本發(fā)明屬于氧化錳礦粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化錳礦粉冷卻設(shè)備。

背景技術(shù)：

金屬錳是生產(chǎn)不銹鋼和其他錳合金的重要原料，廣泛應(yīng)用于化工冶金等領(lǐng)域。傳統(tǒng)電解金屬錳生產(chǎn)以碳酸錳礦為原料，通過直接硫酸浸出、硫酸錳溶液凈化得到電解液、電解液電解得到金屬錳。

由于碳酸錳資源有限，我國(guó)一些企業(yè)生產(chǎn)電解金屬錳使用的碳酸錳礦，錳品位已由18%～20%降低至10%～15%，有些甚至使用錳品位低于10%的碳酸錳礦，導(dǎo)致酸耗高、經(jīng)濟(jì)效益差。

與碳酸錳礦相比，二氧化錳礦的錳品位高、儲(chǔ)量大，采用二氧化錳礦替代碳酸錳礦生產(chǎn)電解金屬錳是我國(guó)未來的必然選擇。因此，還原是二氧化錳礦用于電解金屬錳生產(chǎn)最為關(guān)鍵的一步。二氧化錳礦還原的方法主要包括反射爐還原法、回轉(zhuǎn)窯還原法、豎爐還原法、兩礦法、流態(tài)化還原法等，其中流態(tài)化還原法因具有還原效率高、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是最為高效的二氧化錳礦還原焙燒方法，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視。

氧化錳礦流態(tài)化還原系統(tǒng)，由流態(tài)化干燥、流態(tài)化煅燒、流態(tài)化還原、冷卻等工藝組成，粉狀二氧化錳礦經(jīng)進(jìn)料單元進(jìn)入預(yù)熱單元進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入還原焙燒單元進(jìn)行還原轉(zhuǎn)化成氧化錳礦，最后經(jīng)冷卻器冷卻后出料；所述還原過程產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入燃燒室中，與補(bǔ)充煤氣、空氣燃燒形成煙氣；所述煙氣依次通過二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器與粉狀氧化錳礦逆流換熱。

因氧化錳粉物理特性較為特殊，導(dǎo)熱系數(shù)低、顆粒度小、吸附性強(qiáng)，現(xiàn)有技術(shù)中氧化錳粉由還原爐進(jìn)入到冷卻器中，需經(jīng)冷卻器水霧直噴和筒外冷卻水噴淋雙重作用，使氧化錳粉由700℃降至150℃左右。冷卻筒為單筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部在進(jìn)料高溫區(qū)有若干冷卻水噴頭，筒體內(nèi)部主要是靠冷卻水直接噴淋到物料上進(jìn)行冷卻。另外冷卻器筒體外部設(shè)有水室，水室壁上亦設(shè)有噴頭，冷卻水通過噴頭對(duì)筒體進(jìn)行噴淋實(shí)現(xiàn)物料的冷卻，冷卻水落入水室底部通過出水口排走。此冷卻方式主要問題：一是筒內(nèi)水霧直噴對(duì)氧化錳成品的含水率有一定影響，直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)；二是氧化錳在700℃左右的高溫情況下直接接觸冷卻水會(huì)發(fā)生爆裂造成?；瑢?duì)氧化錳成品的品質(zhì)也會(huì)造成影響；三是冷卻水直噴遇高溫汽化會(huì)產(chǎn)生的大量含塵煙氣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；四是冷卻水直接噴淋，既浪費(fèi)了水資源又無法回收熱量，造成資源的浪費(fèi)。

因此，如何改進(jìn)氧化錳冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)，避免冷卻水與氧化錳粉直接接觸，以保證氧化錳的產(chǎn)品品質(zhì)在冷卻過程中不發(fā)生影響，同時(shí)避免煙氣和粉塵的產(chǎn)生，消除環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，將氧化錳的熱量通過冷卻水回收，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種氧化錳礦粉冷卻設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氧化錳礦粉冷卻設(shè)備，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的筒體以及驅(qū)動(dòng)該筒體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述筒體上設(shè)有進(jìn)料裝置與出料裝置，所述筒體內(nèi)軸向上設(shè)有多根用于內(nèi)部流入礦粉換熱的換熱管，并設(shè)有用于使多根所述換熱管全部被冷卻水包裹以換熱的第一冷卻水腔以及用于使對(duì)堆積在進(jìn)料端的物料換熱的設(shè)在筒體進(jìn)料端側(cè)的第二冷卻水腔，所述第一冷卻水腔與第二冷卻水腔經(jīng)過橋連通，所述第一冷卻水腔連接筒體進(jìn)水口，所述第二冷卻水腔連接筒體出水口。

