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1、(10)申请公布号 CN 102435060 A(43)申请公布日 2012.05.02CN102435060A*CN102435060A*(21)申请号 201110274235.6(22)申请日 2011.09.15F26B 23/02(2006.01)B01J 19/00(2006.01)(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址 617000 四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人洪俊辉 郝建璋 张金阳 黎建明刘昌林 高坤 张景垒 董智(74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司 11286代理人韩芳 薛义丹(54) 发明名称对固体物料进行干燥/分解的装置和工艺(57。
2、) 摘要本发明公开了一种对固体物料进行干燥/分解的装置和工艺。对固体物料进行干燥/分解的装置包括反应器和燃烧装置，其中，可燃物与助燃气通过所述燃烧装置燃烧以使所述反应器保持一定的温度，并且固体物料随同助燃气一起进入所述反应器内部，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料分解。根据本发明，可以在不需要外加热源的情况下，提高反应效率，并且缓解固体物料结粒的问题。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页CN 102435065 A 1/2页21.一种对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述。
3、装置包括反应器和燃烧装置，其中，可燃物与助燃气通过所述燃烧装置燃烧以使所述反应器保持一定的温度，并且固体物料随同助燃气一起进入所述反应器内部，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料分解。2.根据权利要求1所述的对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述对固体物料进行干燥/分解的装置还包括：可燃物提供装置，设置在所述反应器的外部并连接到所述燃烧装置，用来向所述燃烧装置提供可燃物；助燃气提供装置，设置在所述反应器的外部并连接到所述燃烧装置，用来向所述燃烧装置提供助燃气；物料提供装置，设置在所述助燃气提供装置和所述燃烧装置之间，用来供应固体物料。3.根据权利要求2所述的对固。
4、体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述对固体物料进行干燥/分解的装置还包括气固分离器，用来对从所述反应器排出的物料和气体进行分离。4.根据权利要求2所述的对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述对固体物料进行干燥/分解的装置还包括：气体提供装置，设置在所述反应器的外部，用来提供冷空气或保护气体；气体分布器，与所述燃烧装置相对地设置在所述反应器的内部，用来使所述气体提供装置提供的冷空气或保护气体均匀地分布在所述反应器内部。5.根据权利要求4所述的对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述对固体物料进行干燥/分解的装置还包括气固分离器，用来对从所述反应器排出的物料和气体进行分离。6.。
5、根据权利要求5所述的对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述气固分离器与所述气体提供装置连接，以使从尾气分离出的气体再次进入反应器进行循环利用。7.根据权利要求1所述的对固体物料进行干燥/分解的装置，其特征在于所述燃烧装置设置在所述气固反应装置的底部、顶部或侧部。8.一种对固体物料进行干燥/分解的工艺，所述工艺包括以下步骤：将可燃物和助燃气送入反应器内点火燃烧，同时使固体物料随助燃气进入反应器内，其中，控制可燃物和助燃气的比例，使可燃物适量，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料分解。9.根据权利要求8所述的对固体物料进行干燥/分解的工艺，其特征在于在将可燃物和助燃。
