一种物料预热烘干的装置及工艺方法与流程

1.本发明涉及冶金及化工行业中的节能及环保技术领域，具体涉及一种物料预热烘干的装置及工艺方法。


背景技术：

2.在冶金及水泥化工等行业的生产工艺中对物料的温度、湿度都有一定的要求，物料的温度越高、湿度越低，对生产工艺越有利，带来的生产效率及效益就会随之提高。而企业内部工业炉窑等生产工序排放的中低温废气（100~180℃）因为温度低热量不易回收，通常会经过一系列环保措施处理后排放，造成了热量的浪费。
3.公开号为cn103195528a的专利申请公开了一种工业窑炉生产工艺低温废气余热发电方法与装置，是以发电机组的取热设备代替现有工艺中的冷却装置，或者直接将取热设备放置在工业窑炉废气出口，通过膨胀机、放热设备、高压工质泵与取热设备之间构成的循环回路驱动膨胀机带动低温热双循环发电机做功发电，提取工业窑炉排空废气中的低品位余热，对废气降温的同时，将吸收的热量送到发电机组中转化成电能，发电后的废气再回到原工艺系统或者排放到大气中。
4.同时，部分企业生产过程中产生的可燃气体如高炉煤气、焦炉煤气等往往利用不足，多余部分经燃烧后排入大气，同样造成了能源的浪费。
5.公开号为cn211921378u的专利申请，公开了一种钢厂尾气综合利用制乙醇的系统。该系统包括：转炉煤气和/或高炉煤气提纯一氧化碳装置、焦炉煤气提氢装置、富甲烷气转化制氢装置、乙醇合成装置、以及燃料气调配装置；所述转炉煤气和/或高炉煤气提纯一氧化碳装置所得一氧化碳，和焦炉煤气提氢装置以及富甲烷气转化制氢装置所得氢气，分别输至所述乙醇合成装置用以合成乙醇；所述焦炉煤气提氢装置中所得富甲烷气中的部分进入所述富甲烷气转化制氢装置用以制氢，部分用作燃料气供富甲烷气转化制氢装置使用，部分输送至所述燃料气调配装置与钢厂富余转炉煤气和/或高炉煤气混和调配得到预定热值要求的燃料气；其中部分依然排空。
6.公开号为cn101100607a的专利申请，公开了一种以煤炭外燃代替气体燃料燃烧的炼焦工艺，包括以下单元：燃烧单元，传热单元，炭化单元，蓄热式余热回收单元和间壁式余热回收单元。燃煤与经余热回收单元预热后的高温空气在燃烧单元中燃烧生成高温烟气。高温烟气经过粗除尘以后，被送入传热单元，在传热单元中，高温烟气通过隔墙向炭化室放热。放热后的高温烟气，通过蓄热式和间壁式换热器，回收大部分余热后排空。而可以作为物料烘干用的余热依然排空，造成了热量的浪费，未能充分利用。
7.因此，提供一种通过余热、余能的综合回收利用具有提高企业生产效率、降低企业生产成本、节能减排的采用中低温废气进行物料预热及烘干的装置及工艺方法，已是一个值得研究的问题。


技术实现要素：

8.为了解决上述现有技术中 存在的不足，本发明的目的是提供一种通过余热、余能的综合回收利用具有提高企业生产效率、降低企业生产成本、节能减排的采用中低温废气进行物料预热及烘干的装置及工艺方法。
9.本发明的目的是这样实现的：一种物料预热烘干的装置，包括与输送废气的第一管道连接的第一除尘设备、与第一除尘设备的出气口通过引风机连接的且用于将中低温废气升温的升温机构、与升温机构的输出端通过第四管道和配送管连接的物料仓和使废气流量变大和调整烟气温度的掺风机构、与物料仓的出气口和升温机构连接且将物料仓排出的废气与高温废气混合以使废气中水分变为气态的混合装置、与混合装置的输出端通过第五管道连接的第二除尘设备、与第二除尘设备的输出端连接的烟囱，第五管道上设有用于将中低温废气除湿的除湿装置，中低温废气经过第一除尘设备的除尘、升温机构的预热、掺风装置加入冷风增大气流并达到预定温度后通过配送管接物料仓内气流分布装置进入物料仓对物料进行预热烘干，经过物料仓对物料烘干后的中低温废气排出依次经过混合装置、除湿装置和第二除尘设备，除去中低温废气中的水分和杂质，然后排入外界。
