本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及冶金原料的干燥裝置及應(yīng)用該裝置的干燥方法。
背景技術(shù)：
在火法冶金工藝中，冶煉原料一般都需要進行干燥，但干燥會消耗大量的能源，占了冶煉綜合能耗的相當(dāng)大一部分。而部分火法冶煉工藝的出爐煙氣溫度很高，如Corex煉鐵工藝、轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝、閃速熔煉冶煉工藝等，有部分技術(shù)人員嘗試用冶煉出爐的煙氣來干燥冶煉原料以降低能耗，但存在很多問題未能解決。下面以閃速熔煉為例來說明相關(guān)問題：
目前閃速熔煉原料常規(guī)的干燥方法有回轉(zhuǎn)窯干燥、氣流干燥和蒸汽干燥，這些方法均需消耗一定的能源，而閃速爐出爐煙氣高達(dá)1200-1600℃，若能充分利用煙氣中含有的熱能對物料進行干燥，則干燥流程不用耗能，又能使煙氣中的余熱得到有效的回收利用。
現(xiàn)有最新熔煉干燥技術(shù)中采用了閃速爐尾氣直接對冶煉原料進行干燥，但缺點是高達(dá)1200℃以上的高溫?zé)煔鈺刮锪先廴谡辰Y(jié)在爐壁上，從而造成設(shè)備故障，另外，由于煙氣的流速快，干燥后會帶走一部分原料，從而使煙氣中煙塵率過高，影響后續(xù)收塵設(shè)備的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出冶金原料的干燥裝置，以滿足現(xiàn)在冶煉生產(chǎn)的要求。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
冶金原料的干燥裝置，包括分離器和立式干燥爐；
所述立式干燥爐頂部的第一進料口處安裝有進料裝置，該立式干燥爐下端的進氣口外接熱氣源，該立式干燥爐上端的出氣口通過管道和分離器的進氣口連通，所述立式干燥爐的出料口設(shè)置在爐底；
所述分離器頂部的出氣口連接有煙道，該分離器底端的出料口通過管道和立式干燥爐下部的第二進料口連通。
優(yōu)選的，所述干燥爐進料裝置為帶有分散物料作用的噴嘴，使噴入爐內(nèi)的冶金原料更好的彌散在爐內(nèi)，擴大物料和氣體接觸的比表面積。
進一步的，所述立式干燥爐的出氣口設(shè)置在該干燥爐爐壁上，該立式干燥爐內(nèi)部上端豎直方向上設(shè)有一擋板，該擋板正對立式干燥爐的出氣口設(shè)置，通過該擋板將干燥爐頂部的第一進料口和立式干燥爐的出氣口分隔開。擋板的設(shè)置，使從干燥爐進料裝置進入爐內(nèi)的原料不會被氣流帶進干燥爐的出氣口，同時，也和爐壁間形成了一個出氣的煙道，使經(jīng)過干燥爐出氣口排除的熱氣源流向有序、速度穩(wěn)定。
進一步的，本煙氣干燥裝置還包括一余熱鍋爐，該余熱鍋爐出氣口通過管道和立式干燥爐的進氣口連通。余熱鍋爐的設(shè)置確保使冶煉設(shè)備的高溫出爐煙氣能降溫到200℃-850℃范圍內(nèi)，同時對煙氣進行初除塵并利用煙氣的余熱生產(chǎn)蒸汽。在實際應(yīng)用中，余熱鍋爐也可用冷卻煙道代替。
進一步的，所述分離器的出料口處設(shè)有返料裝置。
進一步的，所述立式干燥爐的出料口處設(shè)有鼠籠打散機。鼠籠打散機的作用是對可能團聚的原料進行打散，打散后把原料輸送至干燥料倉。另外，出料口也可設(shè)置螺旋排料機或螺旋輸送器，螺旋冷卻輸出干燥的物料。
進一步的，所述立式干燥爐爐底部位裝有冷卻裝置。根據(jù)實際應(yīng)用，可在干燥爐底部的外壁或者爐壁中設(shè)置如冷卻水套之類的冷卻設(shè)備，以便快速冷卻干燥的原料方便排料。
進一步的，所述立式干燥爐的進氣口和其出氣口間豎直方向的距離大于立式干燥爐豎直高度的1/2。上述設(shè)置保證物料和氣流能在一定逆向?qū)α?，保證干燥的效率。
進一步的，所述分離器為旋風(fēng)分離器。
進一步的，所述分離器的出氣口直徑大于分離器的進氣口直徑。通過分離器出氣口截面積大于進氣口截面積的設(shè)置，使分離器出口的煙氣流速相對與進氣口變緩，同時，由于煙道位于分離器的頂部，更有利于煙氣中的固態(tài)的煙塵下落至分離器中，從而進一步降低后續(xù)煙氣中的煙塵率。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的冶金原料的干燥裝置具有以下優(yōu)勢：
