本發(fā)明涉及環(huán)保節(jié)能,特別是涉及一種粉體消化機。
背景技術(shù):
1、在大氣治理科目中,工業(yè)窯爐煙氣治理主要是降低二氧化硫、氮氧化物的排放,伴有對氟化氫、氯化氫等酸性氣體的減排,還要順便降低排放物中的顆粒物(主要是粉塵)的濃度。目前,在我國大部分地區(qū)都采用濕法煙氣脫硫,尤其是以fgd石灰-石膏法煙氣脫硫工藝為典型代表,占據(jù)了濕法脫硫的90%以上,濕法脫硫具有脫硫效率高的強大優(yōu)越性。哪怕原始煙氣含硫量達到20000mg/m3,也能將煙氣治理到遠低于國家標準的超低排放要求,因此,fgd法脫硫是人們普遍采用的一種煙氣治理工藝。
2、濕法脫硫也有明顯的缺陷。其一,煙氣中酸性介質(zhì)溶于水后,對脫硫設(shè)備的腐蝕性極強,腐蝕和防腐始終是濕法脫硫繞不開的話題,經(jīng)常需要進行檢修。
3、其二,濕法脫硫產(chǎn)物中,含有氮氧化物,還含有達標的少量二氧化硫。這兩者同時排放到大氣中,是產(chǎn)生霧霾的主要誘因,會導(dǎo)致當(dāng)?shù)仂F霾現(xiàn)象加重。
4、其三,節(jié)能是個永恒的話題,各行各業(yè)都是需要講究節(jié)省能耗的,一般爐窯排出的煙氣溫度都在200℃~300℃左右。這個溫度的煙氣含有大量的熱焓,只要煙氣中不含硫和灰塵,這些熱能就能很好地被利用,尤其適合于做干燥介質(zhì)。但是,經(jīng)過濕法脫硫之后的煙氣,一般濕度很大,接近于飽和濕度,且溫度都低于70℃,沒有利用價值,只能排放。因此,對煙氣進行干法脫硫就具有廣闊的市場空間。
5、其四,目前,干法煙氣脫硫使用的脫硫劑,普遍為300目左右的碳酸氫鈉粉,大約2.5kg小蘇打脫1kg二氧化硫,相當(dāng)于含硫量為300mg/m3的煙氣,每萬立方米的脫硫成本約24元,而同樣的煙氣,采用fgd濕法脫硫時,消耗消石灰脫硫劑的成本僅2.5元,相差近10倍。因此,干法煙氣脫硫應(yīng)用的不太多,在我國,為減少霧霾的產(chǎn)生,主要集中在北京附近地區(qū)的鋼鐵廠使用。
6、高溫干法煙氣脫硫若不使用小蘇打作脫硫劑,改用納米或者亞納米級氫氧化鈣粉時,成本會降低很多,對應(yīng)上述的1萬立方米煙氣,脫硫成本大約為5元左右。
7、我國石灰石儲量豐富,價格便宜,石灰石鍛燒成氧化鈣,俗稱生石灰,生石灰加水消化,生成氫氧化鈣,俗稱消石灰或熟石灰,氧化鈣加水消化成氫氧化鈣,分為濕法消化和干法消化兩種工藝,濕法消化工藝中,水灰比很大,約5:1,生成的氫氧化鈣含水量大,經(jīng)過脫水、干燥成粉狀,該法獲得的氫氧化鈣粉體比表面積不大,一般≤9m2/g,這種粒度的氫氧化鈣在水中具有很好的脫硫作用,是濕法脫硫中廣泛使用的脫硫劑。但是,它在粉體狀態(tài)沒有什么活性,不具備干法脫硫作用。
8、干法消化工藝中,水灰比小,約0.5:1,生成的氫氧化鈣就是粉狀,控制好消化溫度、時間及混合攪拌速度,可獲得亞納米級氫氧化鈣粉體,比表面積可達50m2/g,這種亞納米級粒度的氫氧化鈣粉,活性很高,具有很強的吸附作用,即便在300℃以上的高溫環(huán)境中任然具有吸附進而脫除二氧化硫的作用,同時,也還具有吸附氮氧化物的能力,能脫除一定的氮氧化物。
9、石灰的干法消化工藝,由于各項工藝參數(shù)比較難于實現(xiàn),目前,還停留在實驗室階段,鮮有見到大范圍的工程應(yīng)用。
