一种模块化高温物料消化系统
阅读说明：本技术 一种模块化高温物料消化系统 (Modular high-temperature material digestion system ) 是由 胡泽武 胡其军 代建新 于 2020-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种模块化高温物料消化系统,包括原料仓(1)、闸板阀(2)、双管螺旋秤(3)、消化器(4)、收尘器输送铰刀(5)、横向输送铰刀(6)、高密封回转下料器(7)、喷水系统(8)、消化收尘系统(9),原料仓(1)放置于结构框架(10)上,原料仓(1)下部为双曲线锥体(103),双曲线锥体(103)通过闸板阀(2)连接双管螺旋秤(3),双管螺旋秤(3)连接消化器(4),消化器(4)通过收尘器输送铰刀(5)连接横向输送铰刀(6),横向输送铰刀(6)连通高密封回转下料器(7)。本发明操作控制简单,不会对窑烧成产生任何负面影响,是水泥行业干法烟气脱硫中实现绿色循环经济、控制生产成本最有效的手段。(The invention provides a modularized high-temperature material digestion system which comprises a raw material bin (1), a gate valve (2), a double-tube spiral scale (3), a digester (4), a dust collector conveying reamer (5), a transverse conveying reamer (6), a high-sealing rotary feeder (7), a water spraying system (8) and a digestion dust collecting system (9), wherein the raw material bin (1) is placed on a structural frame (10), the lower part of the raw material bin (1) is a hyperbolic cone (103), the hyperbolic cone (103) is connected with the double-tube spiral scale (3) through the gate valve (2), the double-tube spiral scale (3) is connected with the digester (4), the digester (4) is connected with the transverse conveying reamer (6) through the dust collector conveying reamer (5), and the transverse conveying reamer (6) is communicated with the high-sealing rotary feeder (7). The method is simple to operate and control, does not generate any negative influence on kiln firing, and is the most effective means for realizing green circular economy and controlling production cost in dry flue gas desulfurization in the cement industry.)
技术领域
本发明涉及水泥工业烧成技术领域，尤其是一种模块化高温物料消化系统。
背景技术
干法烟气脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中含硫化物的气体，所述水泥行业干法烟气循环脱硫是将含主要成分为Ca(OH)2的脱硫剂与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙及硫酸钙(Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O，CaSO3+1/2O2→CaSO4)，以去除烟气中的SO2从而达到脱硫的目的。目前水泥厂普遍的做法是外购Cao，加水搅拌消化为一定浓度的浆液，再用输送泵喷入预热器，达到降低烟气中SO2含量的目的，称之为湿法脱硫。湿法脱硫增加水泥厂运行成本，设备腐蚀严重，且浆液装物料喷入烧成系统，水份蒸发消耗系统热量，造成巨大热量损失。
发明内容
为克服现有的缺陷，本发明提出了一种模块化高温物料消化系统。
