熔渣粒化初冷段装置和方法与流程

1.本发明涉及熔渣粒化装置技术领域，特别是涉及一种熔渣粒化初冷段装置和方法。


背景技术：

2.熔渣粒化的主要设备一般包括：粒化室(内设有粒化转盘)和排料设备。在实际使用过程中，本技术发明人发现由于受熔渣温度、粘度、粒化转盘转速等因素影响，粒化转盘甩出的熔渣颗粒的粒径往往偏大，熔渣颗粒在粒化室内冷却不充分，颗粒内部温度仍偏高，高温熔渣颗粒在排料设备内短时间堆积容易发生二次粘连等问题。


技术实现要素：

3.基于此，本发明的目的在于提供一种熔渣粒化初冷段装置和方法，以解决现有技术熔渣粒化冷却不充分，导致熔渣颗粒温度过高，短暂堆积容易发生二次粘连的问题。
4.本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
5.根据本发明的第一个方面，本发明提供的一种熔渣粒化初冷段装置，设置在粒化室与排料设备之间，包括：内圈和外圈，其中，
6.所述内圈和外圈均为夹套结构，夹套内通有冷却水；
7.所述内圈的外壁与外圈的内壁之间形成一环形空间，所述环形空间内设置有多圈水冷翻板结构，且多圈水冷翻板结构从上向下依次交替地安装在内圈外壁上和外圈内壁上，所述水冷翻板结构的内部通有冷却水，通过所述水冷翻板结构使熔渣颗粒在环形空间内由上向下呈折线下降并冷却。
8.可选的，所述水冷翻板结构为一体环形结构，一个水冷翻板结构形成内圈外壁/外圈内壁上的一圈。
9.可选的，所述水冷翻板结构为扇形结构，多个扇形的水冷翻板结构沿内圈外壁/外圈内壁周向设置形成一完整周圈。
10.可选的，所述水冷翻板结构包括：翻板和用于容纳冷却水的翻板水冷腔，其中，所述翻板水冷腔位于翻板的下表面；所述翻板由其所安装壁面向环形空间中心下方倾斜。
11.可选的，所述翻板与翻板水冷腔一体成型。可选的，所述内圈外壁和外圈内壁上均设置有用于固定水冷翻板结构的固定装置和用于支撑水冷翻板结构的支撑架，所述水冷翻板结构的翻板水冷腔的底部具有与所述支撑架相适配的形状。
12.可选的，所述翻板水冷腔的内部设置有第一冷却水循环通道，所述第一冷却水循环通道的末端穿过内圈/外圈的夹套，使得第一冷却水循环通道的进出口位于所述水冷翻板结构所安装固定的内圈内壁/外圈外壁一侧。
13.可选的，位于内圈外壁上的水冷翻板结构末端与位于外圈内壁上的水冷翻板结构末端在竖直方向形成间距。
14.可选的，所述内圈和外圈的夹套内均设有供冷却水流通的第二冷却水循环通道。
可选的，所述第二冷却水循环通道的排水口处设置有排气盒，所述排气盒的纵截面为l形，包括侧壁和底边，通过所述排气盒使第二冷却水循环通道内冷却水液面与排水口形成高度差以排出滞留在排水口处的大部分空气。
15.可选的，所述第二冷却水循环通道的入水口位于内圈和外圈的下部，排水口位于内圈和外圈的上部，所述排气盒的侧壁的顶端高于排水口，底边位于排水口下方且位于排水口一侧的第二冷却水循环通道壁上。
16.根据本发明的第二个方面，本发明提供的一种熔渣粒化初冷方法，包括：熔渣颗粒经粒化室冷却后同冷风一同进入熔渣粒化初冷段装置的环形空间内，依次接触内圈外壁处的水冷翻板结构和外圈内壁的水冷翻板结构，在多圈水冷翻板结构的导向作用下呈连续折线形下降；熔渣颗粒在下降的同时，与水冷翻板结构、内圈、以及外圈进行接触换热，从而在进入排料设备前完成一个补充冷却过程。
17.与现有技术相比，本发明在粒化室和排料设备之间增设了初冷段装置，通过初冷段装置可以进一步降低粒化室处理后熔渣颗粒的温度，为粒化室排出的高温熔渣提供补充冷却，整体提高熔渣颗粒的冷却效果，从而避免了熔渣颗粒短暂堆积发生二次粘连的问题。
附图说明
18.图1是未增设初冷段装置情况下粒化室与排料设备的连接示意图；
