專利名稱：一種新型多功能螺旋輸送反應裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將集成輸送和反應兩大功能的螺旋輸送反應器內置于加熱爐膛內以達到增強物料輸送和反應焙燒效果、節省能源之目的的多功能反應裝置。
技術背景工業生產中經常需要對物料進行加熱使其發生反應進而生成產品，故而需要對物料進行加熱，其中又以焙燒反應最為常見。 焙燒-把物料(如礦石)加熱而不使熔化，以改變其化學組成或物理性質(如氧化、還原、脫水、干燥等)。而我們通常指的焙燒工藝是指固體物料在高溫不發生熔融的條件下進行的反應過程，可以有氧化、熱解、還原、鹵化等，通常用于無機化工和冶金工業。焙燒過程有加添加劑和不加添加劑兩種類型。 不加添加劑的焙燒也稱煅燒，按用途可分為①分解礦石，如石灰石化學加工制成氧化鈣，同時制得二氧化碳氣體；②活化礦石，目的在于改變礦石結構，使其易于分解，例如將高嶺土焙燒脫水，使其結構疏松多孔，易于進一步加工生產氧化鋁；③脫除雜質，如脫硫、脫除有機物和吸附水等；④晶型轉化，如焙燒二氧化鈦使其改變晶型，改善其使用性質。 加添加劑的焙燒添加劑可以是氣體或固體，固體添加劑兼有助熔劑的作用，使物料熔點降低，以加快反應速度。按添加劑的不同有多種類型 氧化焙燒粉碎后的固體原料在氧氣中焙燒，使其中的有用成分轉變成氧化物，同時除去易揮發的砷、銻、硒、碲等雜質。在硫酸工業中，硫鐵礦焙燒制備二氧化硫是典型的氧化焙燒。冶金工業中氧化焙燒應用廣泛，例如硫化銅礦、硫化鋅礦經氧化焙燒得氧化銅、氧化鋅，同時得到二氧化硫。 還原焙燒在礦石或鹽類中添加還原劑進行高溫處理，常用的還原劑是碳。在制取高純度產品時，可用氫氣、一氧化碳或甲烷作為焙燒還原劑。例如貧氧化鎳礦在加熱下用水煤氣還原，可使其中的三氧化二鐵大部分還原為四氧化三鐵，少量還原為氧化亞鐵和金屬鐵；鎳、鈷的氧化物則還原為金屬鎳和鈷。因為該過程中的三氧化二鐵具有弱磁性，四氧化三鐵具有強磁性，利用這種差別可以進行磁選，故此過程又稱磁化焙燒。
氯化焙燒在礦物或鹽類中添加氯化劑進行高溫處理，使物料中某些組分轉變為氣態或凝聚態的氧化物，從而同其他組分分離。氯化劑可用氯氣或氯化物(如氯化鈉、氯化鈣等)。例如金紅石在流化床中加氯氣進行氯化焙燒，生成四氯化鈦，經進一步加工可得二氧化鈦。又如在鋁土礦化學加工中，加炭(高質煤)粉成型后氯化焙燒可制得三氯化鋁。若在加氯化劑的同時加入炭粒，使礦物中難選的有價值金屬礦物經氯化焙燒后，在炭粒上轉變為金屬，并附著在炭粒上，隨后用選礦方法富集，制成精礦，其品位和回收率均可以提高，稱為氯化離析焙燒。 硫酸化焙燒以二氧化硫為反應劑的焙燒過程，通常用于硫化物礦的焙燒，使金屬硫化物氧化為易溶于水的硫酸鹽。若以Me表示金屬，硫酸化焙燒主要包括下列過程2MeS+302- — 2Me0+2S02例如閃鋅礦經硫酸化焙燒制得硫酸鋅、硫化銅經硫酸化焙燒制得硫酸銅等。 堿性焙燒以純堿、燒堿或石灰石等堿性物質為反應劑，對固體原料進行高溫處理的一種堿解過程。例如軟錳礦與苛性鉀焙燒制取錳酸鉀；鉻鐵礦與苛性鉀焙燒制取鉻酸鉀。 鈉化焙燒在固體物料中加入適量的氯化鈉、硫酸鈉等鈉化劑，焙燒后產物為易溶于水的鈉鹽。例如濕法提釩過程中，細磨釩渣，經磁選除鐵后，加鈉化劑在回轉窯中焙燒，渣中的三價釩氧化成五價釩。