一种模块化高温物料消化系统，包括原料仓、闸板阀、双管螺旋秤、消化器、收尘器输送铰刀、横向输送铰刀、高密封回转下料器、喷水系统、消化收尘系统和结构框架,所述原料仓放置于结构框架上，原料仓下部为双曲线锥体，双曲线锥体通过闸板阀连接双管螺旋秤，双管螺旋秤连接消化器，消化器通过收尘器输送铰刀连接横向输送铰刀，横向输送铰刀连通高密封回转下料器，其中，消化器连接喷水系统，并连通消化收尘系统。高温物料温度在200℃-250℃范围、物料为粉状和颗粒状。
原料来至于烧成系统，消化脱硫物料再回到烧成系统，不产生任何固废。脱硫原材料来至于烧成系统，省去原料采购成本。消化后物料为干粉状态，喷入或随原料进入烧成系统，减少系统能量损失，对烧成系统不产生负面影响。消化后物料为粉料和颗粒物料，可采用气力输送、斜槽输送、螺旋输送机输送或斗提输送等
其中，原料仓下端底座通过螺栓与圆周方向均匀布置3个称重模块，称重模块另一端通过螺栓固定在结构框架上，原料仓下部双曲线锥体上安装测温元件；原料仓下部双曲线锥体出口通过螺栓与闸板阀上端连接。闸板阀为手动控制或电动控制，闸板阀动态连续可调。
其中，闸板阀下端通过螺栓与双管螺旋秤中的一级螺旋管连接，一级螺旋管通过第一非金属膨胀节连接二级螺旋秤，二级螺旋秤通过第二非金属膨胀节连接消化器。料量控制和给料由双管螺旋秤完成，给料准确可靠，同时具备很好锁风性能，隔断消化区和原料区。
其中，消化器包括搅拌杆、一级消化器和二级消化器，其中，一级消化器顶部设置一级消化器检修门，一级消化器本体轴向方向上安装一级消化器测温元件，一级消化器驱动端安装一级消化器驱动装置，非驱动端安装一级消化器驱动齿轮副，二级消化器壳体侧面中部设置二级消化器检修门，二级消化器本体轴方向上安装二级消化器测温元件，二级消化器驱动端安装二级消化器驱动装置，非驱动端安装二级消化器驱动齿轮副。消化器为两级消化，两级消化器的腔室容积相同。物料在第二级消化器停留时间为第一级的1.3-1.5倍。消化器第一级和第二级均为双轴对搅结构，搅拌杆为划桨式叶片结构，划桨通过螺栓连接在叶片轴上，可更换。
每级消化器进出料口安装温度监控元器件，通过温度的变化，合理控制物料喷水量。消化器双轴对搅，节圆相切，避免物料粘结，使消化物料得到充分搅拌，促进物料水合过程，减小消化时间，提高消化率。
其中，一级消化器入料口位置安装一级喷嘴装置，所述一级喷嘴装置距离二级消化器进料口轴向距离为0.3米-0.5米，二级喷嘴装置设置在距离二级消化器入料口轴向距离0.1米-0.3米处，定量喷水系统还包含喷水泵站，流量控制装置，喷水水箱和管路系统。喷水方式为多喷嘴多点喷水方式。
其中，消化收尘系统包括收尘器检修门、收尘器脉冲系统、收尘风管、收尘器本体和带进口调节装置收尘风机。高温物料消化和输送过程中产生的蒸汽和粉尘，由消化器收尘系统完成。收尘器系统工作温度为170-250℃，收尘器壳体与消化器壳体集成模块化结构，下方布置收尘物料和消化物料输送铰刀。消化收尘系统为微负压运行，运行负压为负300-500Pa，即满足收尘器和排气要求，又避免消化过程中消化用水被大量抽出，降低消化率。
其中，收尘器输送铰刀与收尘器本体之间通过螺栓连接，收尘器输送铰刀将收尘物料输送到横向输送铰刀，横向输送铰刀通过螺栓与收尘器输送铰刀壳体下法兰连接，横向输送铰刀出料口法兰与高密封回转下料器上法兰通过螺栓连接，并为高密封回转下料器提供结构支撑，高密封回转下料器下法兰连接物料输送管道。消化后物料采用U型壳体结构铰刀输送至高密封锁风阀，满足物料输送和密封要求。铰刀采用不锈钢材料，避免物料粘结和腐蚀设备。
所有功能模块集成在一个固定框架中，结构稳固且紧凑。
通过本发明提供的模块化高温物料消化系统，高温物料消化系统原料来至于水泥烧成系统中的分解炉或末级预热器中提取含有60％CaO为主要成分的约850℃高温热生料，通过相关设备进行取料、冷却和输送。在高温物料消化系统内生成主要成分为消石灰的脱硫剂Ca(OH)2(CaO+H2O→Ca(OH)2)。相对于外购脱硫剂湿法脱硫而言，高温物料消化为干粉物料，喷入高温烟气中、入生料入窑斗提或两者兼而有之，操作控制简单，不会对窑烧成产生任何负面影响，是水泥行业干法烟气脱硫中实现绿色循环经济、控制生产成本最有效的手段。
本发明中共分为5个独立控制单元，每个单元模块为独立闭环控制系统，取料系统控制单元、消化系统控制单元、喷水系统控制单元、收尘控制单元和物料输送控制单元，每个控制单元关键参数反馈至中控系统，组态为一种模块化高温物料消化系统控制系统，实现单元闭环，单元之间闭环，实现无人值守智能化操控系统。
附图说明
图1为模块化高温物料消化系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种模块化高温物料消化系统进行详细描述。
图1示出，一种模块化高温物料消化系统，包括原料仓1、闸板阀2、双管螺旋秤3、消化器4、收尘器输送铰刀5、横向输送铰刀6、高密封回转下料器7、喷水系统8、消化收尘系统9和结构框架10,其特征在于，所述原料仓1放置于结构框架10上，原料仓1下部为双曲线锥体103，双曲线锥体103通过闸板阀2连接双管螺旋秤3，双管螺旋秤3连接消化器4，消化器4通过收尘器输送铰刀5连接横向输送铰刀6，横向输送铰刀6连通高密封回转下料器7，其中，消化器4连接喷水系统8，并连通消化收尘系统9。