10.所述升温装置包括与引风机的出风口通过第三管道连接的升温炉、与升温炉连接且用于使升温炉内温度升高的预热组件。
11.所述预热组件包括与升温炉的预热室通过第一连接管连接的鼓风机、与升温炉的预热室连接的第二连接管，第二连接管使煤气通过，第一连接管使空气通过，煤气和空气在预热室内燃烧释放热量对升温炉内的废气进行预热。
12.所述掺风机构包括一端与第四管道连接且另一端与外界连通的掺风管、位于掺风管上的掺风阀，掺风阀控制外界空气进入第四管道的流量。
13.所述配送管的两端分别与第四管道和物料仓的进气管连接，配送管与第四管道的连接点位于掺风管与第四管道的连接点的左侧，中低温废气在第四管道内经过掺风管与第四管道的连接点后经过配送管与物料仓连接。
14.所述混合装置可采用旋流混合装置、射吸混合装置、套筒混合装置、均布掺入混合装置或三通的任一种。
15.所述吸湿装置包括用于盛放干燥粉末的储料罐、与储料罐的出料口连接的送料管、与送料管的端部连接的环形管组件，送料管的另一端与风机连接，风机一端通过连接管与第二管道或第四管道或其他装置热烟气管道连接也可直接引入空气，环形管组件与第五管道连接使干燥粉末在第五管道内呈环形喷出，环形管组件也可选用直插式管道或其他方式代替使用干燥粉末进行喷洒。
16.所述环形管组件包括套设在第五管道上的环形管、与环形管连通的若干短管，若干短管的另一端与第五管道连通，若干短管在环形管的内侧呈环形均匀分布。
17.所述第二除尘设备包括与第五管道的端部连接的除尘器、与除尘器的出气口通过管道连接的除尘风机，除尘风机的出风口与烟囱连接将废弃排出。
18.一种采用中低温废气进行物料预热烘干的工艺方法，包括以下步骤：步骤1：中低温废气的除尘，中低温废气经过第一管道进入第一除尘设备进行除尘，除尘后的中低温废气经过引风机进入步骤2；步骤2：中低温废气的升温，经过步骤1的引风机排出的中低温废
气经过升温炉提高温度，通过掺风管增大中低温废气的流量；步骤3：中低温废气对物料的干燥，将步骤2中的经过升温和掺风的中低温废气达到预设的温度后通过配送管接物料仓内气流分布装置送入物料仓进行干燥物料，对物料仓的物料进行干燥后的废气经过物料仓的排气口排出；步骤4：中低温废气的除湿，物料仓排出的中低温废气经过混合装置和吸湿装置，混合装置通过掺入高温废气来将含湿量大的中低温废气温度升至露点温度以上，以防止在管路、除尘器中发生结露、粘堵布袋或极板等情况发生，吸湿装置通过风机引来热烟气或空气将石灰粉吹入第五管道内来吸收废气中的水分，保证除尘器的布袋或极板等不被灰分粘附，从而安全可靠运行；步骤5：中低温废气的二次除尘和排放，从步骤4中排出的中低温废气经过除尘器，被出风风机抽入烟囱排出。
19.积极有益效果：本发明通过采用废气的余热、余能对物料进行干燥，具有提高企业生产效率、降低企业生产成本、节能减排的优势，同时，掺冷风装置可解决冬天物料预热所需烟气量大而废气不足的问题，提升物料预热及烘干效果，提高生产效率，降低企业成本，吸湿装置通过环形管将石灰粉喷入管道内可降低管道内气体湿度，防止后续进入除尘器出现堵塞、糊袋、粘附极板等情况发生，可保障系统可靠运行、降低除尘器维修保养成本。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；图2为a部分的放大结构示意图；图中为：第一除尘设备1、引风机2、升温炉3、物料仓4、混合装置5、吸湿装置6、第二除尘设备7、烟囱8、第一管道9、第二管道10、第三管道11、第四管道12、配送管13、掺风管14、排风管15、第五管道16、储料罐61、吹风机62、送料管63、环形管组件64、环形管641、短管642、连接管65、除尘器71、除尘风机72。