焙燒過程所用設備，按固體物料運動特性，可分為固定床、移動床和流動床幾類；
按其所用加熱爐的形式可分為反射爐、多膛爐、豎窯、回轉窯、沸騰爐、施風爐等。
焙燒的前提是對物料的加熱，這就涉及一個熱利用效率的問題。當今社會，能源日
漸成為稀缺資源，如何節能已成為社會與科技的前沿熱點。本發明就是針對原有焙燒裝置
存在的諸如焙燒時間長、物料輸送效率低、連續化生產能力弱、熱利用效率不夠高等缺點，
精心設計，將特殊的螺旋輸送反應器內置于加熱爐膛內，集成物料輸送和反應兩大功能于
一體，達到增強輸送和焙燒效果并節省能源之目的。本發明的技術方案是 —、該新型多功能螺旋輸送反應裝置由料斗(1)、螺旋輸送反應器(2)、加熱爐(3)
等部件組成，其中螺旋輸送反應器又由若干個獨立模塊組成，模塊主要結構包括螺桿、電
機、管壁和各相關零部件組成； 二、螺旋輸送反應器中通過螺桿旋轉帶動物料運動并提供反應焙燒的發生場所；
三、將螺旋輸送反應器內置于加熱爐腔內，根據焙燒工藝的溫度需要，由加熱爐直接烘烤反應器提供反應所需溫度條件，同時物料在反應器內螺旋輸送動并發生反應，生成產品由反應器末端排出進入后續工藝步驟。
其特征在于 a、反應器設計巧妙、集物料輸送和反應器兩大功能于一體； b、反應器直接放在加熱爐爐膛內加熱； c、螺旋輸送反應器由螺桿、電機、管壁及各附屬部分組成； d、模塊化設計，螺旋輸送反應器可根據實際生產需要采用不同的組合方式； e、加熱爐選擇廣泛，可使用諸如燃煤爐、熱風爐、沸騰爐、電熱爐、循環流化床爐、
鏈條爐等加熱設備； f、設備構造簡單、集成度高、適用范圍廣、能夠連續化生產，投資低、生產效率高。
由于采用了上述技術方案，使本發明與已有設備、技術工藝相比具有如下優點及效果 a、通過將大部分管道和反應器內置于加熱爐，在整個裝置內部集成了物料輸送、預熱、干燥、反應等多種功能，達到節省能源和設備多功能化、小型化的目的。同時，單臺裝置即可實現從物料到產品的轉變，大大簡化生產線的復雜程度。 b、將反應器放入加熱爐膛內，通過煤的燃燒，直接將熱能傳給旋流反應器，綜合利用熱傳導和熱輻射快速傳遞熱量，保證了焙燒溫度，同時提高了熱效率高，降低了能耗和熱損失； c、全新設計的螺旋輸送反應器，能增大物料和反應劑接觸面積并在有限的空間內加大物料的行走路徑，強化傳熱和保證反應時間，能夠確保物料的快速反應，同時實現物料的大量快速輸送； d、螺旋輸送反應器中螺桿的旋轉除了起到輸送物料的作用外還起到諸如剪切加熱物料、充分混合物料等作用，相應的螺桿參數和管壁參數皆可根據不同物料和反應進行 相應調整，大大提高設備的通用性和適應性； e、該設備采用物料細體輸送，螺旋輸送反應器內快速焙燒反應，因而能夠快速、大 量、連續性生產；同時構造比較簡單、設備數量較少、能夠實現整體大量的工業化復制；由 于整套設備采用模塊化設計，可以根據不同物料及現場條件靈活搭配設備，大大提高設備 的通用性和適應性，市場前景十分廣闊。
