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CN116814975A - 一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置 - Google Patents

一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置 Download PDF

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CN116814975A
CN116814975A CN202311019211.5A CN202311019211A CN116814975A CN 116814975 A CN116814975 A CN 116814975A CN 202311019211 A CN202311019211 A CN 202311019211A CN 116814975 A CN116814975 A CN 116814975A
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CN
China
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pulverized coal
pipe
reduction furnace
heat exchange
metering device
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311019211.5A
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English (en)
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蔡炳龙
王敏
肖小军
蔡学文
张良华
程荣亮
曹雷斌
彭德胜
董继阳
黎志良
胡文华
彭正飞
吴文斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Jinde Lead Industry Co ltd
Original Assignee
Jiangxi Jinde Lead Industry Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置，包括还原炉和煤粉喷吹计量装置；所述煤粉喷吹计量装置的出料端与还原炉的顶端连接用于向还原炉内吹喷煤粉；所述还原炉内从上到下安装有多个侧吹喷嘴，且所述还原炉的顶部设有排烟管，还包括用于向侧吹喷嘴提供保护氮气的供气机构；且所述供气机构与导气管与侧向吹嘴连接，且所述导气管与排烟管之间设有热交换机构，所述热交换机构用于与对导气管内的气体进行加热；所述侧吹喷嘴经拆卸机构设置在还原炉上；本发明进入到还原炉内的氮气具有较高的初始温度，这样降低废气带走还原炉内的热量，这样降低还原炉的能耗。

Description

一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置
技术领域
本发明涉及还原炉相关技术领域，具体为一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置。
背景技术
相比于采用固-固还原或气-固还原从金属氧化物生产金属的方法，渣浴碳热还原受益于熔渣中固体碳对熔融金属氧化物的固-液还原，并受益于渣浴的超大反应界面，使得反应效率得到极大提高。同时，由于渣浴碳热还原是在熔渣池中进行，反应动力学条件良好，且可一步制得液态金属，具有工艺简单、还原率高等优点，被广泛应用于原生金属矿物及冶金二次资源中有价金属的提炼。但渣浴碳热还原工艺仍存在以下问题。金属氧化物的碳热还原反应为吸热反应，需要消耗大量热量。而现有在的在碳热还原反应中会产生大量的高温气体，而现有的还原炉是将高温气体送入到别的设备内进行余热回收，而在还原炉通入气体时，因为气体为常温气体，这样会将还原炉的内的热量带走，还原炉温度会逐渐下降，这样需要进行加热来保持稳定而增大还原炉的能耗。
