[发明专利]一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法

说明书

本发明属于水泥烧成设备领域，具体涉及到一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法。该冷却机的上层为窑门罩；在窑门罩远离回转窑的一端为细颗粒沉降室；冷却机中层为设在回转窑落料点下方的粗料冷却区及设在细颗粒沉降室下方的细料冷却区；粗料冷却区底部一侧设有粗料侧进风口，粗料冷却区顶部设有正对细颗粒沉降室的颗粒分级风道；在冷却机的下层设有将粗料冷却区和细料冷却区的落料进行再次冷却的二次冷却区，二次冷却区包括设在冷却机底端的若干下料灰斗。本发明实现了熟料分级分别冷却换热，可以达到很好的气固换热效果，通过粒径分级可以降低熟料的料层阻力，节能降耗；通过熟料从上至下两次冷却过程，实现良好的熟料冷却效果。

技术领域

本发明涉及水泥烧成设备领域，具体涉及到一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法。

背景技术

冷却机是水泥烧成系统中常用的一种冷却设备；目前业内主要采用卧式冷却机，但是现有的卧式冷却机未进行颗粒的粗细分离，通过局部的逆流换热进行气流和固体的热交换；同时卧式冷却机所需的冷却空气量较大，电耗高；此外仅有前三个风室的热风回到烧成系统中，热回收效率低。

另一方面，现有的竖式冷却机通过竖式堆积熟料向下运动，与向上运动的冷却风逆流运动完成换热，大大提高了气固换热的效率，减少了冷却机用风量，减少了热耗和电耗；但是也存在下列问题：

1)为提高水泥质量，出回转窑的熟料需要急速冷却；在竖式冷却机的上部空间，出窑熟料与高温空气(600℃以上)进行换热，出窑熟料的急冷效果很难达到；

2)竖式堆积的物料阻力较大，根据实验数据和现场测试来看，每100mm的熟料会带来约800Pa的空气阻力，如果熟料厚度在1.5m以上，则需要12000Pa的空气压力，这还不包括篦板、辊式破碎机等设备的阻力。过高的阻力会导致电耗增加，与设置竖式冷却的初衷不符。因此，大部分竖式冷却机仅停留在理论计算阶段，尚未有成功的工业应用案例。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法；具体方案为：1.进行分段鼓风，在冷却机上部分通入新的冷却空气，增强熟料急冷效果；2.进行熟料颗粒的粗细分离，粗颗粒熟料在堆积状态下的阻力会大大降低，根据ergun方程计算，粗颗粒的空气阻力会下降至1/3左右，即使粗颗粒的堆积高度达到2m，其阻力也不超过10000Pa。本发明可以大幅降低冷却机用风量，同时保证出冷却机熟料温度在100℃以内，达到降低烧成电耗的目的。低风量意味着冷却后风温升高，提高热回收效率，可降低系统热耗或余热转为发电量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机，该冷却机的上层为窑门罩；窑门罩一侧连接回转窑及三次风管；所述三次风管与分解炉连通；在窑门罩远离回转窑的一端为细颗粒沉降室；

冷却机中层为设在所述回转窑落料点下方的粗料冷却区及设在细颗粒沉降室下方的细料冷却区；细料冷却区底部包括多个细料侧入风口；所述粗料冷却区底部一侧设有粗料侧进风口，粗料冷却区顶部设有正对细颗粒沉降室的颗粒分级风道；粗料冷却区及细料冷却区通过竖直设在冷却机内的隔离冷却墙隔开；

在冷却机的下层设有将粗料冷却区和细料冷却区的落料进行再次冷却的二次冷却区，所述二次冷却区包括设在冷却机底端的若干下料灰斗，所述下料灰斗最终将冷却后的熟料收集进入冷却机下方的拉链机中。

进一步，所述颗粒分级风道为倾斜布置的、具有一定长度的热空气通道；颗粒分级风道内置若干倾斜布置的隔板，以将换热后的空气及小颗粒熟料吹入细颗粒沉降室；所述颗粒分级风道及隔板与竖直方向的夹角为30～60°。

进一步，粗料冷却区内还布置多层金属格栅，每层金属格栅包括从冷却机外部相邻两侧水平的插入辊式破碎机上端的柱状支撑；柱状支撑是表面设有多个通风孔的中空壳体结构；柱状支撑连通外部设置的鼓风机，鼓风机通过通风孔向冷却机内部鼓风。