一种高温混合颗粒余热回收与筛分一体化装置及方法

技术领域

本发明属于气固流化床及换热器技术领域，涉及一种高温混合颗粒余热回收与筛分一体化装置及方法。

背景技术

工业生产中经常会产生大量的高温产物、副产物和废渣等，而且多以固体颗粒物的形式存在，这些颗粒物中蕴含着大量的余热资源。目前，冶金、建材等行业每年产生的高温固体散料超过45亿吨，所蕴含的余热资源量折合标准煤超过1亿吨。工业生产中大部分高温固体散料大多属于宽粒径分布的颗粒混合物，其密度变化范围大、粒径覆盖范围广(一般为μm～mm级)。不同粒径的颗粒物性差异大，其换热系数、换热规律也有所不同，存在余热回收难度大、效率低的显著问题。

颗粒的余热回收主要基于颗粒换热器实现。根据颗粒流动状态，颗粒换热器可分为固定床、移动床和流化床等形式。流化床换热器利用气体使固体颗粒流态化，增加了颗粒的流动性，从而显著提高了颗粒侧的传热系数，使高温颗粒能够快速、高效的释放热量。工业上高温固体散料主要包括烧结矿、水泥、钒钛渣、团料、焦炭等，均具有宽粒径分布的特点，其中，粒径分布范围为0.1～20mm的高温散料最为常见。不同粒径的颗粒在流化床中的停留时间不同、与传热流体的换热能力也不同。此外，宽筛分颗粒在流化过程中容易发生分离现象，流化质量明显恶化；不同颗粒相之间、颗粒相与壁面之间还可形成结块，阻塞气固流道，从而影响流化过程的稳定性和均匀性。因此，对宽筛分颗粒进行余热回收之前，有必要先对混合物料进行筛分。筛分后的粒径范围可依据颗粒用途予以确定，通常分为以下5级：粉砂(<0.125mm)、细砂(0.125～0.25mm)、中砂(0.25～0.5mm)、粗砂(0.5～1mm)和极粗砂(1～2mm)等。在现有颗粒筛分技术中，采用筛网、振动筛等对颗粒进行筛分为主流方案。采用此类方法虽然筛分精度较高、操作相对简单方便，但存在筛板易堵塞、筛分不连续、效率低等问题。

目前，混合物料筛分与颗粒余热回收仍分属两个独立的技术领域，鲜有将两者集成于同一套装置的技术方案见诸报道。若能将颗粒筛分与余热回收两个不同过程集成于一套系统中，则既可有效降低上述过程的能量损失，也能够显著降低装置的生产与运维成本。

专利CN108662923A公开了一种针对高温宽筛分粒径散料进行余热回收的装置，利用“条缕状”筛板对不同粒径的颗粒进行筛分，利用不同管径的内埋管对筛分后的颗粒进行余热回收。此技术方案存在以下三个问题：(1)筛分过程筛板易堵塞，采用机械振动装置则又使系统能耗、成本及运行控制难度增加；(2)筛板尺寸固定，只能对具有特定粒径分布和密度分布的混合颗粒进行筛分，缺乏灵活性；(3)利用移动床对筛分后的颗粒余热进行回收，颗粒相与内埋管壁面传热系数低，导致传热面积显著增大，降低了余热回收过程的经济性。因此，亟需一种针对高温宽筛分粒径散料有效筛分及余热回收的一体化装置及方法，以解决现有技术的不足。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种高温混合颗粒余热回收与筛分一体化装置及方法，该装置能够将宽筛分粒径颗粒筛分与高温颗粒余热回收两个独立功能集成于一套设备中，不仅能对不同粒径的颗粒进行高效余热回收，还可方便地对余热回收后的颗粒进行分类利用，具有更小的能量损失以及更低的设备生产与运维成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高温混合颗粒余热回收与筛分一体化装置，包括筛分本体，筛分本体内空腔由下向上依次相连通的配气段、流化段、分选段和出口段；

