專利名稱：旋風(fēng)預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水泥機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種旋風(fēng)預(yù)熱器。
背景技術(shù)：
旋風(fēng)預(yù)熱器一般作為高溫條件下的固體粉狀物的預(yù)熱和分離，特別是用作水泥煅燒回轉(zhuǎn)窯前的預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的組成部分，在該預(yù)熱系統(tǒng)中，旋風(fēng)預(yù)熱器主要起到預(yù)熱物料并收集已預(yù)熱物料的作用。旋風(fēng)預(yù)熱器一般由多級(jí)旋風(fēng)筒和連接管道組成。連接管道主要起到熱交換的作用，旋風(fēng)筒主要起收集物料的作用。旋風(fēng)預(yù)熱器的頂級(jí)旋風(fēng)筒的氣體排風(fēng)口處連接有余熱管道，與物料進(jìn)行熱交換后的熱煙氣經(jīng)該余熱管道并經(jīng)處理后排入大氣。對(duì)所述熱煙氣的處理主要包括余熱不利用和余熱利用兩種方式，其中的余熱不利用的方式主要是將該部分熱煙氣經(jīng)增濕塔噴水降溫或管道噴水降溫或多管冷卻機(jī)降溫到200度左右后再經(jīng)收塵器凈化；其中的余熱利用的方式主要是將熱煙氣引入余熱發(fā)電機(jī)、余熱回收的同時(shí)把煙氣溫度盡可能降低到200度左右以適于進(jìn)入收塵器凈化煙氣，或者將熱煙氣引入余熱發(fā)電機(jī)、 余熱發(fā)電的同時(shí)適當(dāng)?shù)慕档蜔煔鉁囟?、再將?jīng)余熱發(fā)電機(jī)后的熱煙氣用于烘干原料并同時(shí)將煙氣溫度降低到200度左右以引入收塵器凈化，或者將部分熱煙氣用于烘干原料、然后將參與烘干后的煙氣與未參與烘干的煙氣混合再引入收塵器凈化?？梢?，現(xiàn)有技術(shù)中仍未找到有效地對(duì)熱煙氣利用的方式，最常用的余熱發(fā)電也存在前期投入大、效率低的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中的旋風(fēng)預(yù)熱器的余熱利用率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種旋風(fēng)預(yù)熱器，該旋風(fēng)預(yù)熱器利用排出的熱煙氣為常溫生料進(jìn)行預(yù)熱，再將預(yù)熱后的熱生料輸送進(jìn)入旋風(fēng)筒的上升管道，此時(shí)預(yù)熱后的熱生料需要系統(tǒng)提供的熱量降低、熱耗降低。技術(shù)方案一種旋風(fēng)預(yù)熱器，包括1級(jí)旋風(fēng)筒，還包括與第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通的用于排出熱煙氣的第一余熱管道，和位于第一級(jí)旋風(fēng)筒的下方與第一級(jí)旋風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng)口相連通的分解爐，以及向所述分解爐中輸送物料的第一物料提升裝置；或者包括直立串聯(lián)的N級(jí)旋風(fēng)筒，其中N為大于1的自然數(shù)，相鄰的旋風(fēng)筒之間通過(guò)下級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道相連通，所述旋風(fēng)預(yù)熱器還包括與位于頂部的第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通的用于排出熱煙氣的第一余熱管道，和向第二級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道中輸送物料的第一物料提升裝置，以及位于第N級(jí)旋風(fēng)筒的下方與第N級(jí)旋風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng)口相連通的分解爐，所述旋風(fēng)預(yù)熱器還包括第二物料提升裝置和固氣分離裝置，所述第一余熱管道包括相連通的彎管和直管，所述彎管的入口與所述第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通，所述彎管的出口與所述直管的入口相連通，所述直管的出口位于所述直管入口的下方且該出口處連接有所述固氣分離裝置，所述固氣分離裝置的出料端通過(guò)物料輸送裝置與所述第一物料提升裝置的入料端相連，用于提升常溫生料的所述第二物料提升裝置的出料端與所述彎管或與所述直管的入口處相連。 所述直管上沿軸向間隔設(shè)置有若干個(gè)徑向縮口，所述徑向縮口處的通風(fēng)面積小于該處直管的原通風(fēng)面積。 所述直管為空心柱體結(jié)構(gòu)，所述徑向縮口為中心縮口和/或環(huán)形縮口和/或網(wǎng)格狀縮口，在所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外環(huán)與所述空心柱體的內(nèi)壁相適配并固定在空心柱體的內(nèi)壁上，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)的開口形成了所述中心縮口 ；在所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)固定有一塊實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述實(shí)體結(jié)構(gòu)的外邊緣與相應(yīng)的所述空心柱體的內(nèi)壁形成了所述環(huán)形縮口 ；所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有支撐于空心柱體內(nèi)壁上的網(wǎng)格狀箅子，以形成了所述網(wǎng)格狀縮口。