圖1為新型多功能螺旋輸送反應裝置示意圖
圖2為單個螺旋輸送模塊示意圖
圖3為螺旋輸送反應器內置示意圖
具體實施例方式整套系統由螺旋輸送反應器(3)中的電機提供螺桿旋轉的動力， 由加熱爐(2)直接烘烤旋流反應器(3)提供反應所需溫度條件，物料由螺桿帶動被從料斗 (1)中輸出，并在整個螺旋輸送反應器中作螺旋運動，同時受到螺桿的剪切和混合作用，在 反應器中發生反應生成產品，隨后生成的產品被排出整套反應裝置進入后續工藝步驟。
權利要求
一種通過內置特殊構造螺旋輸送反應器實現增強物料輸送和反應焙燒效果并節省能源的新型多功能反應裝置。它包括料斗(1)、螺旋輸送反應器(2)、加熱爐(3)等部件；螺旋輸送反應器(3)內置于加熱爐(2)腔內，本身由多個相互獨立的模塊組成，相互成一定角度連接；單個螺旋輸送反應模塊由螺桿、電機、管壁和相關各零部件組成；物料由旋轉的螺桿帶動從料斗中卸出，并在整套反應器中螺旋運動同時完成反應生成產品。
2. 根據權利要求l所述的焙燒反應裝置，其特征在于螺旋輸送反應器(3)內置于加熱爐(2)腔內，本身由多個相互獨立的模塊組成，相互成一定角度連接。
3. 根據權利要求l所述的焙燒反應裝置，其特征在于加熱爐(2)可以是燃煤爐、熱風爐、沸騰爐、電熱爐、循環流化床爐、鏈條爐等加熱設備。
4. 根據權利要求1所述的焙燒反應裝置，其特征在于螺旋輸送反應器(3)可用耐熱金屬或其他材料制作，其由多個獨立模塊串聯或并聯組成，單個模塊由螺桿、電機、管壁和相關各零部件組成，各模塊之間相互成一定角度連結成整個反應器。
5. 根據權利要求l所述的焙燒反應裝置，其特征在于獨立螺旋輸送反應模塊中諸如螺距、螺槽深度等螺桿參數和其他諸如電機參數、管壁參數皆可根據不同情況進行調整。
6. 根據權利要求1所述的焙燒反應裝置，其特征在于獨立螺旋輸送反應模塊的數目和爐膛容積等參數皆可根據實際情況進行調節，組成最合適的反應裝置。
全文摘要
本發明是一種將集成輸送和反應兩大功能的螺旋輸送反應器內置于加熱爐膛內以達到增強物料輸送和焙燒效果、節省能源之目的的多功能螺旋輸送反應裝置。由料斗、螺旋輸送反應器、燃燒爐等部件組成。其中螺旋輸送反應器又由若干個相對獨立的模塊組成，模塊之間以一定角度相互連接。反應器的入口與料斗連接，物料由螺桿旋轉被從料斗中卸出并在各段反應器內做螺旋運動，同時完成反應焙燒。單個螺旋輸送反應模塊由螺桿、電機、管壁及各相關零部件組成，針對不同物料及現場條件可采用多種方式連結成整套螺旋輸送反應器。與已有技術相比，本發明最大優勢是構造簡單、通用性高、適用范圍廣，同時能源消耗大為減少，環境效益、經濟效益明顯。
文檔編號B01J19/20GK101733059SQ200810218870
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月4日 優先權日2008年11月4日
發明者劉海衛, 張鑫, 李柏榮, 王紹華, 黃星星 申請人:李柏榮