一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置制造方法及图纸

本申请公开一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置，获取物料初始重量W0，设定和记录初始时间t0；在初始时间t0，启动微波源集合中的全部微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转；启动微波源集合中的部分微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti；如果满足干燥结束条件，微波源集合停止工作，记录干燥完成时间tend，获取最终物料重量Wend。本申请可实现对烧结燃料厚料层的智能快速干燥，提高微波干燥的速率和效率，减少干燥过程所消耗的时间，且无需增设干燥容器、微波干燥炉设备的个数或体积，对应用现场空间要求更低。

A Microwave Drying Method and Device for Sintered Fuel Thick Material Layer

【技术实现步骤摘要】
一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置
本申请涉及微波干燥
，尤其涉及一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置。
技术介绍
烧结燃料在进行粒度组成检测前，通常需要进行干燥处理，以避免因燃料粘结在筛网上，堵塞筛孔而影响燃料筛分。为确保烧结燃料粒度组成检测具有代表性，进行粒度组成检测的燃料试样量通常为2公斤左右。因2公斤的燃料体积较大，采用表面热传导加热法进行干燥，比如采用传统的烘箱加热烘干时，其干燥速率较低，耗时长。而微波干燥方法不需要通过物质间的热传导，依靠微波透入物料内，与燃料的极性分子间相互作用转化为热能，使物料内各部分都在同一瞬间获得热量而升温，因此，微波干燥法与传统干燥方式相比，具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀以及易实现自动化控制等优点。下面以焦煤的微波干燥特性为例进行说明，如图1和图2所示，分别为焦煤的干燥曲线和干燥速率曲线。焦煤微波干燥过程可分以下3个阶段：第一，预热升速阶段：这一阶段大致持续了2min，在此阶段，焦煤干燥速率迅速上升，直至达到最大值；第二，恒速干燥阶段：初始水分越大，恒速干燥阶段就越短且越不明显，在此阶段，焦煤干燥速率达到最大，主要脱除焦煤的外部水分；第三，降速干燥阶段：此阶段干燥速率将持续下降，直至干燥结束，主要脱除焦煤的内部水分，内部水分越大，干燥速率下降越快。其中，在降速干燥阶段，内部的水分向外扩散的阻力逐渐增大，干燥界面向内迁移，主要受内部扩散控制，该阶段所用时间和能耗可占全部干燥过程的2/3，然而脱水量仅为1/3，甚至更低，因此降速干燥阶段已成为制约整体干燥效果、干燥效率和经济性的瓶颈所在。此外，对厚料层(铺料厚度为3cm以上)直接微波干燥，由于燃料厚度相对较大，且在降速干燥阶段，内部水分扩散会导致阻力逐渐增大，耗时长但脱水量少，也难以实现快速干燥，干燥效率较低且控制不当易造成热失控。因此，目前微波干燥法对烧结燃料进行干燥时，主要是针对薄料层(铺料厚度为1-2cm)，这会造成微波炉腔体面积增加、试样干燥容器增宽，增大设备占地面积，操作难度加大，进而给生产应用现场空间提出更高要求。综上所示，基于上述微波干燥特性，当利用微波干燥法对烧结燃料厚料层进行干燥时，如何有效提高干燥效率、降低干燥过程的耗时，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请提供一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置，以解决现有微波干燥法对烧结燃料厚料层进行干燥时，存在的干燥效率低、干燥过程耗时长的技术问题。一方面，本申请提供一种烧结燃料厚料层微波干燥方法，包括：获取物料初始重量W0，设定和记录初始时间t0；在初始时间t0，启动微波源集合中的全部微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转；启动所述微波源集合中的部分微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti；如果满足干燥结束条件，所述微波源集合停止工作，记录干燥完成时间tend，获取最终物料重量Wend。进一步地，所述如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转的步骤之前，所述方法还包括：根据所述物料初始重量W0和所述干燥后的物料重量Wi，按照以下公式计算物料干燥速率DRi和物料初次失水率M0：DRi＝(Wi-1-Wi)/W0M0＝(W0-Wi)/W0式中，Wi为第i个单位时间对应的干燥后的物料重量；Wi-1为第i-1个单位时间对应的干燥后的物料重量；W0为物料初始重量。进一步地，按照以下步骤确定是否满足中间条件：判断物料干燥速率是否满足DRi＜DRi-1＜DRi-2，以及物料初次失水率M0是否大于或等于5％；如果物料干燥速率满足DRi＜DRi-1＜DRi-2，同时，物料初次失水率M0大于或等于5％，则满足中间条件。可选地，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断物料温度Ti是否大于250℃；如果物料温度Ti大于250℃，则满足干燥结束条件。可选地，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断满足物料温度Ti是否大于220℃，以及相邻物料温度差Td是否大于10℃；其中，Td＝Ti-Ti-1；如果物料温度Ti大于220℃，同时，相邻物料温度差Td大于10℃，则满足干燥结束条件。可选地，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断物料温度Ti是否大于220℃，以及物料干燥速率DRi是否小于0.01％；如果物料温度Ti大于220℃，同时，物料干燥速率DRi小于0.01％，则满足干燥结束条件。可选地，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断当前时刻t与初始时间t0之间的时间间隔tm是否大于3min；如果时间间隔tm大于3min，则满足干燥结束条件。可选地，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断物料干燥速率DRi是否小于0.005％；如果物料干燥速率DRi小于0.005％，则满足干燥结束条件。进一步地，所述方法还包括：根据所述干燥完成时间tend和所述最终物料重量Wend，按照下式计算水分率Mx和物料干燥属性Dx：Mx＝(W0-Wend)×100/W0Dx＝Mx/(t0-tend)式中，W0为物料初始重量；t0为初始时间。另一方面，本申请提供一种烧结燃料厚料层微波干燥装置，包括：微波干燥设备、机器手和夹具，所述机器手的转轴与所述夹具连接；所述微波干燥设备的内部设有测温元件、微波源集合和称重台，所述称重台位于所述微波源集合的下方，所述微波源集合包括若干均匀分布的微波源，所述微波干燥设备设有远程自动门；所述装置还包括控制单元，所述控制单元被配置为执行下述程序步骤：控制远程自动门开启，夹具夹住装有物料的容器后，控制机器手移动，将装有物料的容器放置于称重台上；控制远程自动门关闭，在初始时间t0，获取物料初始重量W0；在初始时间t0，控制微波源集合中的全部微波源启动，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；如果满足中间条件，控制所述微波源集合停止工作；控制远程自动门开启，夹具夹住所述装有物料的容器后，控制机器手的转轴旋转180°，将物料进行上下翻转；控制远程自动门关闭，控制所述微波源集合中的部分微波源启动，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti；如果满足干燥结束条件，控制所述微波源集合停止工作，记录干燥完成时间tend，获取最终物料重量Wend。可选地，所述微波源集合包括四个微波源，四个微波源呈2阶矩阵式分布，则所述控制单元被进一步配置为执行下述程序步骤：在初始时间t0，控制微波源集合中的四个微波源启动，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；以及，在物料上下翻转完成后，控制远程自动门关闭，控制所述微波源集合中对角的两个微波源启动，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti。由以上技术方案可知，本申请提供的一种烧结燃料厚料层微波干燥方法及装置，在微波干燥过程中，每单位时间获取一次物料重量Wi，再结合物料初始重量W0，即可计算出物料干燥速率DRi，当满足DRi＜DRi-1＜DRi-2时，物料干燥过程进入降速干燥阶段，根据烧结燃料的水分特性一般在7-15％，当物料初次失水率M0大于5％时，内部水分向外扩散的阻力较大，导致干燥效率下降，此时，使微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转，使得燃料的内部高水分颗粒转移运动至表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结燃料厚料层微波干燥方法，其特征在于，包括：获取物料初始重量W0，设定和记录初始时间t0；在初始时间t0，启动微波源集合中的全部微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转；启动所述微波源集合中的部分微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti；如果满足干燥结束条件，所述微波源集合停止工作，记录干燥完成时间tend，获取最终物料重量Wend。