所述徑向縮口為中心縮口、環(huán)形縮口和網(wǎng)格狀縮口中的任意兩種徑向縮口或全部三種徑向縮口且沿直管軸向交替間隔設(shè)置。所述固氣分離裝置為旋風(fēng)筒或收塵器或固氣分離膜。所述固氣分離裝置為旋風(fēng)筒，所述旋風(fēng)筒的排風(fēng)口處連接有第二余熱管道的入口，所述第二余熱管道將所述旋風(fēng)筒排出的熱煙氣輸送給余熱發(fā)電裝置和/或余熱烘干裝置，或者所述第二余熱管道將所述旋風(fēng)筒排出的熱煙氣輸送給廢氣凈化裝置。當(dāng)N為大于1的自然數(shù)時(shí)，所述旋風(fēng)筒的上升管道上設(shè)置有徑向縮口，所述上升管道上的徑向縮口處的通風(fēng)面積小于該處上升管道的原通風(fēng)面積。當(dāng)N為Ii1時(shí)，所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括直立串聯(lián)的N+l-n2級(jí)旋風(fēng)筒；其中Ii1為大于2 的自然數(shù)，其中n2為大于1且小于Ii1的自然數(shù)。所述上升管道為空心柱體結(jié)構(gòu)，所述上升管道上的徑向縮口為中心縮口和/或環(huán)形縮口和/網(wǎng)格狀縮口，在上升管道的所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外環(huán)與所述空心柱體的內(nèi)壁相適配并固定在空心柱體的內(nèi)壁上，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)的開口形成了所述中心縮口 ；在上升管道的所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)固定有一塊實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述實(shí)體結(jié)構(gòu)的外邊緣與相應(yīng)的所述空心柱體的內(nèi)壁形成了所述環(huán)形縮口 ；所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有支撐于空心柱體內(nèi)壁上的網(wǎng)格狀箅子以形成了所述網(wǎng)格狀縮口。某個(gè)或某幾個(gè)所述上升管道上的徑向縮口為中心縮口、環(huán)形縮口和網(wǎng)格狀縮口中的任意兩種徑向縮口或全部三種徑向縮口且沿所在上升管道的軸向交替間隔設(shè)置。技術(shù)效果本實(shí)用新型提供一種旋風(fēng)預(yù)熱器，在現(xiàn)有的旋風(fēng)預(yù)熱器的基礎(chǔ)上，增加了第二物料提升裝置和固氣分離裝置，利用第二物料提升裝置將常溫生料喂入第一余熱管道內(nèi)，在常溫生料從第一余熱管道入口端到出口端的過(guò)程中，從第一級(jí)旋風(fēng)筒排出的熱煙氣與常溫生料進(jìn)行了充分的熱交換，以對(duì)該部分物料在進(jìn)入旋風(fēng)筒前進(jìn)行預(yù)熱，從第一余熱管道出口排出的固氣混合體通過(guò)固氣分離裝置進(jìn)行分離后，預(yù)熱后的熱生料從固氣分離裝置的出料端進(jìn)入第一物料提升裝置進(jìn)而進(jìn)入旋風(fēng)筒。為了使常溫生料和熱煙氣之間進(jìn)行更充分的熱交換，在直管上沿軸向間隔設(shè)置有若干個(gè)徑向縮口，在徑向縮口處通風(fēng)面積小于相應(yīng)的直管的通風(fēng)面積，這種通風(fēng)面積的變化導(dǎo)致風(fēng)速和煙氣流場(chǎng)也發(fā)生了相應(yīng)的變化，因此會(huì)提高熱煙氣與物料之間的熱交換效率，徑向縮口的數(shù)量越多、風(fēng)速和煙氣流場(chǎng)的改變次數(shù)越多、總的熱交換效率越高。其中的徑向縮口可以包括中心縮口和/或環(huán)形縮口和/網(wǎng)格狀縮口，中心縮口是指通風(fēng)口向直管的橫截面的中心方向縮進(jìn)以形成一個(gè)通風(fēng)面積小于直管的橫截面面積的開口，環(huán)形縮口是指通風(fēng)口的橫截面為原直管橫截面的外環(huán)而形成的環(huán)形開口，網(wǎng)格狀縮口是指通風(fēng)口為原直管橫截面內(nèi)的若干個(gè)網(wǎng)格的開口。三種徑向縮口的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致了經(jīng)該處的風(fēng)速和煙氣流場(chǎng)也不同。優(yōu)選地，中心縮口、環(huán)形縮口和網(wǎng)格狀縮口中的任意兩種或全部的三種徑向縮口沿直管軸向交替間隔設(shè)置，以強(qiáng)化熱交換，以達(dá)到較佳的熱效率。優(yōu)選地，將固氣分離裝置輸出的熱煙氣繼續(xù)輸入給余熱發(fā)電裝置和/或余熱烘干裝置以進(jìn)一步進(jìn)行余熱利用或者也可以將固氣分離裝置輸出的熱煙氣直接輸送給廢氣凈化裝置，比如收塵器，而不進(jìn)行余熱利用。