流化段包括多个流化仓室，其中，流化仓室底部设置有分布板，顶部设置有V型筛板，流化仓室为多个独立的流化仓室，并且相邻设置；每个流化仓室内设置有若干换热管；

分选段包括设置在筛分本体上的颗粒入口管，颗粒入口管下方设置喷嘴阵列。

进一步的，配气段包括若干气室，其中，每个气室底端开设有流化风入口，流化风入口处设置有流化风调节阀。

进一步的，气室呈倒锥形结构。

进一步的，每个流化仓室底部设置有颗粒出口。

进一步的，颗粒入口管倾斜设置，颗粒入口管的出口上方设置有扰流板。

进一步的，颗粒入口管内末端设置有转辊。

进一步的，转辊为圆柱形结构；转辊上等角度间隔安装一组刮片；转辊连接有变频电机相连。

进一步的，流化仓室的宽度通过以下过程确定：

流化仓室为4个，沿颗粒运行方向分别为第一流化仓室、第二流化仓室、第三流化仓室与第四流化仓室；

混合颗粒筛分为4个粒径等级，d

当d

进一步的，每个流化仓室的V型筛板距离颗粒入口管的高度通过以下过程确定：

通过下面公式分别计算第一粒径等级颗粒、第二粒径等级颗粒、第三粒径等级颗粒与第四粒径等级颗粒的水平位移；

其中，S

将第一粒径等级颗粒的水平位移与第一流化仓室的宽度、第二粒径等级颗粒的水平位移与第二流化仓室的宽度以及第三粒径等级颗粒的水平位移与第三流化仓室的宽度进行比较，若第一粒径等级颗粒的水平位移与第一流化仓室的宽度、第二粒径等级颗粒的水平位移与第二流化仓室的宽度以及第三粒径等级颗粒的水平位移与第三流化仓室的宽度均不相等，则调整喷气速度和流量以改变作用于颗粒上力的大小，并重新计算第一粒径等级颗粒、第二粒径等级颗粒、第三粒径等级颗粒的水平位移，直至第一粒径等级颗粒的水平位移等于第一流化仓室的宽度，第二粒径等级颗粒的水平位移等于第二流化仓室的宽度，第三粒径等级颗粒的水平位移等于第三流化仓室的宽度。

一种基于如上所述的流态化高温混合颗粒余热回收及筛分装置的余热回收及筛分方法，包括以下步骤：

通过喷嘴阵列将干燥热空气喷入流化仓室，将颗粒通过颗粒入口管均匀的流入分选段，进入分选段的颗粒薄层在喷嘴阵列喷出的水平射流作用下进行筛分，粒径或密度最大的颗粒落入紧靠颗粒入口管的流化仓室；颗粒经分选段筛分为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与流化仓室内的换热管进行热交换，完成余热回收。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明通过将宽筛分粒径颗粒筛分与高温颗粒余热回收两个独立功能集成于一套设备中，不仅能对不同粒径的颗粒进行高效余热回收，还可方便地对余热回收后的颗粒进行分类利用，相较当前主流的非集成式技术方案，本发明具有更小的能量损失以及更低的设备生产与运维成本。引入流态化技术进行余热回收，并依据颗粒粒径分布与密度特点设置若干独立的流化仓室，各仓室采用优化的流化风速及换热管尺寸，可最大程度地降低流化过程能耗、提升颗粒-管壁传热系数，从而进一步提升一体化装置的经济性。通过设置V型筛板，可提升颗粒分布的均匀性，并减小流化风对分选过程的影响。

进一步的，转辊速度大小、喷嘴阵列喷气速度及各腔室流化风速均可依据来流颗粒混合物的粒径分布及密度分布特征进行调节，操作灵活，适应性强。

进一步的，颗粒入口管末端设有一带刮片的转辊机构，利用旋转刮削作用形成颗粒薄层，可有效提升基于水平射流作用的混合颗粒筛分效率。

进一步的，通过设置扰流板，可防止颗粒短路。通过设置扰流板与V型筛板，这些特殊结构设计，为一体化装置的稳定、高效运行提供保障。

本发明中颗粒经分选段筛分为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与流化仓室内的换热管进行热交换，完成余热回收，同时实现了不同高温宽筛分粒径散料的筛分，并且筛分效率高。