10、生石灰的消化反應(yīng)是一種典型的非催化固--液--固三相反應(yīng),它分為三個階段,第一個階段,cao與水接觸生成ca(oh)2包覆在cao周圍;第二階段,水分子通過包覆cao表面的ca(oh)2間隙進入內(nèi)層,進一步反應(yīng)生成內(nèi)層ca(oh)2;第三階段,由于ca(oh)2的摩爾體積大于cao,故包覆在cao表面的ca(oh)2膨脹、破裂至脫落,內(nèi)部cao裸露出新的表面層,再進一步進行消化反應(yīng)。上述三個階段不斷重復(fù)進行,直至cao消化反應(yīng)進行完全。
11、生石灰的這種消化反應(yīng)原理在水分過量即濕法消化中,可完全進行,但在干法消化時,第二階段就很少有過量的水分子穿透包覆在cao表面的ca(oh)2間隙,使反應(yīng)不能繼續(xù)進行,這時,就需要依靠外力剝落包覆的ca(oh)2,通過混合攪拌來達到此目的,而且這種混合還必須具有剪切作用。由于生石灰的消化反應(yīng)是很強的放熱反應(yīng),在cao表面,ca(oh)2的生成速率很快,這就要求剝落的速度也必須很快,相應(yīng)地剪切混合攪拌速度也必須很快。
12、即便攪拌速度很快,對于粉體來說,混合的均勻性更是一個難點。最常見的混合機械為槳葉式混合機,它在兩條平行軸上安裝有不同形狀的攪拌葉片,隨著主體的轉(zhuǎn)動粉料即產(chǎn)生橫向移動,也產(chǎn)生上下翻動,本質(zhì)上以移動混合為主,對流擴散混合為輔,對粉料的剪切作用較少,不適用于生石灰的干法消化工藝。
13、碾壓式混合機是一邊將一種物料通過碾壓包覆在另一種物料顆粒的表面,一邊通過葉片刮料、攪拌。它的剝落速度很慢,不適合于剝落快速生成的ca(oh)2粒子,不適用于生石灰的干法消化工藝。
14、其它,v型錐、方錐、雙錐混合機都是依靠粉料的自重進行混合,沒有強制混合效果,屬于擴散混合,不屬于剪切混合,不適合生石灰干法消化工藝。
15、qh型混合機是一種強制式混合機械,它由雙筒體組成,兩筒體之間為混合攪拌體。渦槳槳葉與腔體內(nèi)混合底盤形成特色特殊的空間角度,使靠近內(nèi)筒外壁的粉料強制性地快速向外運動,靠近外筒內(nèi)壁的粉料強制性地快速向內(nèi)運動,粉料在腔體內(nèi)被強制作碰撞和剪切運動,從而達到快速剪切混合目的。由于渦槳槳葉接近底盤且只繞中心作圓周運動,對底部的粉料還具有擠壓作用,用作生石灰干法消化時,還不能獲得很細微的ca(oh)2粉體,實踐表明,qh型混合機干法消化生石灰獲得的比表面積均小于20m2/g。
16、脈沖旋流式氣力混合是一種強制式混合設(shè)備,具有比較好地剪切效果,通常只適合于300目~1mm的粉料混合。關(guān)鍵是該工藝不能對消化過程進行參數(shù)化控制,而我們要獲得亞納米級ca(oh)2粉,相當(dāng)于1000目以上的超細粉,除了具有剪切混合作用外,還要對石灰石的消化過程進行多種參數(shù)的控制,如水灰比、溫度、壓力以及分散劑的加入量等,故該工藝設(shè)備也不適合于生石灰干法消化。
17、基于此,急需一種新型的方案來至少解決部分上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種粉體消化機,以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,提高剪切效果。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下方案:
3、本發(fā)明提供一種粉體消化機,包括殼體、殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、攪拌葉以及攪拌葉驅(qū)動裝置,殼體用于容納物料并提供粉碎空間,攪拌葉能夠設(shè)置于殼體內(nèi),攪拌葉驅(qū)動裝置被構(gòu)造為驅(qū)動攪拌葉旋轉(zhuǎn);殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動殼體旋轉(zhuǎn)。