本發(fā)明所述的冶金原料的干燥裝置中，冶煉原料在立式干燥爐內(nèi)通過熱氣源進行干燥處理，熱氣源對冶煉原料干燥后通過立式干燥爐的排氣口排送至分離器內(nèi)，在分離器內(nèi)完成氣固兩相分離，分離后的氣源由煙道排出，固態(tài)物被返回至立式干燥爐內(nèi)，和立式干燥爐內(nèi)的干燥冶煉原料一起最終通過干燥爐的排料口排出，該裝置設(shè)計簡單，便于操作和控制，冶煉原料的干燥效果極佳，另外對干燥作用后的氣源中的冶煉原料進行了回收，延長了后續(xù)除塵設(shè)備的使用壽命。
應(yīng)用冶金原料的干燥裝置的干燥方法，包括以下步驟：
1)、通氣；
向立式干燥爐內(nèi)通入溫度為200℃-850℃熱氣源；
2)、干燥；
將平均粒徑小于3mm的濕冶煉原料通過進料裝置送入立式干燥爐內(nèi)，在熱氣源的作用下完成干燥作業(yè)，干燥后的冶煉原料落入爐底；干燥作用后的熱氣源經(jīng)立式干燥爐的出氣口排出；
3)、煙塵分離；
經(jīng)立式干燥爐的出氣口排出的熱氣源在分離器內(nèi)進行氣固兩相分離，其中分離后的氣體由煙道排出，固體被輸送至立式干燥爐內(nèi)；
4)、排料；
干燥的冶煉原料經(jīng)立式干燥爐底端的出料口排出。
需要說明的是，為控制待干燥的濕的冶金原料的粒徑范圍，保證干燥效果，一般在干燥前需對原料進行破碎或切碎或分散處理。例如，干燥爐頂部的進料裝置連接有或者本身帶有“切碎機”或“分散裝置”，以便對原料的粒徑及進入干燥爐后運動軌跡進行一定的控制。
此外，排料時需控制排料的速率和頻率，保證爐底的落料層達(dá)到一定厚度，使落料面始終處在較大的截面積處，一方面使剛落入爐底的原料還可以有效的被熱氣源輻射干燥，另一方面防止排料時從底部漏氣，同時還使原料移動到底部時經(jīng)過了一段時間的自然冷卻。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的應(yīng)用冶金原料的干燥裝置的干燥方法具有以下優(yōu)勢：
本發(fā)明所述的冶金原料的干燥裝置的干燥方法中，控制熱氣源溫度在200℃-850℃范圍內(nèi)，保證冶煉原料在干燥過程中不會融化，進而解決了直接利用閃速爐尾氣對冶煉原料進行干燥時導(dǎo)致原料融化粘結(jié)現(xiàn)象，進而保證了干燥爐不會被堵塞，從而使干燥過程連續(xù)和穩(wěn)定進行，另外，在該干燥方法中，通過分離器對冶煉原料進行氣固兩相分離，分離后的固態(tài)物被返回至立式干燥爐內(nèi)，實現(xiàn)了對干燥后的氣源中的絕大部分冶煉原料的回收，降低了煙氣中的煙塵率，延長了后續(xù)除塵設(shè)備的使用壽命。
本發(fā)明所述的冶金原料的干燥裝置的干燥方法中，通過冶煉尾氣和小顆粒冶煉原料在空間逆向熱交換實現(xiàn)對冶煉原料的干燥，且冶煉原料落入爐底后，仍然可以被熱氣源輻射加熱干燥，原料干燥的效果好、效率高，充分利用煙氣余熱，能耗低。由于氣源溫度相對較低，同時避免了煙塵粘結(jié)，干燥設(shè)備穩(wěn)定，使用壽命長。
附圖說明
構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明實施例所述的冶金原料的干燥裝置及干燥方法示意圖；
附圖標(biāo)記說明：
1-余熱鍋爐； 2-立式干燥爐； 3-擋板； 4-煙道；
5-分離器； 6-返料裝置； 7-進料裝置； 8-鼠籠打散機；
9-干燥料倉。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
冶金原料的干燥裝置，包括分離器5、立式干燥爐2和余熱鍋爐1；所述立式干燥爐2一側(cè)爐壁下端設(shè)有進氣口，該立式干燥爐2另一側(cè)爐壁上端設(shè)有出氣口，所述立式干燥爐的進氣口和其出氣口間豎直方向的距離大于立式干燥爐豎直高度的1/2；上述設(shè)置保證物料和氣流能在一定逆向?qū)α鳎ＷC干燥的效率；
在立式干燥爐2內(nèi)部上端豎直方向上設(shè)有一擋板3，該擋板3正對立式干燥爐2的出氣口設(shè)置，通過該擋板3將干燥爐2頂部的第一進料口和立式干燥爐2的出氣口分隔開；所述立式干燥爐2頂部設(shè)有第一進料口，該第一進料口處安裝有進料裝置7；