附图说明

图1为本发明的一种流态化高温混合颗粒一体化余热回收及筛分装置的结构示意图。

图2为各流化仓室分布板俯视图。

图3为V型筛板俯视图。

图4为转辊12及刮片机构的正视图和轴测图。其中，(a)为正视图，(b)为轴测图。

其中：1-流化风入口，2-流化风调节阀，3-风室，4-配气段，5-流化段，6-V型筛板，7-小颗粒运动轨迹，8-分选段，9-出口段，10-混合气体出口，11-扰流板，12-转辊，13-颗粒入口，14-喷嘴风量调节阀，15-喷嘴阵列，16-大颗粒运动轨迹，17-筛孔，18-换热管，19-分布板，20-颗粒出口，21-分布板孔，22-电机，23-刮片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

参见图1-图4，本发明的一种高温混合颗粒余热回收与筛分一体化装置，包括筛分本体，筛分本体内空腔由下向上依次相连通的配气段4、流化段5、分选段8和出口段9。筛分本体顶部设置有若干混合气体出口10。

配气段4位于装置底部，包括流化风入口1、流化风调节阀2和若干气室3，其中，每个气室3底端开设有流化风入口1，流化风入口1处设置有流化风调节阀2。利用流化风调节阀2控制进入各气室3的流化风量及风速大小，气室3呈倒锥形结构，其作用是使流化风均匀分布。

参见图2和图3，流化段5位于配气段4上方(分布板19至V型筛板6之间区域)，通过分布板19与配气段4分隔开，主要包括分布板19、流化仓室、颗粒出口20、换热管18、V型筛板6等结构。其中，流化仓室为多个独立的流化仓室，并且相邻设置。沿水平方向，流化仓室的宽度依次增大。参见图2，分布板19上开设有若干分布板孔21。

每个仓室具有特定的高度和宽度，需要根据不同颗粒的运动轨迹变化范围进行设计，以使不同粒径和密度的颗粒能够准确落入各自的目标仓室。一般来说，粒径大、密度大的颗粒总是落入靠近颗粒入口管13的流化仓室，随着颗粒粒径或密度的下降，颗粒沿水平方向运动距离增加，倾向于落入远离颗粒出口20的其他仓室。参见图3，各仓室上部设有V型筛板6，V型筛板6的筛孔17尺寸根据所在流化仓室的目标颗粒粒径设置，V型筛板6可在确保颗粒顺利下落的同时减小流化风对筛板上方分选过程的影响，筛板采用V型结构还可提高下落颗粒分布均匀性。每个流化仓室内设置有若干换热管18，每个流化仓室内的若干换热管18串联，相邻流化仓室内的换热管并联。换热管的数量根据各仓室设计换热负荷确定，为了提高颗粒-管壁之间的传热系数，随着颗粒粒径的下降，换热管18管径也相应下降，故不同流化仓室内换热管束的管径不同。换热管18中的换热工质可以根据颗粒温度的高低进行选择，如颗粒温度较高时，换热流体可采用超临界二氧化碳，温度较低时可采用水、导热油或有机工质。