進(jìn)一步地，當(dāng)N為大于1的自然數(shù)時(shí)，旋風(fēng)預(yù)熱器包括連接相鄰的旋風(fēng)筒之間的下級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道，在旋風(fēng)筒的上升管道上設(shè)置徑向縮口，以增加物料和煙氣在上升管道內(nèi)的熱交換效率，并且由于提高了物料和煙氣在上升管道內(nèi)的熱交換效率而使得旋風(fēng)筒的級(jí)數(shù)得以降低，可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上減少1 2級(jí)或更多。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的旋風(fēng)預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3圖2中的中心縮口的截面示意圖；圖4圖2中的環(huán)形縮口的截面示意圖；圖5圖2中的網(wǎng)格狀縮口的截面示意圖；圖6為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記示例如下1-第一級(jí)旋風(fēng)筒，1-1-排風(fēng)口，2-第二級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道，2-1-入料口，3_第二級(jí)旋風(fēng)筒，4-第三級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道，5-第三級(jí)旋風(fēng)筒，6-第四級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道， 6-1-入料口，7-第四級(jí)旋風(fēng)筒，8-第五級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道，9-第五級(jí)旋風(fēng)筒，10-分解爐， 11-第一物料提升裝置，12-第一余熱管道，12-1-彎管，12-2-直管，12-3-入料口，12-4-入料口，13-降溫裝置，14-1余熱發(fā)電裝置，14-2余熱烘干裝置，15-余風(fēng)風(fēng)機(jī)，16-1,16-2, 16-3-直管上的中心縮口，17-1、17-2-直管上的環(huán)形縮口，18-旋風(fēng)筒，18_1_排風(fēng)口，19-第二余熱管道，20-第二物料提升裝置，21-1、21-3_第四級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道上的中心縮口， 21-2-第四級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道上的環(huán)形縮口，22-1、22-3_第五級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道上的中心縮口，22-2-第五級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道上的環(huán)形縮口，23-網(wǎng)格狀縮口，23-1-網(wǎng)格狀箅子。
具體實(shí)施方式
為了使實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例， 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的旋風(fēng)預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括有5級(jí)直立串聯(lián)的旋風(fēng)筒、相鄰的旋風(fēng)筒之間通過(guò)下級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道相連，第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排風(fēng)口 1-1與第一余熱管道12的入口相連通，第一余熱管道12的出口與置于地面上的余風(fēng)風(fēng)機(jī)15相連通。當(dāng)然，這里僅以5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器為例，現(xiàn)有技術(shù)中常見的還有4級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和6級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，當(dāng)然不太常見的還有1級(jí)、2級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、3級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、7級(jí)-12級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱
嬰坐
