[发明专利]一种用于工业立磨的节能减排装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种立磨系统，特别涉及一种用于工业立磨的节能减排装置及方法。

背景技术

工业立磨具有工艺简单、粉磨效率高、能耗低、单机能力大、设备占地面积小等优点，正在迅速取代传统粉磨工艺，在建材、冶金、煤炭等行业得到广泛应用。

在立磨生产过程中，物料进入立磨，在磨辊和磨盘之间被挤压破碎、研磨，研磨后的物料被来自热风炉的热风吹起送入位于立磨上部的选粉机，由选粉机将粉磨后的物料分成粗粉和细粉。细粉被热气流带至收尘器，经过滤收集后送入成品库。在此过程中矿渣与热空气产生热交换，水份被烘干。粗粉落回磨盘上被再次粉磨，尾风则被排入大气。

物料在进入立磨前的含水量一般不低于8%，为了维持磨盘上物料层的稳定，还需适时适量向料层喷水。由于热气流含有水份，为了保证产品的质量和产量，延长设备易损件的使用寿命，立磨的出口风温必须高于水蒸气露点温度20摄氏度以上。

因此，立磨系统在向大气排放的尾风中含有水份、热量、粉尘和其它各类有害气体。为了回收热量和粉尘以达到节能减排的效果，工业上近年来试着在立磨系统上加装回风管，使部分热尾风（<50%）中的余热得到利用。但这同时也循环了尾风中的水分，提高了系统的含湿量，使得立磨系统中的水汽平衡不易控制，收尘器容易结露。

目前工业立磨水汽平衡控制都是单变量控制，也就是单温度变量的经验控制。系统运行温度基本恒定，对系统含湿量和环境温度波动不敏感。这增加了能耗，降低了收尘器的运行效率和收尘袋的使用寿命。

近年来，国家推行的节能减排政策，特别是2013年以来对工业排放总量提出了更严格的要求，使得建材粉磨行业在环保节能环节面临严峻的挑战。

要降低工业立磨系统的排放，增加余热的利用率，关键问题在于收尘器工作温度的控制和尾风除水。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种可以对立磨系统的尾风进行除水的节能减排装置，增加了余热的利用率；再者，本发明又提供了一种用于工业立磨的节能减排方法，采用温度、湿度双变量精确控制方法配合尾风除水，达到最大限度节能、减排的目的，同时可提高收尘器的工作效率，延长收尘袋的使用寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于工业立磨的节能减排装置，包括通过管道顺次相连的热风炉、立磨、收尘器、风机、调风阀与烟囱，在风机与烟囱之间设有一三通管，三通管的两端分别连接风机与烟囱，三通管的另一端通过回风管连接热风炉的出风口，调风阀设置在三通管内，在回风管上设有U形管，在U形管处设有热交换器，热交换器的冷端安装在U形管内，热交换器的热端安装在U形管的出口位置，在U形管的底部设有自密封排水管。

作为优选，U形管的横截面积大于回风管的横截面积。U形管的主要作用是降低风速，从而可以降低尾风的风速，使尾风中的水份有足够的时间分离出来。水在尾气中的存在形式有两种，一是气体，二是以小水滴形式存在的液态，即水雾。在高风速的条件下，水雾是无法从气流中分离出来的。因此需要U形管来降低风速，提供一个相对稳定的环境，使小水滴有足够的时间凝聚并从热气流中分离出来。

作为优选，U形管的横截面积为回风管横截面积的5～6倍。使风速降到3米/秒左右，从而可以有效降低风速，使尾风中的水份有足够的时间分离出来。

作为优选，在U形管与三通管之间的这段回风管上设有用于预热热风炉进气的换热器，换热器为一根套管，套管套设在回风管上，套管的管径大于回风管的管径，且套管的两端与回风管的管壁封闭连接，在套管侧壁的一端设有开放的进气口，在套管侧壁的另一端设有出气口，套管的出气口通过风管连接到热风炉的进风口。从而可以预热初始进入到热风炉的新鲜空气。

作为优选，在U形管的两端、收尘器的出入端、热风炉出口处各自安装有一组温度、湿度传感器，这些温度、湿度传感器经可编程中央处理器与热风炉、调风阀和热交换器的控制器相连接。可编程中央处理器是通过综合分析和算法，尽量降低整个装置的运行温度，降低尾风排放量。

作为优选，可编程中央处理器包括信息收集模块、比较分析模块和控制模块，信息收集模块负责收集各温度、湿度传感器的信号、参数，确认无误后传递给比较分析模块；比较分析模块将信息汇总后，根据水的相图和经验修正，计算出整个装置各工段的水汽平衡状态，并将计算结果传递给控制模块，由控制模块对热风炉、调风阀、热交换器作出相应的动作控制。

一种用于工业立磨的节能减排方法，依下列顺序进行：

a)信息收集模块将实测的收尘器出入口温度和湿度数据送入比较分析模块；