19.图2是本发明中初冷段装置的安装结构示意图；
20.图3是本发明一实施例中的熔渣粒化初冷段装置的俯视图；
21.图4是本发明一实施例中的熔渣粒化初冷段装置的部分截面示意图；
22.图5是本发明一实施例中的排气盒的结构示意图；
23.图6是本发明一实施例中熔渣粒化初冷段装置的剖面结构示意图。
24.图1-图6中，10粒化室，11粒化转盘；20初冷段装置；30排料设备；40熔渣颗粒；50冷风；21内圈，22外圈，23第二冷却水循环通道，231入水口，232排水口，233排气盒；24水冷翻板结构，241翻板，242翻板水冷腔，243进口，244出口。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.图1示意性地示出了未增设初冷段装置20情况下，粒化室10与排料设备30的连接结构。如图1所示，该熔渣粒化设备包括粒化室10和与粒化室10相连通的排料设备30。其中，粒化室10内设置有粒化转盘11，粒化室10还设置有冷风进口。具体地，如图1所示，粒化转盘11设置在粒化室10左侧，冷风进口设置在粒化室10右侧。该熔渣粒化设备，在使用过程中，熔渣颗粒40通过粒化转盘11高速甩出，甩出的熔渣颗粒40在粒化室10内与冷风50发生换热，熔渣颗粒40冷却降温后进入排料设备30，冷却后颗粒可以从位于排料设备30底部成品渣出口排出，换热后的热风可以从排料设备30右侧的热风出口排出。
27.本技术意识到采用上述熔渣粒化设备进行粒化存在：熔渣颗粒40在粒化室10内冷却不充分，颗粒温度高，尤其是颗粒内部温度偏高，而高温熔渣颗粒40进入排料设备30内短时间堆积就非常容易发生二次粘连。基于此，本技术发明人在粒化室10与排料设备30之间增设了初冷段装置20。图2示意性地示出了增设初冷段装置20的安装结构。如图2所示，初冷段装置20衔接在粒化室10和排料设备30之间。所述初冷段装置20的上下端分别通过法兰与粒化室10和排料设备30相连，法兰优选采用特制的圆形的宽法兰以增加连接面积。
28.本发明提供的熔渣粒化初冷段装置，参考图2和图4所示，包括内圈21和外圈22，内圈21和外圈22均为夹套结构，夹套内通有冷却水；内圈21的外壁与外圈22的内壁之间形成一个环形空间，环形空间内设置有多圈水冷翻板结构24，且多圈水冷翻板结构24从上向下依次交替地安装在内圈21外壁上和外圈22内壁上，水冷翻板结构24的内部通有冷却水，通过水冷翻板结构24使得熔渣颗粒40在环形空间内由上向下呈折线下降并冷却。
29.本发明中，第一种情况：内圈外壁和外圈内壁上的每圈可以是由单独的一个环形的水冷翻板结构24形成的一圈。第二种情况：内圈外壁和外圈内壁上的每圈可以是通过多个扇形的水冷翻板结构24形成一完整周圈。具体地，当为第一种情况时，所述水冷翻板结构24为一体环形结构，套装在内圈外壁上或周向安装在外圈内壁上形成一完整周圈。当为第二种情况时，即每圈由多个扇形的水冷翻板结构24形成，多个扇形的水冷翻板结构24沿内圈外壁/外圈内壁周向设置形成一完整周圈，可参考图3所示，其中，多个扇形水冷翻板结构24之间优选紧密接触连接方式，当然不限于此，为了安装方便也可以留有较小的间隙。
30.图4示意性地示出了本发明一实施例中初冷段装置20的部分截面结构。如图4所示，所述水冷翻板结构24包括翻板241和翻板水冷腔242。其中，翻板水冷腔242位于翻板241的下表面用于容纳循环冷却水。所述水冷腔与翻板241优选为一体结构。所述翻板241由其所安装壁面向环形空间中心下方倾斜，具体地，位于内圈外壁上的翻板241朝向外圈22，位于外圈内壁上的翻板241朝向内圈21，也就是说，位于内圈21外壁上的每圈中的翻板241布置为正八字形，位于外圈22内壁上的每圈中的翻板241布置为倒八字形。为了保证冷却效果，本发明中，优选的至少在内圈21或外圈22上设置两圈水冷翻板结构24。