-V^r ^t ο旋風(fēng)預(yù)熱器的工作過(guò)程如下如圖1所示，第一物料提升裝置11將常溫生料提升并通過(guò)入料口 2-1喂入第二級(jí)旋風(fēng)筒3的上升管道2內(nèi)，進(jìn)入上升管道2的常溫生料被上升氣流加熱，并被帶入第一級(jí)旋風(fēng)筒1內(nèi)，物料在第一級(jí)旋風(fēng)筒1內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排料口下落到第三級(jí)旋風(fēng)筒5的上升管道4中，在這里被上升氣流再次加熱升溫后，被帶入第二級(jí)旋風(fēng)筒3內(nèi)，在第二級(jí)旋風(fēng)筒3內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第二級(jí)旋風(fēng)筒3的排料口下落到第四級(jí)旋風(fēng)筒7的上升管道6內(nèi)，在這里被上升氣流進(jìn)一步加熱后被帶入第三級(jí)旋風(fēng)筒5內(nèi)， 在第三級(jí)旋風(fēng)筒5內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第三級(jí)旋風(fēng)筒5的排料口進(jìn)入第五級(jí)旋風(fēng)筒 9的上升管道8內(nèi)，在這里被上升氣流再次加熱后被帶入第四級(jí)旋風(fēng)筒7內(nèi)，在第四級(jí)旋風(fēng)筒7內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第四級(jí)旋風(fēng)筒7的排料口進(jìn)入分解爐10內(nèi)，在這里又被上升氣流再次加熱后被帶入第五級(jí)旋風(fēng)筒9內(nèi)，在第五級(jí)旋風(fēng)筒9內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，加熱后的物料從第五級(jí)旋風(fēng)筒9的排料口排出。在上述的過(guò)程中，上升的熱氣流依次經(jīng)過(guò)分解爐 10、上升管道8、6、4、2后從第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排風(fēng)口 1-1進(jìn)入第一余熱管道12，最終從余熱管道的出口經(jīng)余風(fēng)風(fēng)機(jī)15排出。出于環(huán)保的角度，在熱煙氣排入大氣前都要經(jīng)過(guò)收塵器處理，而收塵器允許熱煙氣的最高溫度一般為250度左右，通常情況下，收塵器工作在200 度左右。因此，需要對(duì)第一余熱管道內(nèi)的熱煙氣進(jìn)行降溫處理。第一種方案為在第一余熱管道上設(shè)置降溫裝置13，這里的降溫裝置13是指增濕塔噴水降溫裝置或管道噴水降溫裝置或多管冷卻機(jī)等，這種方式雖然達(dá)到了降溫的目的，卻沒(méi)有對(duì)第一余熱管道內(nèi)的熱煙氣進(jìn)行熱量的回收利用，白白損失了能源。第二種方案為在第一余熱管道12上設(shè)置余熱發(fā)電裝置14-1和/或余熱烘干裝置14-2，將熱煙氣引入余熱發(fā)電機(jī)、余熱回收的同時(shí)把煙氣溫度盡可能降低到200度左右以適于進(jìn)入收塵器凈化煙氣，或者將熱煙氣引入余熱發(fā)電機(jī)、余熱發(fā)電的同時(shí)適當(dāng)?shù)慕档蜔煔鉁囟?、再將?jīng)余熱發(fā)電機(jī)后的熱煙氣用于烘干原料并同時(shí)將煙氣溫度降低到200度左右以引入收塵器凈化，或者將部分熱煙氣用于烘干原料、 然后將參與烘干后的煙氣與未參與烘干的煙氣混合再引入收塵器凈化。由現(xiàn)有技術(shù)可見， 其一現(xiàn)有技術(shù)中仍未有熱回收效率高、前期投入小的余熱利用方案；其二 由于旋風(fēng)預(yù)熱器中的熱煙氣與物料之間的熱交換的85%左右是發(fā)生在上升管道內(nèi)，若能夠提高現(xiàn)有旋風(fēng)預(yù)熱器的熱交換效率或者減少旋風(fēng)預(yù)熱器級(jí)數(shù)的情況下還能達(dá)到與原來(lái)相同的旋風(fēng)預(yù)熱器的熱交換效率，實(shí)際上也是節(jié)約了能源的投入成本。當(dāng)然，現(xiàn)有技術(shù)中也存在僅有一級(jí)旋風(fēng)筒的極端情況，在這種情況下，旋風(fēng)預(yù)熱器不包括上升管道，第一級(jí)旋風(fēng)筒的上方的排風(fēng)口與第一余熱管道相連通，第一級(jí)旋風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng)口與分解爐相連通，第一物料提升裝置將常溫生料提升并喂入分解爐內(nèi)，常溫生料在這里被上升熱氣流加熱后被帶入第一級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)，在第一級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，加熱后的物料從第一級(jí)旋風(fēng)筒的排料口排出。實(shí)施例1如圖2所示，為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)中的圖1的區(qū)別在于，本實(shí)施例增加了旋風(fēng)筒18、第二物料提升裝置20和第二余熱管道19， 并對(duì)第一余熱管道12進(jìn)行了改造(優(yōu)選情況)，可見，本實(shí)施例僅對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做一定改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)，無(wú)需另購(gòu)整套裝置，利于本領(lǐng)域技術(shù)人員的實(shí)施。具體地，第一余熱管道12是由彎管12-1和直管12-2兩部分組成的，直管12_2的軸線垂直于或基本垂直于水平面，彎管12-1和直管12-2可以是一體結(jié)構(gòu)，其中彎管12-1 的入口與第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排風(fēng)口 1-1相連通，彎管12-1的出口與直管12-2的入口相連通，直管12-2的出口與旋風(fēng)筒18相連，旋風(fēng)筒18的排風(fēng)口 18-1與第二余熱管道19的入口相連通，第二余熱管道19的出口處接有余風(fēng)風(fēng)機(jī)15。