所述管路A上设有阀门A，所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器通过管路B连接第一冷却***的最下一级旋风冷却器，所述管路B上设有循环风机和阀门B，所述管道B与管道C连接，所述管道C上设有阀门C，所述悬浮预热***的最上一级旋风预热器与烘干破碎机通过管道D连接，所述烘干破碎机、最上一级旋风分离器、收尘器和烟气处理***通过管道依次连接；
当阀门A和阀门B打开，阀门C关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气分为两路，一路循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口，对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，一路进改性炉中上部；
当阀门B打开，阀门A和阀门C关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口，对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***；
当阀门A和阀门C打开， 阀门B关闭，出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部进改性炉中上部，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口补充一路常温空气用于高温物料一级冷却，对进第一冷却***的热物料进行冷却，换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***；
所述煅烧炉***包括预热炉、改性炉以及布置于预热炉锥部的第一燃烧器、布置于改性炉锥部的第二燃烧器和改性炉中部的第三燃烧器。
2.根据权利要求1所述的高活性偏高岭土制备***，其特征在于：所述预热炉和改性炉高度方向上分层设置多个温度测点实时监测预热炉和改性炉内温度分布。
3.根据权利要求1所述的高活性偏高岭土制备***，其特征在于：所述第一冷却***包括一级或多级旋风冷却器，所述第二冷却***包括一级或多级旋风冷却器，所述旋风冷却器内设高效撒料装置，所述旋风冷却器之间通过连接管道连接。
4.根据权利要求1所述的高活性偏高岭土制备***，其特征在于：进入所述烘干破碎机的物料含水率为15~50%；所述悬浮预热***的旋风预热器的级数为二~四级；所述第一冷却***的旋风冷却器的级数为一~四级；所述第二冷却***的旋风冷却器的级数为一~四级；所述煅烧炉***内的煅烧温度为650~1000℃；所述煅烧炉***内气体的停留时间为2~10秒钟。
5.一种高活性偏高岭土制备方法，其特征在于：所述高活性偏高岭土制备方法使用了权利要求1-4任一项所述的高活性偏高岭土制备***。
6.根据权利要求5所述的高活性偏高岭土制备方法，其特征在于：所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：换热完成的空气从第二冷却***的最上一级旋风冷却器出风口离开，随后经循环风机进第一冷却***最下一级旋风冷却器，随后对进第一冷却***的热物料进行冷却；
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
7.根据权利要求5所述的高活性偏高岭土制备方法，其特征在于：所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气分为两路，一路循环回所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口，一路进改性炉中上部；
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
8.根据权利要求5所述的高活性偏高岭土制备方法，其特征在于：所述高活性偏高岭土制备方法包括以下步骤：
按物料流向而言：
步骤一：高含水率的高岭土原料进烘干破碎机，在烘干破碎机内经过烘干破碎得到满足生产需要的生料粉；
步骤二：所述生料粉经最上一级旋风分离器气固分离后由喂料装置喂入悬浮预热***，生料粉在旋风预热器内实现预热和气固分离；
步骤三：经过多次换热和气固分离后的生料粉从悬浮预热***倒数第二级旋风预热器进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧释放大量热量供高岭土分解；
步骤四：分解完成的热物料离开煅烧炉***，随后与热烟气在悬浮预热***最下一级旋风预热器内气固分离后进入第一冷却***，热物料在第一冷却***的旋风冷却器内实现快速冷却和气固分离；
步骤五：经第一冷却***快速冷却后的物料经气固分离后从第一冷却***最下一级旋风冷却器进入第二冷却***，物料在第二冷却***的旋风冷却器内进一步实现冷却和气固分离；
步骤六：所述物料从第二冷却***最下一级旋风冷却器的下料管离开，落入成品拉链机，最终得到满足需要的成品；
按气体流向而言：
步骤一：常温空气进第二冷却***，随后对进第二冷却***的物料进行冷却；
步骤二：出所述第二冷却***的最上一级旋风冷却器的空气全部进改性炉中上部，所述第一冷却***的最下一级旋风冷却器进口补充一路常温空气用于高温物料一级冷却；
步骤三：换热完成的空气经预热炉底部进入煅烧炉***，煅烧炉***内燃料燃烧和高岭土分解形成的烟气离开煅烧炉***进入悬浮预热***，随后对喂入悬浮预热***的生料粉进行多次预热和气固分离，最终从悬浮预热***最上一级旋风预热器出风口离开；
步骤四：烟气进烘干破碎机内对高含水率物料进行烘干处理，换热完成的烟气进入最上一级旋风分离器实现气固分离，随后经收尘***和烟气处理***处理后排入大气。
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