[发明专利]一种气固换热装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种气固换热装置及其工作方法，所述装置包括自上至下依次设置的缓冲仓、冷却仓和排料锥斗，排料锥斗上部的中心设中央供气装置，排料锥斗上部的外围设布风环，布风环及中央供气装置分别连接外部供风装置；密封装料装置设于缓冲仓的顶部；缓冲仓与冷却仓之间通过缩颈管道连接，缩径管道外侧的冷却仓顶面与冷却仓侧壁、物料自然堆积后料面之间的空间形成环形的气体收集空间；在该气体收集空间的冷却仓上方或外侧设气体收集风环，气体收集风环通过沿周向设置的多个连通管与气体收集空间连通，气体收集风环的出风口另外通过管道连接外部余热锅炉。本发明具有砌体结构简单，系统阻力小，使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及气固换热及余热回收技术领域，尤其涉及一种气固换热装置及其工作方法。

背景技术

在干法熄焦工艺、烧结矿余热回收工艺等余热回收工艺中，常需要对携带大量显热的高温固体物料进行余热回收，通常的方法是使用不与固体物料发生化学反应的循环气体对高温固体物料进行冷却，再通过余热锅炉回收循环气携带的热量。

目前，干熄焦工艺中采用干熄焦炉作为高温红焦的换热容器，焦炭经由炉口装入该竖炉结构中，自上而下经过预存区、布风环区、斜道区、冷却区，与从竖炉底部供入的循环气体进行逆向换热并自竖炉底部排出。在该焦炭冷却过程中，气体和焦炭在斜道区进行气固分离操作，斜道区砌体的悬挑结构经受来自上部砌体的载荷，同时也承受温度波动造成的热应力。干熄焦炉的斜道结构虽然巧妙，但工作条件严苛，气固分离过程气体流通截面陡然减小，造成系统阻力升高，并不适宜用于其它空隙率低的固体物料换热。

在烧结矿余热回收工艺中，普遍使用环冷工艺回收烧结矿显热，但环冷工艺采用分级回收余热的方式，仅能回收一至三级冷却空气的显热，使三级以后的冷却空气的大量显热以低温废气的形式损失掉，回收余热的效率较低。

发明内容

本发明提供了一种气固换热装置及其工作方法，具有砌体结构简单，系统阻力小，使用寿命长的特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种气固换热装置，包括自上至下依次设置的缓冲仓、冷却仓和排料锥斗，排料锥斗上部的中心设中央供气装置，排料锥斗上部的外围设布风环，布风环及中央供气装置分别连接外部供风装置；还包括密封装料装置和气体收集风环；所述密封装料装置设于缓冲仓的顶部；缓冲仓与冷却仓之间通过缩颈管道连接，缩径管道外侧的冷却仓顶面与冷却仓侧壁、物料自然堆积后料面之间的空间形成环形的气体收集空间；在该气体收集空间的冷却仓上方或外侧设气体收集风环，气体收集风环通过沿周向设置的多个连通管与气体收集空间连通，气体收集风环的出风口另外通过管道连接外部余热锅炉。

所述缓冲仓为圆筒形、圆球形、圆锥形或方形仓体。

所述气体收集风环为等截面管道或变截面管道，气体收集风环为变截面管道时，其内径自远离出风口一端向出风口一端逐渐增大。

所述中央供气装置顶部设风帽，风帽通过竖直的中央风道、设于中央风道下部的一字风道或十字风道连接外部供风装置，且连接处分别设风量调节装置。

所述气体收集风环的内壁衬有耐火隔热材料，外侧设保温材料层。

一种气固换热装置的工作方法，包括如下步骤：

1)高温固体物料经密封装料装置间断或连续装入缓冲仓中，在缓冲仓内暂时停留后，经缓冲仓底部的缩颈管道进入冷却仓中；

2)高温固体物料经缩颈管道下落后自然堆积在冷却仓内，在冷却仓上部沿周向形成气体与物料分离的交界面；

3)在冷却仓的底部，通过中央供气装置由内向外供风，通过布风环由外向内供风，并通过风量调节装置调节供风的风量；供入的低温循环气体与高温固体物料在冷却仓内充分换热后，冷却后的固态物料经排料锥斗排出；