分选段8位于流化段5上方(V型筛板6与扰流板11之间区域)，通过V型筛板6与流化段5分隔开，主要包括颗粒入口管13、转辊12、喷嘴阵列15和扰流板11，喷嘴阵列15上游的喷嘴风量调节阀14。颗粒入口管具有一定倾角，方便颗粒依靠重力作用下落，颗粒入口管倾角应固定，调节转辊速度大小来调节颗粒的初始速度；参见图4中(a)和(b)，转辊12位于颗粒进口管末端，为圆柱形结构，其上等角度间隔安装一组刮片23，刮片23顶部与颗粒进口管管壁保持微小间隙(根据最大颗粒粒径确定)，转辊12带动刮片23转动，利用旋转刮削作用形成颗粒薄层，离开进口管的薄层颗粒以类似瀑布的形式流入分选区，通过削减颗粒层厚度，可有效降低分选过程中颗粒之间的相互碰撞与干扰，改善分选效果；转辊12外端通过轴与变频电机22相连，通过调节电机22频率控制转辊12转向和转速。转辊速度可根据宽筛分颗粒物料的粒径与密度分布变化进行调节。喷嘴阵列15位于颗粒入口管13下方，由多个高速气体喷嘴组成，喷嘴喷出的高速气流均匀作用在下降的颗粒薄层上，但由于颗粒的粒径与密度不同，受气流作用后形成的水平方向的加速度也有所差异，一般而言，大粒径或高密度的颗粒因水平方向加速度小而落入靠近颗粒入口的流化仓室，小粒径或低密度的颗粒因水平方向加速度大，可落入远离颗粒入口的流化仓室，从而实现混合颗粒的有效筛分；喷气速度和流量可依据混合颗粒的粒径分布与密度分布进行调整，以保证所有颗粒都能准确落入目标仓室。扰流板11位于分选段8顶部、颗粒入口上方，其作用主要是为了防止颗粒被喷嘴喷出的气体直接带离，造成颗粒短路。

流化仓室的宽度通过以下过程确定：

(1)根据混合颗粒中不同颗粒的尺寸与密度大小计算出相应的颗粒质量。假设需要将

混合颗粒筛分为4个粒径等级，d

根据各粒径颗粒的密度计算相应的第一颗粒质量、第二颗粒质量与第三颗粒质量，分别用m

(2)根据场地及热负荷约束，确定各流化仓室轴向(宽度方向)总尺寸，并根据设计粒径确定各仓室宽度的大致比例。流化仓室为4个，沿颗粒运行方向分别为第一流化仓室、第二流化仓室、第三流化仓室与第四流化仓室，即靠近流化风入口1的为第一流化仓室，第一流化仓室的宽度为L

(3)根据各流化仓室初始设计尺寸，调整喷嘴阵列15喷气的速度与流量，为简化分析，假设气流作用在第一粒径等级颗粒、第二粒径等级颗粒与第三粒径等级颗粒上的力分别为F

(4)设计合适的流化仓室高度，以使各颗粒的运动轨迹能够落入目标流化仓室范围内。假设第一流化仓室、第二流化仓室、第三流化仓室与第四流化仓室顶部V型筛板距离颗粒入口管的高度分别为H

(5)将计算得到的水平位移S

出口段9位于一体化装置的顶部，通过扰流板11与分选段8相隔开，主要用于流化风的收集与导出，为减少仓室之间流化风的相互干扰，每个流化仓室单独开设流化风出口。

一种基于如上所述装置的高温混合颗粒余热回收与筛分方法，包括以下步骤：

(1)打开风机和气体加热装置，将具有一定温度的干燥热空气分别引至配气段4和喷嘴阵列15，调节各流化仓室的流化风量至预设值，调节喷嘴上游控制阀开度使喷气速度达到预设值；

(2)设置颗粒入口管初始倾角，打开颗粒入口管13上游的阀门，颗粒在倾斜入口管内依靠重力下降，调节变频电机22频率设置转辊12转速，使得颗粒薄层均匀平缓地流入分选段7，形成降瀑；

(3)进入分选段7的颗粒薄层在喷嘴阵列15喷出的水平射流作用下进行筛分，粒径/密度最大的颗粒落入紧靠颗粒入口处的流化仓室，距离颗粒入口越远的流化仓室，落入其中的颗粒粒径/密度也就越小；

(4)颗粒经分选段8筛分为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板6均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与仓室内的换热管18进行热交换，完成余热回收；

(5)随着换热过程的持续，颗粒温度逐渐降低，待颗粒温度降至下限温度时，打开各流化仓室颗粒出口20处阀门，将低温颗粒排出系统，并对不同粒径的颗粒分别进行回收利用；

当来流颗粒的密度因生产工艺等原因发生变化时，需要调节喷嘴气速或转辊速度，以保证颗粒能够准确落入目标流化仓室，具体操作为：当颗粒质量增大时(如密度不变粒径增大，或粒径不变密度增大)，需要增加喷气速度，以使颗粒水平方向运动的加速度增加，以防因颗粒质量增加导致水平移动距离不足而无法有效筛分；必要时，降低转辊速度，从而增加颗粒下落时间及水平方向初速度。当颗粒质量减小时(如密度不变粒径减小，或粒径不变密度减小)，需要减小喷气速度，以降低颗粒在气流作用下的初始水平方向加速度，以防因颗粒质量减小导致水平运动距离过大而无法有效筛分；必要时，也可配合增加转辊速度，从而降低颗粒下落时间及水平方向初速度。