余風(fēng)風(fēng)機(jī)15放置在地面上，直管 12-2的長(zhǎng)度大概相當(dāng)于從第一級(jí)旋風(fēng)筒1到分解爐10的距離。在彎管12-1的入口處開設(shè)有入料口 12-3或者在直管12-2的入口處開設(shè)有入料口 12-4，當(dāng)然，也可以在第一余熱管道的其他位置開設(shè)入料口，來(lái)喂入常溫生料。常溫生料由第二物料提升裝置20提升并喂入入料口 12-3或入料口 12_4，當(dāng)喂入入料口 12-3時(shí)，物料在上升氣流的作用下通過(guò)彎管12-1的最高點(diǎn)，并在下降氣流的作用下依次通過(guò)彎管12-1的后半段和直管12-2直到進(jìn)入旋風(fēng)筒18內(nèi)；當(dāng)喂入入料口 12-4時(shí)，物料在下降氣流的作用下通過(guò)直管12-2進(jìn)入旋風(fēng)筒18內(nèi)。物料在經(jīng)過(guò)第一余熱管道12的過(guò)程中，從第一級(jí)旋風(fēng)筒排出的熱煙氣與物料進(jìn)行了充分的熱交換，由于第一余熱管道12 的長(zhǎng)度大概相當(dāng)于5級(jí)旋風(fēng)筒的整體高度，因此，第一余熱管道12的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，使得熱煙氣和物料的熱交換十分充分。在旋風(fēng)筒18內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，分離出的物料即為預(yù)熱后的熱生料，旋風(fēng)筒18的排料口通過(guò)物料輸送裝置與第一物料提升裝置11的入料端相連，預(yù)熱后的熱生料又通過(guò)第一物料提升裝置11被提升并通過(guò)入料口 2-1進(jìn)而喂入第二級(jí)旋風(fēng)筒3 的上升管道2內(nèi)，從而繼續(xù)現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)熱過(guò)程。在旋風(fēng)筒18內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，分離出的熱煙氣通過(guò)第二余熱管道19經(jīng)收塵器收塵后經(jīng)余風(fēng)風(fēng)機(jī)15排入大氣。當(dāng)然，若第二余熱管道19內(nèi)的熱煙氣的溫度仍大于200度時(shí)，若不對(duì)余熱進(jìn)行再利用時(shí)，可以在第二余熱管道19上設(shè)置降溫裝置(未示出)，若需要對(duì)余熱進(jìn)行再利用時(shí)，可以在第二余熱管道 19上設(shè)置余熱發(fā)電裝置14-1或余熱烘干裝置14-2?？梢?，本實(shí)施例巧妙地利用現(xiàn)有旋風(fēng)預(yù)熱器排出的廢的熱煙氣對(duì)常溫生料進(jìn)行預(yù)加熱，使余熱的利用與本裝置的作用相一致，在對(duì)常溫生料進(jìn)行預(yù)加熱的情況下，與現(xiàn)有技術(shù)中的常溫生料直接進(jìn)入上升管道相比，得到相同溫度的熱物料的前提下，本實(shí)施所需系統(tǒng)提供的熱量降低，熱耗降低。同時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)中的其他余熱利用方式相比，本實(shí)施例的余熱利用方式能夠有效地減少前期投入，以5000噸/日生產(chǎn)線的旋風(fēng)預(yù)熱器為例，若采用余熱發(fā)電的方式，前期投入的余熱發(fā)電裝置大約為6800萬(wàn)元，而本實(shí)施例卻只需500萬(wàn)元， 以十年來(lái)計(jì)算，兩者的利潤(rùn)是相同的。另外，若原旋風(fēng)預(yù)熱器中就帶有余熱發(fā)電裝置14-1 或余熱烘干裝置14-2時(shí)，從旋風(fēng)筒18排出的熱煙氣還可以進(jìn)一步進(jìn)行余熱利用，也不會(huì)使原有余熱利用裝置廢棄。這里的旋風(fēng)筒18作為氣固分離裝置可以被其他的具有相同功能的裝置所替代， 比如收塵器或固氣分離膜，但無(wú)論采用何種裝置替代，分離出的預(yù)熱后的熱生料要被送入第一物料提升裝置11的入口端，分離出的熱煙氣要經(jīng)收塵處理后再排入大氣。優(yōu)選的情況下，為了使常溫生料與熱煙氣在第一余熱管道12內(nèi)的熱交換效率更高，在第一余熱管道12上設(shè)置有一個(gè)或若干個(gè)徑向縮口，在徑向縮口處由于通風(fēng)面積變化、風(fēng)速和煙氣流場(chǎng)也會(huì)發(fā)生變化，以提高熱煙氣與物料之間的熱交換效率，在一定范圍內(nèi)的徑向縮口數(shù)量的增加，會(huì)進(jìn)一步提高熱交換效率。本實(shí)施例中的徑向縮口包括中心縮口和環(huán)形縮口兩種，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，依據(jù)實(shí)際工況，可以采用單一種類的徑向縮口或采用混合的徑向縮口甚至采用其他結(jié)構(gòu)的徑向縮口比如網(wǎng)格狀縮口等。而本實(shí)施例中采用中心縮口 16-1、16-2、16-3和環(huán)形縮口 17-1、17-2交替間隔設(shè)置的方式，這樣能夠更加強(qiáng)化熱交換的效果。