31.所述水冷翻板结构24与内圈外壁或外圈内壁通过固定装置以固定连接方式连接。在一可选实施例中，为了提高水冷翻板结构24的稳固性，在所述内圈外壁和外圈内壁上还可以设置支撑架，采用所述支撑架对水冷翻板结构24起到辅助支撑的作用。所述支撑架结构可以为常见的三角形或梯形结构参考图6。所述水冷翻板结构24中的翻板水冷腔242的底部具有与所述支撑架相适配的形状。例如如图4所示翻板水冷腔242可以由横板、第一斜板、第二斜板连接而成，其中，第一横板的端部安装在内圈外壁或外圈内壁上，第二斜板的端部与翻板241末端封闭连接，第一斜板的倾斜度可以与翻板241倾斜度相同。所述翻板水冷腔242结构可以适配常见支撑架，而且，水冷翻板结构24与壁面安装一侧形成了一较大腔体，从而可以容纳较多冷却水循环管路，进而可以提供更多冷源，以便颗粒进行换热。
32.在一优选实施例中，如图4所示，位于内圈外壁上的水冷翻板结构24的末端与位于外圈内壁上的水冷翻板结构24的末端在竖直方向形成一定的间距，该间距可以使高温熔渣颗粒更有效进行折线下降运动，而且可以避免颗粒在翻板241上发生堆积的现象。
33.本发明水冷翻板结构24中，所述翻板水冷腔242的内部设置有第一冷却水循环通道，如图4所示，所述第一冷却水循环通道的末端穿过内圈21/外圈22的夹套，使得第一冷却
水循环通道的进口243和出口244位于所述水冷翻板结构24所安装固定的内圈内壁/外圈外壁一侧，以便于操作。
34.如图4和图5所示，本发明所述内圈21和外圈22的夹套内均设有供冷却水流通的第二冷却水循环通道23，即形成了冷却水流通的又一水冷腔。其内循环冷却水，一方面可以保护装置/设备，免受高温烧蚀和变形；另一方面形成较低温度的设备表面，例如内圈外壁、外圈内壁，对高温的粒化渣形成接触降温效果，以对粒化室10排出的高温熔渣进行补充冷却。具体地熔渣颗粒40在下降的同时与环形空间内的内圈外壁和外圈内壁接触，颗粒与被循环冷却水冷却后的管壁换热，使得熔渣颗粒40在环形空间内与管壁以及水冷翻板结构24可进行双重换热，换热冷却后进入排料设备30后，降低甚至避免了颗粒在排料设备30中发生二次粘连的可能性。
35.图5示意性地示出了本发明熔渣粒化初冷段装置中的排气盒233的结构。如图5所示，在一可选实施例中，为了避免空气滞留在内圈21或外圈22夹套的第二冷却水循环通道23排水口232处，影响该区域换热效果，在第二冷却水循环通道23的排水口232处还可以设置有排气盒233。通过所述排气盒233使第二冷却水循环通道23内冷却水与排水口232形成高度差，以排出滞留在排水口232处的大部分空气。例如，所述排气盒233的纵截面为l形，包括侧壁和底边。所述排气盒233优选为环形结构以与内圈21或外圈22形状相适配，从而进一步保证空气排除效果。
36.本发明中，优选地，第二冷却水循环通道23内的循环冷却水均采用下进上出形式。具体地，如图4所示，所述第二冷却水循环通道23的循环冷却水的入水口231位于内圈21/外圈22的下部，排水口232位于内圈21/外圈22的上部，所述排气盒233的侧壁的顶端高于排水口232，底边与排水口232下方且位于排水口232一侧的第二冷却水循环通道壁连接。由于循环冷却水首先要翻越排气盒233侧壁上沿才能到达排水口232(经排水管排出)，使得第二冷却水循环通道23内形成高于排水口232的液面高度，从而可以强制排除排水口232以上的滞留空气。