多根所述換熱管包括內(nèi)層換熱管與外層換熱管，所述內(nèi)層換熱管與外層換熱管分兩層環(huán)繞布置于所述筒體中。

所述換熱管內(nèi)設(shè)有用于螺旋推進(jìn)進(jìn)入管內(nèi)的礦粉使礦粉自進(jìn)料端向出料端螺旋前進(jìn)移動(dòng)的螺旋導(dǎo)料片。

所述筒體包括外筒體以及與所述外筒體連接并位于出料側(cè)的前端板、位于進(jìn)料側(cè)的后端板，所述前端板、后端板上具有換熱管安裝孔，多個(gè)所述換熱管對(duì)應(yīng)的置于所述外筒體中并安裝于所述前端板與外端板的換熱管安裝孔中固定，所述前端板、后端板之間的空腔形成所述第一冷卻水腔。

所述外筒體的內(nèi)壁上沿軸向方向交叉布置有多個(gè)用于對(duì)冷卻水起折流作用的折流板，所述折流板上為單弓形狀的孔板。

所述外筒體的外壁上設(shè)有多個(gè)回水管，所述第二冷卻水腔的多個(gè)回水口分別對(duì)應(yīng)的與多個(gè)所述回水管連接將回水引向筒體出水口。

所述筒體的出水口與進(jìn)水口設(shè)在位于筒體出料側(cè)的旋轉(zhuǎn)接頭上。

所述外筒體的進(jìn)料端側(cè)設(shè)有錐筒，所述錐筒的外側(cè)設(shè)有端蓋，所述錐筒與端蓋之間的空腔形成所述第二冷卻水腔。

所述過橋?yàn)槎鄠€(gè)，設(shè)在所述外筒體上，將所述第一冷卻水腔與第二水腔連通。

所述后端板上按筒體的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)有多個(gè)弧形的導(dǎo)料板，用于引導(dǎo)礦粉進(jìn)入所述內(nèi)層換熱管內(nèi)。

本發(fā)明可以避免冷卻水與氧化錳直接接觸，以保證氧化錳的產(chǎn)品品質(zhì)在冷卻過程中不發(fā)生影響，同時(shí)避免煙氣和粉塵的產(chǎn)生，消除環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，將氧化錳的熱量通過冷卻水回收，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的氧化錳礦粉冷卻設(shè)備的示意圖：

圖2為筒體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為換熱管布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實(shí)施例。

參見圖1-3所示，一種氧化錳礦粉冷卻設(shè)備，包括：

旋轉(zhuǎn)接頭1、出料裝置2、筒體3、支撐圈4、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、大鏈輪6、進(jìn)料裝置7、進(jìn)料口8、進(jìn)料管9、支撐輪10、底座11、擋輪12、出料口13；

其中，旋轉(zhuǎn)接頭1與筒體3焊接成一體，出料裝置2設(shè)置于筒體的出料端，進(jìn)料裝置7設(shè)置于筒體的進(jìn)料端，進(jìn)料管9安裝于進(jìn)料裝置7上用以將氧化錳粉料由進(jìn)料口8引導(dǎo)至筒體，2個(gè)支撐圈4以及大鏈輪6分別套裝于筒體3上，大鏈輪6設(shè)置于筒體中部，2個(gè)支撐圈4分別設(shè)置于筒體的前后兩端，4個(gè)支撐輪10對(duì)應(yīng)兩個(gè)支撐圈的位置安裝于底座11，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5固定于底座上，通過大鏈輪6驅(qū)動(dòng)筒體3使筒體在支撐輪10上轉(zhuǎn)動(dòng)，擋輪12設(shè)置于筒體前部支撐圈4的兩側(cè)，可有效防止筒體在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中因軸向力產(chǎn)生的竄動(dòng)。