其中的中心縮口，見圖3，以中心縮口 16-1為例，由于直管12-2為空心柱體，在空心柱體內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外環(huán)與所述空心柱體的內(nèi)壁相適配并固定在空心柱體的內(nèi)壁上，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)的開口形成了所述中心縮口 16-1，當(dāng)直管為空心圓柱體時(shí)，環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)也圓形時(shí)，中心縮口為圓形結(jié)構(gòu)。其中的環(huán)形縮口，見圖4，以環(huán)形縮口 17-1為例，由于直管12-2為空心柱體，在所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)通過(guò)支架固定有一塊圓形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述圓形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外邊緣與相應(yīng)的所述空心柱體的內(nèi)壁形成了環(huán)形縮口 17-1。另外，可以采用的網(wǎng)格狀縮口 23，見圖5，由于直管12-2為空心柱體，在空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有支撐于空心柱體內(nèi)壁上的網(wǎng)格狀箅子23-1以在空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)形成網(wǎng)格狀縮口 23。此時(shí)，可以利用三個(gè)網(wǎng)格狀縮口來(lái)代替中心縮口 16-1、16-2和16-3，也可以利用兩個(gè)網(wǎng)格狀縮口來(lái)代替環(huán)形縮口 17-1和17-2。還可以采用網(wǎng)格狀縮口 23、中心縮口和環(huán)形縮口交替地間隔設(shè)置在直管上的形式，總的來(lái)說(shuō)，其目的就在于改變直管內(nèi)的不同位置的通風(fēng)面積以增強(qiáng)熱交換效率。實(shí)施例2見圖6所示，為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，減少了旋風(fēng)預(yù)熱器的旋風(fēng)筒的級(jí)數(shù)，由原來(lái)的5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器變成的3級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，拆掉了原來(lái)的第二級(jí)旋風(fēng)筒3、第三級(jí)旋風(fēng)筒5、第二級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道2和第三級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道4;將第四級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道6與第一級(jí)旋風(fēng)筒相連，在第四級(jí)旋風(fēng)筒 7的上升管道6上設(shè)置有徑向縮口 21-1、21-2、21-3，同時(shí)在第五級(jí)旋風(fēng)筒9的上升管道8 上設(shè)置有徑向縮口 22-1、22-2、22-3。由于旋風(fēng)預(yù)熱器的85%左右的熱交換是在上升管道內(nèi)進(jìn)行，現(xiàn)有技術(shù)中之所以設(shè)計(jì)成多級(jí)旋風(fēng)筒的形式，就是通過(guò)多次在上升管道內(nèi)進(jìn)行熱交換以達(dá)到物料加熱、煙氣降溫的目的。而本實(shí)施例中的在上升管道內(nèi)增設(shè)的徑向縮口所起的作用與多級(jí)上升管道疊加預(yù)熱的作用相同，并且隨著徑向縮口的數(shù)量的增多，還可以實(shí)現(xiàn)更多次的熱交換，因此，可以將旋風(fēng)預(yù)熱器的旋風(fēng)筒的級(jí)數(shù)減少(通常減少1-2級(jí))，以減少系統(tǒng)阻力、節(jié)約能耗、簡(jiǎn)化工藝、減少設(shè)備數(shù)量及高度、減少投資。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)實(shí)際工況，若想達(dá)到在現(xiàn)有技術(shù)上增加熱交換的技術(shù)效果，還可以不減少級(jí)數(shù)而僅在某一或某幾個(gè)上升管道上設(shè)置徑向縮口即可。本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高熱交換的效率，將上升管道6和上升管道8的管道長(zhǎng)度進(jìn)行了增長(zhǎng)，以延長(zhǎng)熱交換的時(shí)間，增強(qiáng)熱交換效果。[0054]同實(shí)施例1，徑向縮口包括中心縮口和/或環(huán)形縮口和/或網(wǎng)格狀縮口三種結(jié)構(gòu)， 當(dāng)然可以采用其他結(jié)構(gòu)的徑向縮口。這三種結(jié)構(gòu)的徑向縮口可以依實(shí)際工況選擇其中的任意一種或者選擇其中的任意兩種或者選擇全部的三種沿上升管道的軸向交替間隔設(shè)置。本實(shí)施中的第四級(jí)旋風(fēng)筒7的上升管道6上的徑向縮口包括中心縮口 21-1、21-3和環(huán)形縮口 21-2，并且環(huán)形縮口 21-2位于中心縮口 21-1和21-3之間，以進(jìn)一步強(qiáng)化料氣的熱交換。