在向还原炉内添加煤粉的大多采用的是喷吹罐系统进行喷吹加煤的，其中因为气体流速较快，并渗杂着大量煤粉，煤粉容易与阀门以及管道造成碰撞，容易使得管道以及阀门造成磨损，减少阀门及管道寿命。并且现有的喷出罐系统是通过调节气量的大小来控制喷吹量，此种工艺方式的缺点是很容易造成喷吹量的不均匀，喷吹管易堵塞，造成窑膛内燃烧不均匀，且操作不便的缺陷。因此本发明提供一种原生铅精矿利用侧吹还原炉及煤粉喷吹计量装置。
发明内容
为解决现有技术存在现有的还原炉是将高温气体送入到别的设备内进行余热回收，而在还原炉通入气体时，因为气体为常温气体，这样会将还原炉的内的热量带走，还原炉温度会逐渐下降，这样需要进行加热来保持稳定而增大还原炉的能耗的缺陷，本发明提供一种原生铅精矿利用侧吹还原炉；另外因为气体流速较快，并渗杂着大量煤粉，煤粉容易与阀门以及管道造成碰撞，容易使得管道以及阀门造成磨损，减少阀门及管道寿命。并且现有的喷出罐系统是通过调节气量的大小来控制控制喷吹量，此种工艺方式的缺点是很容易造成喷吹量的不均匀，喷吹管易堵塞，造成窑膛内燃烧不均匀，且操作不便。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，包括还原炉和煤粉喷吹计量装置；所述煤粉喷吹计量装置的出料端与还原炉的顶端连接用于向还原炉内吹喷煤粉；所述还原炉内从上到下安装有多个侧吹喷嘴，且所述还原炉的顶部设有排烟管，还包括用于向侧吹喷嘴提供保护氮气的供气机构；且所述供气机构与导气管与侧向吹嘴连接，且所述导气管与排烟管之间设有热交换机构，所述热交换机构用于与对导气管内的气体进行加热；所述侧吹喷嘴经拆卸机构设置在还原炉上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述侧吹喷嘴与向还原炉呈切向倾斜设置，且多个侧吹喷嘴的朝向一致。
作为本发明的一种优选技术方案，所述拆卸机构包括设置在还原炉上的安装口，且所述安装口的内侧设置有由耐高温陶瓷板构成的包边；且所述侧吹喷嘴上设置有用于安装在安装口内的安装块，且所述安装块上设有与设有阶梯型密封台阶，包边的内部上设有与阶梯型密封台阶相配合的密封槽，且所述安装块是有耐高温陶瓷制成的，所述侧吹喷嘴也是由耐高温陶瓷材料制成的且与安装块一体成型；且所述还原炉上设有对安装口内的安装块进行固定的固定机构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述热交换机构包括换热壳体，换热壳体的内部设有螺旋设置的换热管；且所述换热壳体上设有与换热壳体连通的进气管以及出气管，且所述换热管串联在导气管上，且所述进气管与还原炉上的排烟管连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述换热壳体的内部上设有陶瓷隔热板。
一种煤粉喷吹计量装置，应用于上述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉中，包括经支架设置在还原炉顶部的称重模块，且所述称重模块上设有用于对煤粉进行缓存的称重罐，所述称重罐的底部设有排料管，所述还原炉上设有进料管，且所述排料管内设有用于向进料管内添加煤粉的煤粉添加机构，且所述进料管上设有用于煤粉添加机构所添加的煤粉进行气喷的吹嘴，且所述吹嘴经输气管与供气机构连接，所述输气管上设有脉冲阀；所述进料管的底部设有伸入到熔融液内的喷煤管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述煤粉添加机构包括设置在进料管底部的且截面为圆形的送料腔，所述送料腔内设有沿送料腔转动的送料圆盘，且所述送料圆盘上设有多个定量凹槽，且所述送料腔的内壁表面设有用于对送料圆盘与送料腔的内壁进行密封的橡胶密封层，所述排料管的底部经软连接有缓料斗，且所述缓料斗的底部设有横向设置的且与进料管连接的喷管，且所述吹嘴设置在喷管的端部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述缓料斗的内部设有用于对煤粉进行加热的余热加热机构，且所述余热加热机构包括设置在缓料斗内的换热螺旋管，且所述换热螺旋管的一端与排烟管道连接，且所述换热螺旋管的另一端与废气处理装置连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述缓料斗内设有用于对定量凹槽以及对换热螺旋管进行吹扫的吹嘴，且所述吹嘴与供气机构连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述称重罐内通入有氮气保护气体。