具体实施方式
21.以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
22.实施例1如图1和图2所示，一种物料预热烘干的装置，包括与输送废气的第一管道9连接的第一除尘设备1、与第一除尘设备1的出气口通过引风机2连接的且用于将中低温废气升温的升温机构、与升温机构的输出端通过第四管道12和配送管13连接的物料仓4和使废气流量变大和调温的掺风机构、与物料仓4的出气口和升温机构连接且将物料仓4排出的废气与高温废气混合以使废气中水分变为气态的混合装置5、与混合装置5的输出端通过第五管道16连接的第二除尘设备7、与第二除尘设备7的输出端连接的烟囱8，第五管道16上设有用于将中低温废气除湿的除湿装置6，中低温废气经过第一除尘设备1的除尘、升温机构3的预热、掺风装置加入的冷风增大气流后进入物料仓4对物料进行预热烘干，经过物料仓4对物料烘干后的中低温废气排出依次经过混合装置5、除湿装置6和第二除尘设备7，除去中低温废气中的水分和杂质，然后排入外界，低温废烟气经过第一除尘设备，有降低烟气中的粉尘含量、提高输送效率、增加风机寿命的好处，本发明通过采用废气的余热、余能对物料进行干燥，中低温废气可来自工业窑炉等工艺的废气，循环利用，具有提高企业生产效率、降低企业生产成本、节能减排的优势，同时，掺冷风装置可解决冬天物料预热所需烟气量大而废
气不足的问题，提升物料预热及烘干效果，提高生产效率，降低企业成本，吸湿装置通过环形管将石灰粉喷入管道内可降低管道内气体湿度，防止后续进入除尘器出现堵塞、糊袋、粘附极板等情况发生，可保障系统可靠运行、降低除尘器维修保养成本。
23.所述升温装置包括与引风机2的出风口通过第三管道11连接的升温炉3、与升温炉3连接且用于使升温炉3内温度升高的预热组件。所述预热组件包括与升温炉3的预热室通过第一连接管连接的鼓风机、与升温炉3的预热室连接的第二连接管，第二连接管使煤气通过，第一连接管使空气通过，煤气和空气在预热室内燃烧释放热量对升温炉内的废气进行预热，升温炉利用企业富余煤气对中低废气进行温度提升，引风机2的进风口通过第二管道10与第一除尘设备1连接，如预热、烘干工艺的物料量大，中低温废气流量有限，可经升温炉将废气温度升至高温（高于升温工艺预设温度）后，通过掺风机构掺入冷空气来增加废气流量，并调整废烟气温度，从而保证预热烘干的效率及工艺安全。
24.所述掺风机构包括一端与第四管道12连接且另一端与外界连通的掺风管14、位于掺风管14上的掺风阀，掺风阀控制外界空气进入第四管道的流量，掺风机构可解决冬天物料预热所需烟气量大而废气不足的问题，提升物料预热及烘干效果，提高生产效率，降低企业成本。
25.所述配送管13的两端分别与第四管道12和物料仓4的进气管连接，配送管13与第四管道12的连接点位于掺风管14与第四管道12的连接点的左侧，预热后的中低温废气在第四管道12内经过掺风管14与第四管道12的连接点后经过配送管13物料仓连接，即当需要大流量的废气对物料仓内的物料进行烘干时，打开掺风阀将外界的气体进入第四管道12，并与经过升温机构预热后的中低温废气混合达到设定的温度，然后经过配送管13后通过支管接物料仓内气流分布装置进入物料仓对物料进行干燥。