6、气送入反应器内点火燃烧前，预先向反应器内通入不燃的惰性保护气体，以去除反应器内的氧气。10.根据权利要求8所述的对固体物料进行干燥/分解的工艺，其特征在于在将可燃物和助燃气送入反应器前，在反应器内直接点火燃烧，以去除反应器内的氧气。11.根据权利要求8所述的对固体物料进行干燥/分解的工艺，其特征在于所述工艺还包括在对固体物料进行干燥时，向反应器内部通入冷空气或保护气体。12.根据权利要求8所述的对固体物料进行干燥/分解的工艺，其特征在于将固体物料分解产生的产物进行气固分离后，将固体产物从所述反应器排出。权 利 要 求 书CN 102435060 ACN 102435065 A 2/2页313.。
7、根据权利要求11所述的对固体物料进行干燥/分解的工艺，其特征在于通过对干燥后的固体物料和通入反应器内的冷空气或保护气体进行气固分离，将分离出的气体再次通入反应器内部或者将分离出的气体冷却后再次通入反应器内部。权 利 要 求 书CN 102435060 ACN 102435065 A 1/6页4对固体物料进行干燥 / 分解的装置和工艺技术领域0001 本发明涉及对固体物料进行处理的领域，具体地讲，涉及对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺。背景技术0002 流化床是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态从而对固体颗粒进行处理的设备。流化床可以应用于多个领域，其中，流化床干燥。
8、器和液化床反应器是较为常见的类型。0003 对于流化床干燥器，通过加料器将固体物料加入流化床干燥器中，过滤后的洁净空气被加热后由鼓风机送入流化床底部经分布板与固体物料接触，形成流化态达到气固的热质交换。物料干燥后由排料口排出，废气由沸腾床顶部排出经旋风除尘器组和布袋除尘器回收固体物料后排空。0004 对于流化床反应器，通过先加热气体，再用气体加热固体物料的方式来实现固体物料的分解。为了安全起见，在流化床反应器中，气体通常不能直接与空气接触，因此需要采取换热器间接加热的方式，这种方式受换热器换热面积的影响，而且与气体的压力、温度和体积存在着一定关系，因此要将气体加热到反应所需的温度，能耗较高。而。
9、且，热气体通入反应器后，由于固体物料的比热容远远大于气体的比热容，需要大量的热气体来加热物料，这种方式也很难控制反应器内的温度。反应后的尾气也会带走大量的热量，造成热量的浪费。如果采用加热流化床反应器的方式来保持反应所需的温度，那么换热的区域就是反应器的内壁，而要将气体和固体物料加热到足够的温度也比较困难。如果采用加热反应器和加热气体结合的方式，则会使得设备比较复杂，同样，反应后的尾气也会带走大量的热量，造成热量浪费，能耗增加。0005 因此，采用传统的方法将固体物料输送进流化床时，很有可能会带入空气，容易产生危险，因此需要建造一套特殊的物料输送系统，避免将空气带入反应器，但这样又会使得整个系。
10、统更加复杂，增加了成本。发明内容0006 为了解决现有技术中存在的问题，本发明对流化床的物料输送系统进行了改进。因此，根据本发明，提供了一种对固体物料进行干燥/分解的装置和工艺。0007 本发明提供了一种对固体物料进行干燥/分解的装置，所述装置包括反应器和燃烧装置，其中，可燃物与助燃气通过所述燃烧装置燃烧以使所述反应器保持一定的温度，并且固体物料随同助燃气一起进入所述反应器内部，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料分解。0008 根据本发明的一方面，所述对固体物料进行干燥/分解的装置还包括：可燃物提供装置，设置在所述反应器的外部并连接到所述燃烧装置，用来向所述燃烧装置提。
11、供可燃物；助燃气提供装置，设置在所述反应器的外部并连接到所述燃烧装置，用来向所述燃烧装说 明 书CN 102435060 ACN 102435065 A 2/6页5置提供助燃气；物料提供装置，设置在所述助燃气提供装置和所述燃烧装置之间，用来供应固体物料。0009 根据本发明的一方面，所述对固体物料进行干燥/分解的装置还可以包括气固分离器，用来对从所述反应器排出的物料和气体进行分离。0010 根据本发明的另一方面，所述对固体物料进行干燥/分解的装置还可以包括：气体提供装置，设置在所述反应器的外部，用来提供冷空气或保护气体；气体分布器，与所述燃烧装置相对地设置在所述反应器的内部，用来使所述气体提供。
12、装置提供的冷空气或保护气体均匀地分布在所述反应器内部。所述对固体物料进行干燥/分解的装置还可以包括气固分离器，用来对从所述反应器排出的物料和气体进行分离。所述气固分离器可以与所述气体提供装置连接，以使从尾气分离出的气体再次进入反应器进行循环利用。0011 根据本发明的一方面，所述燃烧装置可以设置在所述气固反应装置的底部、顶部或侧部。0012 本发明提供了一种对固体物料进行干燥/分解的工艺，所述工艺包括以下步骤：将可燃物和助燃气送入反应器内点火燃烧，同时使固体物料随助燃气进入反应器内，其中，控制可燃物和助燃气的比例，使可燃物适量，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料分解。。