同理，第五級(jí)旋風(fēng)筒9的上升管道8上的徑向縮口包括中心縮口 22-1、22-3和環(huán)形縮口 22_2， 并且環(huán)形縮口 22-2位于中心縮口 22-1和22-3之間，以進(jìn)一步強(qiáng)化料氣的熱交換。本實(shí)施例中的常溫生料經(jīng)過(guò)第二物料提升裝置20提升喂入入料口 12-3或12_4， 常溫生料在第一余熱管道12內(nèi)與第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排風(fēng)口 1-1排出的熱煙氣進(jìn)行熱交換， 并進(jìn)入旋風(fēng)筒18，在旋風(fēng)筒18內(nèi)進(jìn)行固氣分離，分離出的預(yù)熱后的熱生料通過(guò)物料輸送裝置輸入第一物料提升裝置11的入口端，經(jīng)第一物料提升裝置11提升后通過(guò)入料口 6-1喂入第四級(jí)旋風(fēng)筒7的上升管道6內(nèi)，進(jìn)入上升管道6內(nèi)的物料隨上升氣流上升的同時(shí)被加熱，在上升的過(guò)程中經(jīng)過(guò)中心縮口 21-3、環(huán)形縮口 21-2和中心縮口 21-1，以強(qiáng)化物料與煙氣之間的熱交換，隨后物料被帶入第一級(jí)旋風(fēng)筒1內(nèi)，在第一級(jí)旋風(fēng)筒1內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第一級(jí)旋風(fēng)筒1的排料口下落到第五級(jí)旋風(fēng)筒9的上升管道8內(nèi)，進(jìn)入上升管道 8內(nèi)的物料隨上升氣流上升的同時(shí)被進(jìn)一步加熱，在上升的過(guò)程中經(jīng)過(guò)中心縮口 22-3、環(huán)形縮口 22-2和中心縮口 22-1，以強(qiáng)化物料與煙氣之間的熱交換，隨后物料被帶入第四級(jí)旋風(fēng)筒7內(nèi)，在第四級(jí)旋風(fēng)筒7內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，物料從第四級(jí)旋風(fēng)筒7的排料口下進(jìn)入分解爐10，在這里又被上升氣流再次加熱后被帶入第五級(jí)旋風(fēng)筒9內(nèi)，在第五級(jí)旋風(fēng)筒9內(nèi)進(jìn)行氣固分離后，加熱后的物料從第五級(jí)旋風(fēng)筒9的排料口排出。另外，在旋風(fēng)筒18進(jìn)行氣固分離后的熱煙氣被排入第二余熱管道19內(nèi)，經(jīng)降溫裝置(未示出)或余熱發(fā)電裝置14-1 或余熱烘干裝置14-2后經(jīng)收塵器再經(jīng)余風(fēng)風(fēng)機(jī)15排入大氣。另外，本實(shí)施例中旋風(fēng)筒的級(jí)數(shù)還可以進(jìn)一步的減少，由現(xiàn)在的3級(jí)變成2級(jí)。實(shí)際上，級(jí)數(shù)的減少可以根據(jù)未減少前的級(jí)數(shù)來(lái)確定，比如原有的旋風(fēng)預(yù)熱器包括！^級(jí)的旋風(fēng)筒，在上升管道上增加了徑向縮口后，現(xiàn)有的旋風(fēng)預(yù)熱器可以減少到包括Wnjl-Ii2級(jí)旋風(fēng)筒，其中的Ii1為大于2的自然數(shù)，其中n2為大于1且小于Ii1的自然數(shù)。
權(quán)利要求1.一種旋風(fēng)預(yù)熱器，包括1級(jí)旋風(fēng)筒，還包括與第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通的用于排出熱煙氣的第一余熱管道，和位于第一級(jí)旋風(fēng)筒的下方與第一級(jí)旋風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng)口相連通的分解爐，以及向所述分解爐中輸送物料的第一物料提升裝置；或者包括直立串聯(lián)的N級(jí)旋風(fēng)筒，其中N為大于1的自然數(shù)，相鄰的旋風(fēng)筒之間通過(guò)下級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道相連通，所述旋風(fēng)預(yù)熱器還包括與位于頂部的第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通的用于排出熱煙氣的第一余熱管道，和向第二級(jí)旋風(fēng)筒的上升管道中輸送物料的第一物料提升裝置，以及位于第N級(jí)旋風(fēng)筒的下方與第N級(jí)旋風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng)口相連通的分解爐，其特征在于，所述旋風(fēng)預(yù)熱器還包括第二物料提升裝置和固氣分離裝置，所述第一余熱管道包括相連通的彎管和直管，所述彎管的入口與所述第一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通， 所述彎管的出口與所述直管的入口相連通，所述直管的出口位于所述直管入口的下方且該出口處連接有所述固氣分離裝置，所述固氣分離裝置的出料端通過(guò)物料輸送裝置與所述第一物料提升裝置的入料端相連，用于提升常溫生料的所述第二物料提升裝置的出料端與所述彎管或與所述直管的入口處相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述直管上沿軸向間隔設(shè)置有若干個(gè)徑向縮口，所述徑向縮口處的通風(fēng)面積小于該處直管的原通風(fēng)面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述直管為空心柱體結(jié)構(gòu)，所述徑向縮口為中心縮口和/或環(huán)形縮口和/或網(wǎng)格狀縮口，在所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外環(huán)與所述空心柱體的內(nèi)壁相適配并固定在空心柱體的內(nèi)壁上，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)的開口形成了所述中心縮口 ；在所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)固定有一塊實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述實(shí)體結(jié)構(gòu)的外邊緣與相應(yīng)的所述空心柱體的內(nèi)壁形成了所述環(huán)形縮口 ；所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有支撐于空心柱體內(nèi)壁上的網(wǎng)格狀箅子，以形成了所述網(wǎng)格狀縮口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述徑向縮口為中心縮口、環(huán)形縮口和網(wǎng)格狀縮口中的任意兩種徑向縮口或全部三種徑向縮口且沿直管軸向交替間隔設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述固氣分離裝置為旋風(fēng)筒或收塵器或固氣分離膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述固氣分離裝置為旋風(fēng)筒，所述旋風(fēng)筒的排風(fēng)口處連接有第二余熱管道的入口，所述第二余熱管道將所述旋風(fēng)筒排出的熱煙氣輸送給余熱發(fā)電裝置和/或余熱烘干裝置，或者所述第二余熱管道將所述旋風(fēng)筒排出的熱煙氣輸送給廢氣凈化裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，當(dāng)N為大于1的自然數(shù)時(shí)， 所述旋風(fēng)筒的上升管道上設(shè)置有徑向縮口，所述上升管道上的徑向縮口處的通風(fēng)面積小于該處上升管道的原通風(fēng)面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，當(dāng)N為Ii1時(shí)，所述旋風(fēng)預(yù)熱器包括直立串聯(lián)的N+l-n2級(jí)旋風(fēng)筒；其中Ii1為大于2的自然數(shù)，其中n2為大于1且小于Ii1的自然數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，所述上升管道為空心柱體結(jié)構(gòu)，所述上升管道上的徑向縮口為中心縮口和/或環(huán)形縮口和/網(wǎng)格狀縮口，在上升管道的所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的外環(huán)與所述空心柱體的內(nèi)壁相適配并固定在空心柱體的內(nèi)壁上，所述環(huán)形實(shí)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)的開口形成了所述中心縮口 ；在上升管道的所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)固定有一塊實(shí)體結(jié)構(gòu)，所述實(shí)體結(jié)構(gòu)的外邊緣與相應(yīng)的所述空心柱體的內(nèi)壁形成了所述環(huán)形縮口 ；所述空心柱體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有支撐于空心柱體內(nèi)壁上的網(wǎng)格狀箅子以形成了所述網(wǎng)格狀縮口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋風(fēng)預(yù)熱器，其特征在于，某個(gè)或某幾個(gè)所述上升管道上的徑向縮口為中心縮口、環(huán)形縮口和網(wǎng)格狀縮口中的任意兩種徑向縮口或全部三種徑向縮口且沿所在上升管道的軸向交替間隔設(shè)置。
專利摘要為解決現(xiàn)有技術(shù)中的旋風(fēng)預(yù)熱器的余熱利用率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種旋風(fēng)預(yù)熱器，包括直立串聯(lián)的N級(jí)旋風(fēng)筒，上升管道，第一余熱管道，以及第一物料提升裝置，旋風(fēng)預(yù)熱器還包括第二物料提升裝置和固氣分離裝置，第一余熱管道包括相連通的彎管和直管，彎管的入口與所述一級(jí)旋風(fēng)筒的排風(fēng)口相連通，直管的出口處連接有固氣分離裝置，固氣分離裝置的出料端通過(guò)物料輸送裝置與第一物料提升裝置的入料端相連，第二物料提升裝置的出料端與彎管或與直管的入口處相連。該旋風(fēng)預(yù)熱器利用排出的熱煙氣為常溫生料進(jìn)行預(yù)熱，再將預(yù)熱后的熱生料輸送進(jìn)入旋風(fēng)筒的上升管道，此時(shí)預(yù)熱后的熱生料需要系統(tǒng)提供的熱量降低、熱耗降低。
文檔編號(hào)C04B7/43GK202081023SQ20112015263
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者高玉宗 申請(qǐng)人:高玉宗