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过在还原炉内从上到下安装有多个侧向倾斜设置侧吹喷嘴，且所述侧吹喷嘴的朝向一致，这样在向还原炉中通入氮气的时候，这样会使得还原炉处于流动状态，从而起到了搅拌的作用，从而使得煤粉与熔融液能够充分的混合接触，其中通过在导气管与排烟管之间设有热交换机构，所述热交换机构用于与对导气管内的气体进行加热，这样使得进入到还原炉内的氮气具有较高的初始温度，这样降低废气带走还原炉内的热量，这样降低还原炉的能耗；其中在还原炉上设置热交换机构，这样无需长管对废气进行输送，从而降低了废气热量的损耗，使得废气在换热的过程中具有较好的换热效果，并且对高温废气也起到了初步的降温，而便于后续对废气进行处理。
2、本发明中通过在设置直线型的且串联在导气管上的换热管，其中换热管与供气机构连接，这样直线型的有效降低了阻力，换热壳体的内部上设有陶瓷隔热板。这样避免高温的烟气对换热壳体造成损伤，并且起到了隔热保温的作用，降低热损耗。
3、本发明中所述侧吹喷嘴经拆卸机构设置在还原炉上，其中安装口的内侧设置有由耐高温陶瓷板构成的包边，这样避免熔融液对安装口的侧边造成侵蚀；并且通孔对安装块的安装拆卸这样方便对损坏的侧吹喷嘴进行更换。
4、本发明中通过设置特定的煤粉喷吹计量装置来对煤粉进行计量，其中通过称重模块来对称重罐内的煤粉进行称重，其中称重罐底部的排料管是经软连接与缓料斗进行连接的，这样不会对称重罐内的物料称重造成影响；其中通过送料圆盘上的定量凹槽来完成对煤粉的工作，而定量凹槽内的煤粉则随着送料转盘的转动，则自动落入到缓料斗内，并进入到喷管内，而喷管内的高压气体则将煤炭向前输送，送入到还原炉内，这样无需经过以及管道阀门，从而避免了阀门以及管道的磨损，其中通过控制送料转盘的转动速度，则可以实现对煤粉的输送的定量控制，具有易于调节的特点。
5、本发明中还通过设置余热加热机构来对缓料斗内部的煤粉进行加热，实现对高温尾气的回收利用，同时又提高了煤粉的初始温度，而使得煤粉容易燃烧，同时又降低对还原炉的热损耗。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉的结构示意图；
图2是本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉的侧吹喷嘴的安装示意图；
图3是本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉的侧吹喷嘴布置状态示意图；
图4是本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉的余热加热机构的结构示意图；
图5是本发明一种煤粉喷吹计量装置的结构示意图；
图6是本发明一种煤粉喷吹计量装置的煤粉添加机构的结构示意图；
图7是本发明一种煤粉喷吹计量装置的吹嘴的结构示意图；
图8是本发明一种煤粉喷吹计量装置的送料圆盘的结构示意图。
图中：1、还原炉；101、侧吹喷嘴；102、导气管；
2、煤粉喷吹计量装置；201、称重罐；202、排料管；203、煤粉添加机构；204、吹嘴；205、送料腔；206、送料圆盘；207、橡胶密封层；208、缓料斗；209、进料管；210、喷管；211、脉冲阀；212、余热加热机构；213、换热螺旋管；214、软连接；215、橡胶密封层；216、清扫喷嘴。
3、供气机构；4、排烟管；5、供气机构；6、热交换机构；601、换热壳体、602、换热管；603、进气管；604、出气管；605、陶瓷隔热板；
7、安装口；8、包边；9、安装块；11、阶梯型密封台阶；12、密封槽；13、喷煤管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，包括还原炉1和煤粉喷吹计量装置2；煤粉喷吹计量装置2设置在还原炉1的顶部，所述煤粉喷吹计量装置2的出料端与还原炉1的顶端连接用于向还原炉1内吹喷煤粉；所述还原炉1内从上到下安装有多个侧吹喷嘴101，且所述还原炉1的顶部设有排烟管4，还包括用于向侧吹喷嘴101提供保护氮气的供气机构5；且所述供气机构3与导气管102与侧向吹嘴101连接，且所述导气管102与排烟管4之间设有热交换机构6，所述热交换机构6用于与对导气管102内的气体进行加热；所述侧吹喷嘴101经拆卸机构设置在还原炉1上。