見圖2所示，所述筒體3包括外筒體31、前端板32、換熱管33、折流板34、回水管35、過橋36、后端板37、錐筒38、端蓋39，其中外筒體31可由鋼板卷制而成，前后兩端分別與前端板32和后端板37焊接；外筒體31內(nèi)壁沿軸線方向交叉布置6件折流板34，所述前端板32、后端板37為孔板，在孔板上開有與換熱管33數(shù)量相等的圓孔，圓孔直徑與換熱管外徑保持一致，26件換熱管33分別與之對(duì)應(yīng)安裝；折流板34也為孔板，且每件折流板均為單弓形，交錯(cuò)布置后，用以對(duì)冷卻水起折流作用，提升換熱效果，且可對(duì)外筒體起到支撐作用。

所述換熱管33外層為不銹鋼管，內(nèi)部有雙頭螺旋導(dǎo)料片，換熱管33進(jìn)料端的雙頭螺旋導(dǎo)料片的長(zhǎng)度略長(zhǎng)于不銹鋼管，可以有效的加強(qiáng)其導(dǎo)料作用。

所述雙頭螺旋導(dǎo)料片也為不銹鋼材質(zhì)，針對(duì)氧化錳粉易粘連和吸附物理死角的特性，雙頭螺旋導(dǎo)料片與不銹鋼管之間存有一定的間隙，僅在換熱管33進(jìn)料、出料的兩端與不銹鋼管固定，防止氧化錳粉在導(dǎo)料片與管子間吸附或粘連。

因所述螺旋導(dǎo)料片為整體螺旋結(jié)構(gòu)，故自身可吸收一定的熱膨脹量，不會(huì)拉裂管子。

所述前端板32、后端板37、換熱管33及折流板34可共同組成一相對(duì)獨(dú)立的冷卻水腔，旋轉(zhuǎn)接頭1的進(jìn)水口與此水腔連通，冷卻水經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭1進(jìn)水口進(jìn)入此水腔后，換熱管33外部全部被冷卻水包裹，從而使換熱管33的管子內(nèi)表面形成了有效換熱面。

在筒體進(jìn)料端設(shè)置有錐筒38及端蓋39，均與外筒體31進(jìn)行焊接，形成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的冷卻水腔，前后兩個(gè)水腔通過過橋36進(jìn)行連通，冷卻水與換熱管完成熱交換后進(jìn)入此密閉空腔繼續(xù)與此處堆積的礦粉進(jìn)行換熱，并通過筒體外壁上的回水管35返回至筒體3出料端，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)接頭1的出水口，完成整個(gè)換熱過程。

見圖3所示，26根換熱管分兩層布置于筒體，外層16根，內(nèi)層10根，為防止內(nèi)層換熱管33進(jìn)料困難，增設(shè)導(dǎo)料板14用以對(duì)礦粉進(jìn)行兜料及引流，提高內(nèi)層換熱管33的進(jìn)料數(shù)量，進(jìn)而提高其換熱面積的使用效率，所述導(dǎo)料板為5段弧形板，其弧形需根據(jù)筒體的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行設(shè)定。

冷卻設(shè)備工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置5通過大鏈輪6驅(qū)動(dòng)筒體3，使筒體3在支撐輪10上轉(zhuǎn)動(dòng)，冷卻水自旋轉(zhuǎn)接頭1進(jìn)水口進(jìn)入由外筒體31、前端板32、后端板37及折流板34形成的冷卻水腔內(nèi)，且在折流板34的折流作用下呈S型由筒體出料端向筒體進(jìn)料端流動(dòng)，高溫的氧化錳礦粉則由進(jìn)料口8經(jīng)進(jìn)料管9進(jìn)入筒體3內(nèi)部，并在進(jìn)料管9出口周圍堆積到一定高度，當(dāng)?shù)V粉的重力與進(jìn)料管9中礦粉的重力平衡時(shí)，高溫礦粉流便被阻滯；

當(dāng)由筒體3旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)礦粉向筒體3出料端輸送時(shí)，進(jìn)料管9出口周圍礦粉高度隨之下降，從而打破了進(jìn)料管9內(nèi)外礦粉的重力平衡，進(jìn)料管9內(nèi)高溫礦粉流又繼續(xù)。

這樣，所述筒體3旋轉(zhuǎn)，高溫礦粉流進(jìn)；筒體3停轉(zhuǎn)，高溫礦粉流停；快轉(zhuǎn)快進(jìn)，慢轉(zhuǎn)慢進(jìn)。