原料仓1下端底座通过螺栓与圆周方向均匀布置3个称重模块101，称重模块101另一端通过螺栓固定在结构框架10上，原料仓1下部双曲线锥体103上安装测温元件102；原料仓1下部双曲线锥体103出口通过螺栓与闸板阀2上端连接。
闸板阀2下端通过螺栓与双管螺旋秤3中的一级螺旋管301连接，一级螺旋管301通过第一非金属膨胀节302连接二级螺旋秤303，二级螺旋秤303通过第二非金属膨胀节304连接消化器4。
消化器4包括搅拌杆405、一级消化器401和二级消化器403，其中，一级消化器401顶部设置一级消化器检修门411，一级消化器401本体轴向方向上安装一级消化器测温元件402，一级消化器401驱动端安装一级消化器驱动装置407，非驱动端安装一级消化器驱动齿轮副408，二级消化器403壳体侧面中部设置二级消化器检修门404，二级消化器403本体轴方向上安装二级消化器测温元件406，二级消化器403驱动端安装二级消化器驱动装置409，非驱动端安装二级消化器驱动齿轮副410。
一级消化器401入料口位置安装一级喷嘴装置805，所述一级喷嘴装置805距离二级消化器403进料口轴向距离为0.3米-0.5米，二级喷嘴装置806设置在距离二级消化器403入料口轴向距离0.1米-0.3米处，定量喷水系统8还包含喷水泵站801，流量控制装置802，喷水水箱803和管路系统804。
消化收尘系统9包括收尘器检修门901、收尘器脉冲系统902、收尘风管903、收尘器本体904和带进口调节装置收尘风机905。
收尘器输送铰刀5与收尘器本体904之间通过螺栓连接，收尘器输送铰刀5将收尘物料输送到横向输送铰刀6，横向输送铰刀6通过螺栓与收尘器输送铰刀5壳体下法兰连接，横向输送铰刀6出料口法兰与高密封回转下料器7上法兰通过螺栓连接，并为高密封回转下料器7提供结构支撑，高密封回转下料器7下法兰连接物料输送管道。
实施例
采用200-250℃的高温物料进行消化，物料由顶部中心位置进入原料仓1，原料仓1群座通过螺栓与圆周方向均布的三个称重模块101固定，称重模块101另一端通过螺栓固定在结构框架10上，物料进入原料仓，原料仓容积为3-5m3具有物料储存和缓冲功能，根据程序控制要求控制一定高度料位。原料仓双曲线锥体1/4处安装温度传感器，检测和反馈来料温度；料仓支撑群座下方设置称重传感器，监控和反馈仓内料位情况；料仓锥体为双曲线结构。
原料仓下方设置闸板阀，闸板阀可以电动或手动，但闸板阀必须动态可调。闸板阀下方连接双管螺旋秤，双管螺旋秤之间安装非金属膨胀节，第二级螺旋秤与消化器之间安装非金属膨胀节。双管螺旋秤将定量物料送入消化器中，双管螺旋称根据一级消化测温元件、二级消化测温元件、喷水系统喷水量和物料消化率，调整给料量。一级、二级或多级消化器设置测温元件，一级消化器测温元件之间间距A和二级消化器测温元件之间距离B，按照以下关系进行合理取值，一级消化器测温元件之间间距A＝(1/4-1/3)L,二级消化器测温元件之间间距B＝(1/3-1/2)L，测温元件监控和反馈消化器内消化物料温度。
螺旋秤为密封可靠的管状结构，第一级和第二级之间安装非金属膨胀节，第一级螺旋秤具有密封和稳定料流功能，第一级传动电机为变频电机，第二级为称重环节，螺旋秤安装称重传感器，闭环控制整个双管螺旋秤系统，第二级螺旋秤与其下游消化器之间安装非金属膨胀节，满足密封和耐温200-250℃要求。
经过定量计量后高温物料进入消化器4，在搅拌杆405的搅拌和输送作用下，物料进行水合。根据双管螺旋称3的计量结果、一级消化器测温元件402和二级消化器测温元件406监控温度定量喷水，消化和输送过程中产生的蒸汽和粉尘由消化收尘系统9完成。收尘器收集下来的物料通过安装在收尘器壳体下方的收尘器输送铰刀5完成，大量的消化物料由消化器4的二级消化器403下料口落到到横向输送铰刀6，横向输送铰刀6将最终消化后物料输送到高密封回转下料器7，高密封回转下料器7下法兰连接物料输送管道等，完成整个消化过程。
消化器为消化系统关键设备，消化器为两级或多级结构，每级均为双轴对搅结构，一根搅拌轴为驱动轴，安装驱动装置，在双轴非传动端安装一对外啮合齿轮，驱动另一根搅拌轴转动。
通过合理选取一级、二级或多级消化器驱动装置输出转速和布置消化器长度，模块化高温物料消化系统物料消化率可达65％-80％。
消化器容纳接收双管螺旋秤输送过来高温物料，消化器根据空间和工艺等需要设计为二级结构或多级结构，在每级消化器设置喷水点，根据料量、物料温度和反应温度控制喷水系统向每级消化器中喷入定量水。搅拌、消化和输送过程中产生气体和粉尘通过消化收尘系统完成。消化后物料被送入特别设计的U型壳体结构横向铰刀，此横向铰刀不仅接收消化器来料，同时接收消化收尘系统收下物料，两处物料同时被送入安装在横向铰刀下方的高密封回转下料器中。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
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