在换热过程中，由于各仓室的颗粒粒径不等，所需流化风速亦不相同，因而需要通过控制各仓室流化风入口阀门开度来调节流化风量与风速。

在上述过程中，经过换热的流化风从所述混合气体出口10流出，进入旋风分离器完成颗粒与气体分流，分离后的气体与低温新风相混合，以提升入口流化风的平均温度，从而减小系统能耗。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1所示，本发明给出四个具体实施例，分别对应不同质量(相同粒径不同密度)的颗粒及其调节方法。本发明分选的颗粒粒径范围是给定的，主要分为4个等级：d≥2mm，1mm≤d<2mm，0.5mm≤d<1mm，d<0.5mm。

实施例1：(基础设计方案)

假设第四粒径等级颗粒的下限粒径为0.3mm，即第四粒径等级颗粒的粒径范围为0.3mm≤d<0.5mm。颗粒密度为2500kg/m

颗粒的相关参数如表1所示：

表1实施例1中颗粒的相关参数

高温混合颗粒余热回收与筛分方法，包括以下步骤：

(1)打开风机和气体加热装置，将具有一定温度的干燥热空气从流化风入口1依次经过风室3、分布板19后流入各仓室，流入各仓室风量的大小可通过流化风调节阀2进行控制，使其达到预设值；

(2)打开喷嘴阵列15上游的喷嘴风量调节阀14，将加热后的干燥热空气从喷嘴阵列15喷入分选段8，控制风量的大小使其作用在粒径为2mm、1mm、0.5mm、0.3mm颗粒上的力分别达到2×10

(3)通过变频电机22控制转辊12转速，使颗粒以较低的初始速度进入分选段8。打开颗粒入口管13上游的阀门，通过转辊12的作用，使得颗粒薄层均匀平缓地流入分选段8，形成降瀑。

(4)当颗粒流入分选段8后，颗粒在气流的作用下发生分离，粒径d≥2mm的颗粒落入流化仓室I，其运动轨迹大概如图1中大颗粒运行轨迹16所示，粒径1≤d<2mm的颗粒落入流化仓室II，粒径0.5≤d<1mm的颗粒落入流化仓室III，粒径0.3mm≤d<0.5mm的颗粒落入流化仓室IV，其运动轨迹大致如图1中小颗粒运行轨迹7所示，在分选过程中，扰流板11的作用是为了防止颗粒被喷嘴喷出的气体直接带出，避免造成短路现象。

(5)颗粒经分选段8分选为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板6从筛孔17均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与仓室内的换热管18进行热交换，完成余热回收；

(6)随着换热过程的持续，颗粒温度逐渐降低，待颗粒温度降至下限温度时，打开各流化仓室颗粒出口20的阀门，将低温颗粒排出系统，并对不同粒径的颗粒分别进行回收利用；

(7)在上述过程中，经过换热的流化风从所述混合气体出口10流出，进入旋风分离器完成颗粒与气体分流，分离后的气体经过过滤净化、冷却降温后，经引风机与另一路低温新风混合，提升进入换热器前流化风的平均温度，可以起到能量回收利用、减小能耗的作用。

(8)在换热过程中，由于各仓室的颗粒粒径不等，所需流化风速亦不相同，因而需要通过控制各仓室的入口的流化风调节阀2开度来调节流化风量与风速。其中，由于仓室I、仓室II、仓室III、仓室IV中颗粒粒径依次减小，所以其所需的流化风量也依次减小，仓室I所需的流化风量最大，仓室IV所需的流化风量最小。