較優(yōu)的，為了防止礦粉從進(jìn)料裝置7和筒體3的動(dòng)靜結(jié)合處泄露出來，在此處設(shè)置了防漏料裝置。

在筒體3旋轉(zhuǎn)的過程中，換熱管33也隨之旋轉(zhuǎn)，換熱管33內(nèi)部的雙頭螺旋導(dǎo)料片也隨之因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生螺旋推動(dòng)力，將氧化錳礦粉在換熱管33中由進(jìn)料端向出料端螺旋推進(jìn)，推進(jìn)的過程中高溫礦粉與管子內(nèi)壁充分接觸，將自身熱量傳遞至管外的冷卻水。

較優(yōu)的，為防止內(nèi)層換熱管33進(jìn)料困難，根據(jù)筒體3的旋轉(zhuǎn)方向增設(shè)導(dǎo)料板14用以對(duì)礦粉進(jìn)行兜料及引流，提高內(nèi)層換熱管33的進(jìn)料數(shù)量，進(jìn)而提高其換熱面積的使用效率。

所述換熱管33的管徑較小，故內(nèi)部填充的高溫氧化錳礦粉的料層厚度可以得到有效控制，克服了氧化錳礦粉導(dǎo)熱系數(shù)低的缺點(diǎn)和不足。

較優(yōu)的，在出料裝置2和筒體3連接處同樣設(shè)有防漏料裝置以防止礦粉漏出。

又因螺旋導(dǎo)料片與管子存有一定的間隙，故無物理死角，不會(huì)造成礦粉的在此處的粘附進(jìn)而影響換熱。冷卻水與換熱管33完成換熱過程后，通過過橋36的連通作用進(jìn)入后端由錐筒38、端蓋39及外筒體31形成的水腔。此水腔一是可以增大冷卻設(shè)備的換熱面積以保證該冷卻設(shè)備的出力，同時(shí)由于冷卻水的冷卻作用，保證外筒體31不被高溫的氧化錳礦粉破壞。

冷卻水在此水腔內(nèi)完成換熱后由回水管35引流至筒體3的出料端，并與旋轉(zhuǎn)接頭1的出水口相連，將熱量帶走，整個(gè)過程中冷卻水與高溫氧化錳礦粉進(jìn)行逆流換熱。從旋轉(zhuǎn)接頭1出水口排出的熱水可以用來加熱其他介質(zhì)或者進(jìn)行供暖，從而由冷卻水對(duì)氧化錳礦粉的熱量進(jìn)行了回收利用，避免了資源的浪費(fèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)中相比，本發(fā)明具有以下突出的效果：

1、與現(xiàn)有技術(shù)中相比，本發(fā)明氧化錳礦粉冷卻設(shè)備，采用間接換熱方式對(duì)高溫氧化錳礦粉進(jìn)行冷卻，避免了冷卻水與氧化錳礦粉的直接接觸，使得礦粉不會(huì)由于冷卻器內(nèi)水霧直噴而影響成品的含水率，也解決了高溫氧化錳礦粉直接接觸低溫冷卻介質(zhì)而爆裂造成?；膯栴}，提高了產(chǎn)品品質(zhì)；

2、采用間接換熱方式，避免了直噴水遇高溫汽化產(chǎn)生大量含塵煙氣的現(xiàn)象，消除了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，高溫氧化錳的熱量經(jīng)換熱被冷卻水吸收，同時(shí)熱水可以被送到鍋爐或作其他用途使用，從而實(shí)現(xiàn)熱量的回收利用，避免了資源的浪費(fèi)；

3、采用多根換熱管結(jié)構(gòu)，每根換熱管均可近似視為一臺(tái)冷卻器，在保證設(shè)備出力的前提下，降低了高溫氧化錳的料層厚度，克服了氧化錳礦粉導(dǎo)熱系數(shù)低的缺點(diǎn)和不足，且換熱過程中高溫氧化錳礦粉與冷卻水為逆流換熱狀態(tài)，提高了換熱效率及換熱面積的有效使用效率。

4、每根換熱管內(nèi)雙頭螺旋導(dǎo)料片與不銹鋼管子存有一定的間隙，故無物理死角，克服了高溫氧化錳礦粉易對(duì)物理死角粘附的缺點(diǎn)，提升了換熱效果。

5、該冷卻設(shè)備進(jìn)料端及出料端均設(shè)置有防漏料裝置，可有效防止礦粉逸出，維持了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。