37.在一可选实施例中，为了降低设备加工难度，本发明熔渣粒化初冷段装置20可以是通过多个单元结构拼接而成的棱柱或圆柱形结构。图3和图6分别示意性地示出了一实施例中熔渣粒化初冷段装置的俯视图和剖面结构图。如图3和图6所示，具体是为通过多个单元结构拼接而成的截面为多边形的棱柱结构。单元结构可以包括：内圈板、外圈板、以及设置在所述内圈板和外圈板上的扇形水冷翻板结构；多个内圈板经过拼接形成了内圈21，多个外圈板经过拼接形成了外圈22，位于内圈外壁/外圈内壁上同一高度的多个扇形水冷翻板结构形成一圈。优选地所述内圈板和外圈板为更方便加工的直板形，多个内圈板和外圈板构成一多边形棱柱结构，从而大幅降低了设备加工难度。当然内圈板和外圈板的形状也不限于直板形，也可以为弧形板拼接形成圆柱形结构。该实施例中，熔渣颗粒40通过初冷段时，运动方向会不断的发生改变，进而在一定程度上延长了熔渣颗粒40在环形空间内的停留时间，延长了换热时间。另外，拼接而成的初冷段装置20可以方便后续拆卸清洗，从而减少了维修和更换所需时间，进一步提高了生产效率。
38.如图6所示，每个单元结构的扇形段水冷翻板结构24均具有翻板水冷腔242，各翻板水冷腔242中具有独立的第一冷却水循环通道，即每个扇形段水冷翻板结构24均具有一个进口243和一个出口244。位于同一高度多各水冷翻板241单元在拼接后为无缝隙连接，以
便对所有熔渣颗粒40进行捣料操作，避免缝隙存在情况下熔渣颗粒40从缝隙直接降落至排料设备30而发生粘连。
39.在一可选实施例中，如图3所示，两两内圈21板为一组，组与组之间采用连接件连接固定，连接件例如可以为法兰、螺栓等。进一步地，在每组的两内圈板相接处且位于内圈内壁上设置用于安装固定的支座，通过将支座与钢结构支撑相连接来固定，从而实现对内圈21整体的固定。例如，可以将位于内圈21直径两端的支座相连进行固定。更优选地，可以在内圈21中设置一固定架，例如，可以设置为尺寸小于内圈21的多边棱柱形结构，固定架的侧面与支座相对设置，各支座与该固定架固定连接，从而实现对拼接后初冷段装置20的固定。该实施例通过两两一组方便了安装与拆卸，减少了维修和更换所需时间，进而提高了冷却效率。
40.本发明提供的熔渣粒化初冷方法，包括：熔渣颗粒40经粒化室10冷却后同冷风50一同进入初冷段装置20的环形空间内，依次接触内圈外壁处的水冷翻板结构24和外圈内壁的水冷翻板结构24，在多圈水冷翻板结构24的导向作用下呈连续折线形下降；熔渣颗粒40在下降的同时还与环形空间中各水冷翻板结构24、内圈21、外圈22进行接触换热，从而在进入排料设备30前完成一个补充冷却过程，经延时换热冷却后的颗粒进入排料设备30后就不会发生二次粘连。
41.本发明中，位于水冷翻板结构24内的循环冷却水，一方面可以保护装置/设备，免受高温烧蚀和变形；另一方面形成较低温度的设备表面，如水冷翻板结构24的上表面，对高温的粒化渣形成接触降温效果，以对粒化室10排出的高温熔渣进行补充冷却。本发明中，所述水冷翻板结构24，除了通过其上表面起到的接触降温作用，还对下降的熔渣颗粒40具有导向作用。具体地，经过内圈外壁和外圈内壁上的水冷翻板结构24依次对熔渣颗粒40进行捣料，从而使得从粒化室10内降落至初冷段装置20内的高温颗粒改变了运动路径，由原来直线下落，变为连续反复的折线形下降，从而延长了高温熔渣颗粒40在装置/设备内的停留时间，换言之，延长了粒化后熔渣颗粒40与周围冷风50的接触时间。另外，由于高温颗粒在下降的同时仍在不停地与周围冷风50进行着热交换，同时也就延长了高温颗粒与冷风50之间的换热时间。高温熔渣颗粒40经过初冷段装置20的延时换热，到达排料设备30后就不会再发生二次粘连。
42.本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。