本實施例中，擋板3的設(shè)置，使從干燥爐進料裝置7進入爐內(nèi)的原料不會被氣流帶進干燥爐2的出氣口，同時，也和爐壁間形成了一個出氣的煙道，使經(jīng)過干燥爐2出氣口排出的熱氣源流向有序、速度穩(wěn)定。
本實施例中，進料裝置7選用為帶有分散物料作用的噴嘴，使噴入爐內(nèi)的冶金原料更好的彌散在爐內(nèi)，擴大物料和氣體接觸的比表面積，濕冶煉原料通過該噴嘴結(jié)構(gòu)噴入立式干燥爐2的爐腔內(nèi)，在重力作用下降落，該立式干燥爐2下端的進氣口通過管道和余熱鍋爐1出氣口連通，通過該余熱鍋爐1向立式干燥爐2內(nèi)供熱氣，該高溫?zé)釟庀蛏仙信c下落的濕冶煉原料相遇，濕冶煉原料所蘊含的水分大部分被高溫氣化為水蒸氣并被氣流帶走，從而實現(xiàn)對濕冶煉原料的干燥；余熱鍋爐1的設(shè)置確保使冶煉設(shè)備的高溫出爐煙氣能降溫到200℃-850℃范圍內(nèi)，同時對煙氣進行初除塵并利用煙氣的余熱生產(chǎn)蒸汽。在實際應(yīng)用中，余熱鍋爐1也可用冷卻煙道代替。
該立式干燥爐2上端的出氣口通過管道和分離器5的進氣口連通，所述立式干燥爐2的出料口設(shè)置在爐底，為了便于干燥冶煉原料的順暢落料，在立式干燥爐2的出料口處設(shè)有鼠籠打散機8，將可能團聚在爐底的物料經(jīng)鼠籠打散機8打散后，送入干燥料倉9備用，也可通過濃相輸送至冶煉爐爐頂料倉存儲；所述分離器5頂部的出氣口連接有煙道4，該分離器5底端的出料口通過管道和立式干燥爐2下部的第二進料口連通。
本實施例中，鼠籠打散機8的作用是對可能團聚的原料進行打散，打散后把原料輸送至干燥料倉9。另外，出料口也可設(shè)置螺旋排料機或螺旋輸送器，螺旋冷卻輸出干燥的物料。
本實施例中，所述分離器5為旋風(fēng)分離器，為了便于對粉狀固態(tài)物料的輸送，在所述分離器5的出料口處設(shè)有返料裝置6，返料裝置6可以是一電機，電機主軸連接一攪棒或絞龍，攪棒或絞龍伸入分離器5出料口和立式干燥爐2第二進料口連通的管道內(nèi)，通過電機帶動攪棒繞其軸線轉(zhuǎn)動，防止物料集結(jié)成塊，由此將物料順暢輸送，本返料裝置為常見結(jié)構(gòu)，再次不做詳細(xì)介紹。
本實施例中，在由立式干燥爐2干燥后的物料溫度較高，為了降低該干燥物料溫度方便排料，所述立式干燥爐2爐底部位裝有冷卻裝置，該冷卻裝置為一種冷卻水套，冷卻水套安裝在立式干燥爐2爐底位置的側(cè)壁內(nèi)。
本實施例中，所述分離器5的出氣口直徑大于分離器5的進氣口直徑，即分離器出氣口截面積大于進氣口截面積，使分離器出口的煙氣流速相對與進氣口變緩，同時，由于煙道位于分離器的頂部，更有利于煙氣中的固態(tài)的煙塵下落至分離器中，從而進一步降低后續(xù)煙氣中的煙塵率。
下面結(jié)合某煉銅廠閃速熔煉流程，具體說明一下應(yīng)用冶金原料的干燥裝置的干燥方法：
1)、通氣；
閃速爐出爐煙氣溫度約為1320℃，經(jīng)余熱鍋爐1降溫回收余熱后，煙氣溫度降為400℃左右，煙氣中的含塵量為165mg/m3,煙氣流速為3.1m/s,熱煙氣從立式干燥爐2的進氣口進入干燥爐中；
2)、干燥；
從立式干燥爐2頂部的噴嘴中噴入粒度小于200目占80％的濕銅精礦，在銅精礦粉下落的過程中，與逆向上流動的熱煙氣發(fā)生熱量交換，礦粉中的水分被迅速加熱到100℃以上并氣化為水蒸汽被煙氣帶走，礦粉落入爐底后，還會受到熱煙氣的輻射加熱，至精礦被排出爐外，銅精礦中的水分被干燥至0.3％以下；
3)、煙塵分離；
煙氣經(jīng)過立式干燥爐2后，煙氣溫度降為340℃左右,煙氣含塵為1245mg/m3，煙氣中的煙塵經(jīng)旋風(fēng)分離器5分離后，絕大部分落入旋風(fēng)分離器5的底部料倉，然后被返料裝置返回立式干燥爐2底部；分離后的煙氣向上進入煙道4，由于煙道4截面積約為分離器5進氣口截面積的一半，進入向上的煙道4時，煙氣流速減緩，約為1.6m/s，部分煙塵由于重力作用又會落回到旋風(fēng)分離器5，最后流出煙道4時煙氣中的含塵量為107mg/m3；
4)、排料；
干燥的冶煉原料經(jīng)立式干燥爐2底端的出料口排出。排料可以斷續(xù)排料也可以連續(xù)排料，但使?fàn)t底的落料層維持一定的厚度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。