【技术特征摘要】
1.一种烧结燃料厚料层微波干燥方法，其特征在于，包括：获取物料初始重量W0，设定和记录初始时间t0；在初始时间t0，启动微波源集合中的全部微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi；如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转；启动所述微波源集合中的部分微波源，每单位时间获取一次干燥后的物料重量Wi和物料温度Ti；如果满足干燥结束条件，所述微波源集合停止工作，记录干燥完成时间tend，获取最终物料重量Wend。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述如果满足中间条件，所述微波源集合停止工作，将物料进行上下翻转的步骤之前，所述方法还包括：根据所述物料初始重量W0和所述干燥后的物料重量Wi，按照以下公式计算物料干燥速率DRi和物料初次失水率M0：DRi＝(Wi-1-Wi)/W0M0＝(W0-Wi)/W0式中，Wi为第i个单位时间对应的干燥后的物料重量；Wi-1为第i-1个单位时间对应的干燥后的物料重量；W0为物料初始重量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下步骤确定是否满足中间条件：判断物料干燥速率是否满足DRi＜DRi-1＜DRi-2，以及物料初次失水率M0是否大于5％；如果物料干燥速率满足DRi＜DRi-1＜DRi-2，同时，物料初次失水率M0大于5％，则满足中间条件。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断物料温度Ti是否大于250℃；如果物料温度Ti大于250℃，则满足干燥结束条件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断满足物料温度Ti是否大于220℃，以及相邻物料温度差Td是否大于10℃；其中，Td＝Ti-Ti-1；如果物料温度Ti大于220℃，同时，相邻物料温度差Td大于10℃，则满足干燥结束条件。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断物料温度Ti是否大于220℃，以及物料干燥速率DRi是否小于0.01％；如果物料温度Ti大于220℃，同时，物料干燥速率DRi小于0.01％，则满足干燥结束条件。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下步骤确定是否满足干燥结束条件：判断当...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗平，胡兵，李曦，曾辉，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43