26.所述混合装置不限于混合结构形式，可旋流混合，可射吸混合，可套筒混合，可均布掺入混合，也可三通直接混合。
27.所述吸湿装置6包括用于盛放干燥粉末的储料罐61、与储料罐61的出料口连接的送料管63、与送料管63的端部连接的环形管组件64，送料管63的另一端与吹风机62连接，环形管组件64与第五管道连接使干燥粉末在第五管道16内呈环形喷出。所述环形管组件64包括套设在第五管道16上的环形管641、与环形管641连通的若干短管642，若干短管642的另一端与第五管道16连通，若干短管642在环形管641的内侧呈环形均匀分布，通过环形管641和短管642，可将石灰粉沿环形喷入第五管道16内可降低第五管道16内气体湿度，防止后续进入除尘器出现堵塞、糊袋、粘附极板等情况发生，可保障系统可靠运行、降低除尘器维修保养成本，吹风机62的另一端通过连接管65与第二管道10或第四管道12或其他装置热烟气管道连接也可直接引入空气，环形管组件64可选用直插式管道或其他方式代替使用干燥粉末进行喷洒。
28.所述第二除尘设备7包括与第五管道16的端部连接的除尘器71、与除尘器71的出气口通过管道连接的除尘风机72，除尘风机72的出风口与烟囱8连接将废弃排出，第一除尘器设备和除尘器71可采用布袋除尘、电除尘等，同时除尘器排出的废料可用于烧结等其它生产工序中，进行废物利用。
29.实施例2一种采用中低温废气进行物料预热烘干的工艺方法，包括以下步骤：步骤1：中低
温废气的除尘，中低温废气经过第一管道进入第一除尘设备进行除尘，除尘后的中低温废气经过引风机进入步骤2；步骤2：中低温废气的升温，经过步骤1的引风机排出的中低温废气经过升温炉提高温度，通过掺风管增大中低温废气的流量，调整废烟气温度；烟气升温炉采用企业富余的煤气充分燃烧将引来的中低废气温度提升至预设温度范围后再送入物料仓内；如预热、烘干工艺的物料量大，中低温废气流量有限，可经升温炉将废气温度升至高温（高于升温工艺预设温度）后，通过掺冷风系统掺入冷空气来增加废气流量，并调整废烟气温度，从而保证预热烘干系统的效率及工艺安全，步骤3：中低温废气对物料的干燥，将步骤2中的经过升温和掺风的中低温废气达到预设的温度后通过配送管13接物料仓内气流分布装置送入物料仓进行干燥物料，对物料仓的物料进行干燥后的废气经过物料仓的排气口排出；步骤4：中低温废气的除湿，物料仓排出的中低温废气经过混合装置和吸湿装置，预热烘干物料后由物料仓顶排出的低温废气的温度较低，如果系统中被预热物料水份大，则中低温废气中夹带蒸汽量较大，在低温工况下易产生结露，影响后续的除尘、排灰等工艺设备正常运行，混合装置通过掺入高温废气来将含湿量大的中低温废气温度升至露点温度以上，以防止在管路、除尘器中发生结露、粘堵布袋或极板等情况发生，考虑到低温含湿废气混入的高温废气流量或温度不足，无法保证后续处理过程中的结露情况的发生，为保证系统的安全稳定运行，吸湿装置通过向第五管道内一定量的石灰粉来吸收废气中的水分，保证除尘器的布袋或极板等不被灰分粘附，从而安全可靠运行；步骤5：中低温废气的二次除尘和排放，从步骤4中排出的中低温废气经过除尘器，被出风风机抽入烟囱排出。
30.本发明通过采用废气的余热、余能对物料进行干燥，具有提高企业生产效率、降低企业生产成本、节能减排的优势，同时，掺冷风装置可解决冬天物料预热所需烟气量大而废气不足的问题，提升物料预热及烘干效果，提高生产效率，降低企业成本，吸湿装置通过环形管将石灰粉喷入管道内可降低管道内气体湿度，防止后续进入除尘器出现堵塞、糊袋、粘附极板等情况发生，可保障系统可靠运行、降低除尘器维修保养成本。