实施例2

当颗粒密度变大时，假设从2500kg/m

颗粒的相关参数如表2所示：

表2实施例2中颗粒的相关参数

高温混合颗粒余热回收与筛分方法，包括以下步骤：

(1)打开风机和气体加热装置，将具有一定温度的干燥热空气从流化风入口1依次经过风室3、分布板19后流入各仓室，流入各仓室风量的大小可通过流化风调节阀2进行控制，使其达到预设值；

(2)打开喷嘴阵列15上游的控制阀门14，将加热后的干燥热空气从喷嘴阵列15喷入分选段8，控制风量的大小使其作用在粒径为2mm、1mm、0.5mm、0.3mm颗粒上的力分别达到2×10

(3)通过变频电机22控制转辊12转速，使颗粒以较低的初始速度进入分选段8。打开颗粒入口管13上游的阀门，通过转辊12的作用，使得颗粒薄层均匀平缓地流入分选段8，形成降瀑；

(4)当颗粒流入分选段8后，颗粒在气流的作用下发生分离，粒径d≥2mm的颗粒落入流化仓室I，其运动轨迹大概如图1中大颗粒运行轨迹16所示，粒径1≤d<2mm的颗粒落入流化仓室II，粒径0.5≤d<1mm的颗粒落入流化仓室III，粒径0.3≤d<0.5mm的颗粒落入流化仓室IV，其运动轨迹大致如图1中小颗粒运行轨迹7所示，在分选过程中，扰流板10的作用是为了防止颗粒被喷嘴喷出的气体直接带出，避免造成短路现象。

(5)颗粒经分选段8分选为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板6从筛孔17均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与仓室内的换热管18进行热交换，完成余热回收；

(6)随着换热过程的持续，颗粒温度逐渐降低，待颗粒温度降至下限温度时，打开各流化仓室颗粒出口20的阀门，将低温颗粒排出系统，并对不同粒径的颗粒分别进行回收利用；

(7)在上述过程中，经过换热的流化风从所述混合气体出口10流出，进入旋风分离器完成颗粒与气体分流，分离后的气体经过过滤净化、冷却降温后，经引风机与另一路低温新风混合，提升进入换热器前流化风的平均温度，可以起到能量回收利用、减小能耗的作用。

(8)在换热过程中，由于各仓室的颗粒粒径不等，所需流化风速亦不相同，因而需要通过控制各仓室的入口的流化风调节阀2开度来调节流化风量与风速。其中，由于仓室I、仓室II、仓室III、仓室IV中颗粒粒径依次减小，所以其所需的流化风量也依次减小，仓室I所需的流化风量最大，仓室IV所需的流化风量最小。

实施例3

当颗粒密度变小时，假设从2500kg/m

调节喷嘴风量的大小，使其作用在颗粒上的作用力分别达到1.6×10

颗粒的相关参数如表3所示：

表3实施例1中颗粒的相关参数

高温混合颗粒余热回收与筛分方法，包括以下步骤：

(1)打开风机和气体加热装置，将具有一定温度的干燥热空气从流化风入口1依次经过风室3、分布板19后流入各仓室，流入各仓室风量的大小可通过流化风调节阀2进行控制，使其达到预设值；

(2)打开喷嘴阵列15上游的控制阀门14，将加热后的干燥热空气从喷嘴阵列喷入分选段8，控制风量的大小使其作用在粒径为2mm、1mm、0.5mm、0.3mm颗粒上的力分别达到1.6×10

(3)通过变频电机22控制转辊12转速，使颗粒以较低的初始速度进入分选段。打开颗粒入口管13上游的阀门，通过转辊12的作用，使得颗粒薄层均匀平缓地流入分选段，形成降瀑；

(4)当颗粒流入分选段后，颗粒在气流的作用下发生分离，粒径d≥2mm的颗粒落入流化仓室I，其运动轨迹大概如图1中大颗粒运行轨迹16所示，粒径1≤d<2mm的颗粒落入流化仓室II，粒径0.5≤d<1mm的颗粒落入流化仓室III，粒径0.3≤d<0.5mm的颗粒落入流化仓室IV，其运动轨迹大致如图1中小颗粒运行轨迹7所示，在分选过程中，扰流板10的作用是为了防止颗粒被喷嘴喷出的气体直接带出，避免造成短路现象。