4、優(yōu)選的,所述殼體包括內(nèi)筒、外筒和底盤;所述內(nèi)筒和所述外筒同軸固定設(shè)置于所述底盤上并于所述內(nèi)筒和所述外筒之間形成環(huán)形的粉碎腔,所述攪拌葉位于所述粉碎腔內(nèi)。
5、優(yōu)選的,所述攪拌葉包括攪拌軸和縱葉,所述攪拌軸和所述攪拌葉驅(qū)動裝置傳動連接,所述縱葉固定設(shè)置于所述攪拌軸的一側(cè),并平行于所述攪拌軸的長度方向設(shè)置,所述縱葉具有兩個沿著自身長度方向設(shè)置的豎向剪切面,其中一個所述豎向剪切面與所述攪拌軸之間的距離沿著前端至后端方向逐漸變小,另一個所述豎向剪切面與所述攪拌軸之間的距離沿著前端至后端方向逐漸變大。
6、優(yōu)選的,所述攪拌葉設(shè)置有多個,多個所述攪拌葉沿著環(huán)形粉碎腔依次設(shè)置于所述粉碎腔內(nèi)。
7、優(yōu)選的,還包括機架、蓋體和蓋體升降裝置,所述攪拌葉驅(qū)動裝置包括多個攪拌電機,多個所述攪拌電機均集成設(shè)置于所述蓋體的頂部,所述攪拌葉設(shè)置于所述蓋體的底部,所述攪拌電機的電機軸和所述攪拌軸傳動連接,所述蓋體能夠升降地設(shè)置于所述機架上,所述殼體能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述機架上,所述蓋體位于所述殼體正上方,所述蓋體升降裝置能夠驅(qū)動所述蓋體下降至蓋在所述殼體上以及驅(qū)動所述蓋體上升至遠離所述殼體。
8、優(yōu)選的,所述殼體和所述蓋體之間構(gòu)造有動密封結(jié)構(gòu),所述動密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述殼體頂面的雙槽填料密封圈以及設(shè)置于所述蓋體底面的雙壓圈。
9、優(yōu)選的,所述蓋體上設(shè)置有多個噴霧嘴、進料口、吸料口、收塵口、觀察孔、測溫?zé)犭娕家约皦毫鞲衅鳌?/p>
10、優(yōu)選的,所述攪拌葉還包括橫向布置的幅葉,所述幅葉具有沿著自身長度方向設(shè)置的橫向剪切面,所述橫向剪切面與所述攪拌軸之間有夾角,所述縱葉的截面呈三角形。
11、優(yōu)選的,所述機架包括底座和架體,所述底座固定設(shè)置于所述架體底部,所述底座上還固定設(shè)置有多個等高柱,所述等高柱用于支撐所述蓋體,所述蓋體蓋于所述殼體上時,所述蓋體正好落在所述等高柱上。
12、優(yōu)選的,所述殼體通過回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動連接于所述底座上,還配置有稀油潤滑系統(tǒng)來對所述回轉(zhuǎn)支承中的運動組件進行稀油潤滑。
13、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果:
14、1、本發(fā)明通過設(shè)置殼體以及攪拌葉雙重轉(zhuǎn)動,進而增加物料之間碰撞的幾率,以獲得最佳的混合、剪切效果。
15、2、本發(fā)明通過設(shè)置環(huán)形的粉碎腔,使得粉碎腔的內(nèi)外壁分別與每個縱葉上的兩個豎向剪切面共同作用來提高剪切效果。
16、3、本發(fā)明均勻分布的攪拌葉更使生石灰獲得均勻消化的幾率最大,杜絕出現(xiàn)死角。