13、0013 根据本发明的一方面，可以在将可燃物和助燃气送入反应器内点火燃烧前，预先向反应器内通入不燃的惰性保护气体，以去除反应器内的氧气。0014 根据本发明的另一方面，可以在将可燃物和助燃气送入反应器前，在反应器内直接点火燃烧，以去除反应器内的氧气。0015 根据本发明的一方面，所述工艺还包括在对固体物料进行干燥时，向反应器内部通入冷空气或保护气体。根据本发明的一方面，通过对干燥后的固体物料和通入反应器内的冷空气或保护气体进行气固分离，将分离出的气体再次通入反应器内部或者将分离出的气体冷却后再次通入反应器内部。0016 根据本发明的另一方面，将固体物料分解产生的产物进行气固分离后，将固体产物从。
14、所述反应器排出。0017 因此，根据本发明，可以在不需要外加热源的情况下，提高反应效率，并且可以缓解固体物料结粒的问题。附图说明0018 包括附图来提供对本发明的进一步理解，并且附图包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的示例性实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：0019 图1是示出了根据本发明第一实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺的示意图；0020 图2是示出了根据本发明第二实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺的示意图；0021 图3是示出了根据本发明第三实施例的对固体物料进行干燥的装置和工艺的示意图。说 明 书CN 102435060。
15、 ACN 102435065 A 3/6页6具体实施方式0022 现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明的实施例；然而，可以以不同的形式来实施这些实施例，并且不应将本发明解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本发明将是完整的和完全的，并且这些实施例将向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。0023 在将固体物料输送进反应器时，为了避免将空气带入反应器，本发明提供了一种改进的对固体物料进行干燥/分解的装置。根据本发明，通过将可燃物和助燃气送入反应器内点火燃烧，同时使固体物料随助燃气进入反应器内，其中，控制可燃物和助燃气的比例，使可燃物产生的火焰为中性焰或还原焰，从而利用可燃物。
16、燃烧产生的热量对固体物料进行干燥或者使固体物料发生分解。0024 在本发明中，可燃物可以是固体可燃物、液体可燃物或气体可燃物，助燃气可以是空气、氧气等。固体可燃物可以是碳粉和煤粉中的至少一种，液体可燃物可以是燃油和乙醇中的至少一种，气体可燃物可以是氢气、甲烷和煤气中的至少一种。然而，本发明不限于此，可燃物和助燃气也可以是本领域常用的其他可燃物和助燃气。0025 为了确保在对固体物料进行干燥或分解时反应器内没有多余的氧气，可以在点火燃烧前，预先向反应器内通入不燃的惰性保护气体，以将反应器内的氧气(O2)排出，或者，可以直接点火燃烧以通过燃烧将反应器内的氧气完全消耗掉。这里，不燃的惰性保护气体是指。
17、不参与燃烧和不参与反应的气体，例如，氮气、氦气等。0026 为了更好地描述本发明，在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺。0027 图1是示出了根据本发明第一实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺的示意图。0028 参照图1，根据本发明的对固体物料进行干燥或分解的装置可以包括反应器1和燃烧装置2。0029 具体地讲，反应器1可以是本领域常用的流化床干燥器或流化床反应器，用来提供对固体物料进行干燥或使固体物料分解的场合。0030 燃烧装置2设置在反应器1的内部，燃烧装置2可以是本领域常用的燃烧器，本领域技术人员可以在本发明的教导下选择合适类型的燃烧器。
18、。在本发明的第一实施例中，燃烧装置2设置在反应器1的下部。然而，本发明不限于此。在本发明的另一实施例中，可以将燃烧装置2设置在反应器的侧部，用来提供对固体物料进行干燥或使固体物料分解所产生的热量。0031 可燃物提供装置(未示出)和助燃气提供装置(未示出)均连接到燃烧装置2，其中，通过可燃物提供装置向反应器1内输送可燃物，通过助燃气提供装置向反应器1内输送助燃气，可燃物和助燃气在燃烧装置2内进行燃烧，用来提供对固体物料进行干燥或使固体物料分解所需要的热量。根据本发明的一个实施例，可燃物提供装置供应的可燃物可以是固体可燃物(例如，碳粉、煤粉等)、液体可燃物(例如，燃油、乙醇等)或者气体可燃物(例。