(5)颗粒经分选段分选为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板6从筛孔17均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与仓室内的换热管18进行热交换，完成余热回收；

(6)随着换热过程的持续，颗粒温度逐渐降低，待颗粒温度降至下限温度时，打开各流化仓室颗粒出口20的阀门，将低温颗粒排出系统，并对不同粒径的颗粒分别进行回收利用；

(7)在上述过程中，经过换热的流化风从所述混合气体出口10流出，进入旋风分离器完成颗粒与气体分流，分离后的气体经过过滤净化、冷却降温后，经引风机与另一路低温新风混合，提升进入换热器前流化风的平均温度，可以起到能量回收利用、减小能耗的作用。

(8)在换热过程中，由于各仓室的颗粒粒径不等，所需流化风速亦不相同，因而需要通过控制各仓室的入口的流化风调节阀2开度来调节流化风量与风速。其中，由于仓室I、仓室II、仓室III、仓室IV中颗粒粒径依次减小，所以其所需的流化风量也依次减小，仓室I所需的流化风量最大，仓室IV所需的流化风量最小。

实施例4

当颗粒密度变小时，假设从2500kg/m

调节喷嘴风量的大小，使其作用在颗粒上的作用力分别达到1.2×10

颗粒的相关参数如表4所示：

表4实施例4中颗粒的相关参数

其实施方式为：

(1)打开风机和气体加热装置，将具有一定温度的干燥热空气从流化风入口1依次经过风室3、分布板19后流入各仓室，流入各仓室风量的大小可通过流化风调节阀2进行控制，使其达到预设值；

(2)打开喷嘴阵列15上游的控制阀门14，将加热后的干燥热空气从喷嘴阵列喷入分选段8，控制风量的大小使其作用在粒径为2mm、1mm、0.5mm、0.3mm颗粒上的力分别达到1.2×10

(3)通过变频电机22控制转辊12转速，使颗粒以0.07m/s的初始速度进入分选段。打开颗粒入口管13上游的阀门，通过转辊12的作用，使得颗粒薄层均匀平缓地流入分选段，形成降瀑；

(4)当颗粒流入分选段后，颗粒在气流的作用下发生分离，粒径d≥2mm的颗粒落入流化仓室I，其运动轨迹大概如图1中大颗粒运行轨迹16所示，粒径1≤d<2mm的颗粒落入流化仓室II，粒径0.5≤d<1mm的颗粒落入流化仓室III，粒径0.3≤d<0.5mm的颗粒落入流化仓室IV，其运动轨迹大致如图1中小颗粒运行轨迹7所示，在分选过程中，扰流板10的作用是为了防止颗粒被喷嘴喷出的气体直接带出，避免造成短路现象。

(5)颗粒经分选段分选为不同粒径的颗粒，然后经过V型筛板6从筛孔17均匀流入各流化仓室，并在流化风的作用下实现完全流化，流化过程中与仓室内的换热管18进行热交换，完成余热回收；

(6)随着换热过程的持续，颗粒温度逐渐降低，待颗粒温度降至下限温度时，打开各流化仓室颗粒出口20的阀门，将低温颗粒排出系统，并对不同粒径的颗粒分别进行回收利用；

(7)在上述过程中，经过换热的流化风从所述混合气体出口10流出，进入旋风分离器完成颗粒与气体分流，分离后的气体经过过滤净化、冷却降温后，经引风机与另一路低温新风混合，提升进入换热器前流化风的平均温度，可以起到能量回收利用、减小能耗的作用。

(8)在换热过程中，由于各仓室的颗粒粒径不等，所需流化风速亦不相同，因而需要通过控制各仓室的入口的流化风调节阀2开度来调节流化风量与风速。其中，由于仓室I、仓室II、仓室III、仓室IV中颗粒粒径依次减小，所以其所需的流化风量也依次减小，仓室I所需的流化风量最大，仓室IV所需的流化风量最小。