19、如，氢气、甲烷、煤气等)，助燃气提供装置供应的助燃气可以是空气、氧气等。0032 根据本发明，对固体物料进行干燥或分解的装置还包括设置在燃烧装置2和助燃说 明 书CN 102435060 ACN 102435065 A 4/6页7气提供装置之间的物料提供装置(未示出)，在助燃气提供装置和物料提供装置之间安装有阀门(未示出)，用来控制固体物料的进料。用来提供固体物料的物料提供装置可以通过所述阀门与助燃气提供装置流体连通，从而使固体物料经物料提供装置进入助燃气提供装置而进入反应器1内部。当根据本发明的对固体物料进行干燥或分解的装置工作时，打开控制固体物料进料的阀门，使固体物料随助燃气进入反应器1内。
20、进行反应。助燃气中的氧气在进入反应器1后被燃烧消耗掉，因此，即使物料输送有泄露或带入部分空气，也不会产生危险。因此，根据本发明，采用助燃气作为固体物料的输送介质，安全可靠。在本发明中，本领域技术人员在本发明的教导下可以根据实际需要来确定阀门的位置，例如，将阀门安装在助燃气提供装置向燃烧装置提供助燃气的管路上，然而，本发明不限于此。0033 根据本发明，对固体物料进行干燥或分解的装置还包括出料口，出料口可以设置在对固体物料进行干燥或分解的装置的顶部或者对固体物料进行干燥或分解的装置的底部。本领域技术人员应该明白，在本发明的教导下，可以根据实际需要设置出料口的位置。经过干燥或分解后的物料可以进行连。
21、续出料，也可以间歇出料。具体地讲，经过干燥或分解后的物料可以从反应器底部出料，也可以与尾气一同排出并经过一个气固分离器(未示出)将尾气和所得物料进行分离。0034 更具体地讲，根据本发明，可以在反应器1的顶部设置气固分离器(未示出)，以对固体物料干燥或分解的产物进行气固分离，从而将干燥或分解后的物料与产生的气体进行分离。气固分离器可以是本领域常用的装置，气固分离器可以设置在反应器1的内部，例如为过滤装置(例如陶瓷过滤器)或布袋除尘器的形式；气固分离器可以设置在反应器1的外部，例如为旋风除尘器等类似的形式。然而，本发明不限于此，本领域技术人员可以在本发明的教导下根据需要设置适合类型的气固分离器。。
22、0035 下面将参照图1来描述根据本发明的对固体物料进行干燥的工艺。0036 参照图1，分别通过可燃物提供装置(未示出)和助燃气提供装置(未示出)将可燃物和助燃气从反应器1的底部或侧部送入反应器1内，通过反应器1内部的燃烧装置进行点火燃烧，同时使通过固体物料提供装置(未示出)提供的固体物料随助燃气一同进入反应器1的内部，其中，控制可燃物和助燃气的比例，使可燃物产生的火焰为中性焰，从而利用可燃物燃烧产生的热量对固体物料进行干燥。然后，将干燥后的物料排出，从而完成对固体物料的干燥。0037 下面将参照图1来描述根据本发明的使固体物料分解的工艺。0038 参照图1，分别通过可燃物提供装置(未示出)和。
23、助燃气提供装置(未示出)将可燃物和助燃气从反应器1底部或侧部送入反应器1内，通过反应器1内部的燃烧装置进行点火燃烧，同时使通过固体物料提供装置(未示出)提供的固体物料随助燃气一同进入反应器1的内部，其中，控制可燃物和助燃气的比例，使可燃物产生的火焰为中性焰，从而利用可燃物燃烧产生的热量使固体物料分解。固体物料分解所得的产物通过气固分离器进行气固分离，将固体产物通过出料口排到反应器1的外部进行收集，并且将气固分离后的尾气排出，从而完成固体物料的分解。0039 图2是示出了根据本发明第二实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置和工艺的示意图。0040 除了燃烧装置和气固分离器的位置之外，根据本发明第。
24、二实施例的对固体物料进说 明 书CN 102435060 ACN 102435065 A 5/6页8行干燥或分解的装置与根据本发明第一实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置基本相同。因此，为了避免冗余，下面将仅针对图2与图1的不同之处进行详细解释。0041 参照图2，根据本发明第二实施例的对固体物料进行干燥或分解的装置包括反应器1和位于反应器1的顶部的燃烧装置2。气固分离器(未示出)可以位于对固体物料进行干燥或分解的装置的底部。0042 根据本发明第二实施例的对固体物料进行干燥或分解的工艺与根据本发明第一实施例的对固体物料进行干燥或分解的工艺基本相同，因此不再对其进行赘述。0043 如果对固体。
25、物料干燥所需要的温度较低，则可以向反应器内通入冷空气，使可燃物燃烧的火焰的温度降低至合适的温度。另外，如果固体物料可能会被氧化，则需要特殊气氛进行保护，在这种情况下，可单独通入氮气或其它保护气体，同时将可燃物燃烧的火焰保持为中性焰或还原焰。下面将针对这样的情况进行详细说明。0044 图3是示出了根据本发明第三实施例的对固体物料进行干燥的装置和工艺的示意图。0045 除了图3中的气体分布器3之外，图3中示出的对固体物料进行干燥的装置与图2中示出的对固体物料进行干燥的装置基本相同，因此，为了避免冗余，下面将仅针对图3与图2的不同之处进行详细解释。0046 如图3所示，可以在反应器1的底部设置气体提。
26、供装置(未示出)，通过气体提供装置来提供冷空气或保护气体，通过反应气体提供装置从反应器的底部向反应器1内通入冷空气或保护气体，冷空气或保护气体经过气体分布器3而被均匀地分布，从而使进入反应器1内部的固体物料均匀地吹起而悬浮，对固体物料进行均匀地干燥。因此，根据本发明，经过气体分布器3的冷空气或保护气体使固体物料悬浮，从而加快了使固体物料脱水的速度，提高了工作效率。0047 这里，气体分布器3可以是本领域常用的气体分布器，主要是将气体进行均匀分布，使气体在反应器内各个位置的流速流量保持一致，例如多孔气体分布板等。0048 根据本发明的第三实施例，气固分离器可以设置在反应器1的中部。固体物料在向下。
27、的重力和向上的气体浮力的作用下，悬浮在反应器1的中部，通过气固分离器将气固两相的物质进行分离。0049 根据本发明，气固分离器(未示出)可以连接到反应气体提供装置(未示出)，以使从尾气分离出的气体再次进入反应器进行循环利用。具体地讲，通过在助燃气的帮助下可燃物燃烧产生的热量使固体物料在冷空气或保护气体的作用下脱水，然后，将冷空气或保护气体排出反应器1。为了充分地利用冷空气或保护气体，可以将从反应器1排出的气体再次通入反应器内部或者在进行冷却后再次通入反应器内部。在这里，需要指出的是，在本发明中，冷空气只是相对于燃烧物燃烧产生的火焰的温度而言，通入的空气要“冷”一些。0050 虽然图3中示出的燃。
28、烧装置2和气体分布器3分别位于反应器1的顶部和底部，但是本发明不限于此，二者的顺序可以颠倒。0051 如图3所示，可燃物燃烧产生的火焰气流能够在反应器中起到搅拌的作用。由可燃物燃烧产生的火焰气流与外部通入的气体的气流不处于同一个方向，可以使得气体和固体之间充分混合，形成紊流，起到一个类似于搅拌的作用，从而防止部分轻的颗粒一进入反应器就随气体被带出，也防止重的颗粒一进入反应器就掉入反应器底部。说 明 书CN 102435060 ACN 102435065 A 6/6页90052 因此，根据本发明，不需要外加热源，利用可燃物的燃烧产生反应所需的热量。通过调整反应器通入气体的量与可燃物和助燃气的量来。
29、保持反应所需温度：反应所需的温度较高，可增大可燃物和助燃气的量；反应所需的温度较低，可增大底部通入的冷还原气体的量。0053 在本发明的教导下，本领域技术人员可以根据不同的工艺和情况(例如反应的快慢、固体物料粒度大小等等)，选择将燃烧装置设置在反应器的底部、顶部或侧部，并且可以使燃烧火焰、固体粉料和通入的气体形成并流、逆流或错流的方式。例如，对于一些干燥、分解比较迅速的反应，燃烧装置可以设置在反应器的顶部，例如图2，固体物料依靠自身的重力和气体的推力，能够很快从反应器顶部掉入反应器的底部。对于一些干燥、分解比较慢的反应，燃烧装置可以设置在反应器的底部，例如图1，固体物料在向下的重力和向上的气体。
30、浮力作用下，能够在反应器中停留较长的时间。根据其它实施例，燃烧装置也可以设置在反应器的侧部(未在附图中示出)，能够使气体和固体混合得更好，增大反应效率。0054 此外，根据本发明，采用助燃气作为固体物料的输送介质，安全可靠。助燃气中的氧气在进入反应器后被燃烧消耗掉。即使物料输送有泄露或带入部分空气，也不会产生危险。0055 此外，采用传统方式的干燥物料或使物料分解，利用热的气体加热固体物料，颗粒是逐渐缓慢升温的，加热时如果产生低熔点物质，会形成颗粒表面部分熔融，就会使颗粒粘结到一起。在本发明中，固体物料从火焰中穿过，也就是让颗粒迅速通过一个高温区域，能够使颗粒表面的水分或低熔点物挥发或分解掉一。
31、部分，从而可以缓解固体物料结粒的情况。因此，根据本发明，固体物料从火焰中穿过，可以对物料进行预加热，可以减少气体加热固体的量，还可以在一定程度上缓解固体物料结粒的问题。0056 此外，根据本发明，可以进行连续操作，也可以间歇操作。物料可以从反应器下部出料，也可以与尾气一同排出，经过一个气固分离器将尾气和反应后物料进行分离。0057 已经在此公开了示例性实施例，虽然采用了特定的术语，但是仅在一般的、描述的意义上而不是出于限制的目的来使用和解释这些特定的术语。因此，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例进行各种变型和修改。说 明 书CN 102435060 ACN 102435065 A 1/2页10图1图2说 明 书 附 图CN 102435060 A。