通过在还原炉1内从上到下安装有多个侧向倾斜设置侧吹喷嘴101，且所述侧吹喷嘴101的朝向一致，这样在向还原炉1中通入氮气的时候，这样会使得还原炉1处于流动状态，从而起到了搅拌的作用，从而使得煤粉与熔融液能够充分的混合接触，其中通过在导气管102与排烟管4之间设有热交换机构6，所述热交换机构6用于与对导气管102内的气体进行加热，这样使得进入到还原炉1内的氮气具有较高的初始温度，这样降低废气带走还原炉1内的热量，这样降低还原炉1的能耗；其中在还原炉1上设置热交换机构6，这样无需长管对废气进行输送，从而降低了废气热量的损耗，使得废气在换热的过程中具有较好的换热效果，并且对高温废气也起到了初步的降温，而便于后续对废气进行处理。
其中，所述拆卸机构包括设置在还原炉1上的安装口7，且所述安装口7的内侧设置有由耐高温陶瓷板构成的包边8；且所述侧吹喷嘴101上设置有用于安装在安装口7内的安装块9，且所述安装块9上设有与设有阶梯型密封台阶11，包边8的内部上设有与阶梯型密封台阶11相配合的密封槽12，且所述安装块9是有耐高温陶瓷制成的，所述侧吹喷嘴101也是由耐高温陶瓷材料制成的且与安装块9一体成型；且所述还原炉1上设有对安装口7内的安装块9进行固定的固定机构。其中安装口7的内侧设置有由耐高温陶瓷板构成的包边8，这样避免熔融液对安装口7的侧边造成侵蚀；并且通孔对安装块9的安装拆卸这样方便对损坏的侧吹喷嘴101进行更换。
其中，所述热交换机构6包括换热壳体601，换热壳体601的内部设有螺旋设置的换热管602；且所述换热壳体601上设有与换热壳体601连通的进气管603以及出气管604，且所述换热管串联在导气管102上，且所述进气管与还原炉1上的排烟管4连接。通过在设置直线型的且串联在导气管102上的换热管602，其中换热管602与供气机构5连接，这样直线型的有效降低了阻力，换热壳体601的内部上设有陶瓷隔热板605。这样避免高温的烟气对换热壳体601造成损伤，并且起到了隔热保温的作用，降低热损耗。
其中，一种煤粉喷吹计量装置，用于上述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉中，具体如图5、图6、图7和图8所示，包括经支架设置在还原炉顶部的称重模块，且所述称重模块上设有用于用于对煤粉进行缓存的称重罐201，所述称重罐201的底部设有排料管202，所述还原炉上设有进料管209，且所述排料管202内设有用于向进料管内添加煤粉的煤粉添加机构203，且所述进料管202上设有用于煤粉添加机构203所添加的煤粉进行气喷的吹嘴204，且所述吹嘴204经输气管与供气机构5连接，所述输气管上设有脉冲阀211。
其中，所述煤粉添加机构203包括设置在进料管202底部的且截面为圆形的送料腔205，所述送料腔205内设有沿送料腔205转动的送料圆盘206，且所述送料圆盘206上设有多个定量凹槽207，且所述送料腔205的内壁表面设有用于对送料圆盘206与送料腔205的内壁进行密封的橡胶密封层215，所述排料管202的底部经软连接214连接有缓料斗208，且所述缓料斗208的底部设有横向设置的且与进料管209连接的喷管210，且所述吹嘴204设置在喷管210的端部。通过设置特定的煤粉喷吹计量装置2来对煤粉进行计量，其中通过称重模块来对称重罐201内的煤粉进行称重，其中称重罐201底部的排料管202是经软连接与缓料斗208进行连接的，这样不会对称重罐201内的物料称重造成影响；其中通过送料圆盘206上的定量凹槽来完成对煤粉的工作，而定量凹槽内的煤粉则随着送料转盘的转动，则自动落入到缓料斗208内，并进入到喷管210内，而喷管210内的高压气体则将煤炭向前输送，送入到还原炉1内，这样无需经过以及管道阀门，从而避免了阀门以及管道的磨损，其中通过控制送料转盘的转动速度，则可以实现对煤粉的输送的定量控制，具有易于调节的特点。
其中，所述缓料斗208的内部设有用于对煤粉进行加热的余热加热机构212，且所述余热加热机构212包括设置在缓料斗208内的换热螺旋管213，且所述换热螺旋管213的一端与排烟管道4连接，且所述换热螺旋管213的另一端与废气处理装置连接。通过设置余热加热机构来对缓料斗内部的煤粉进行加热，实现对高温尾气的回收利用，同时又提高了煤粉的初始温度，而使得煤粉容易燃烧，同时又降低对还原炉的热损耗。
其中，所述缓料斗208内设有用于对定量凹槽207以及对换热螺旋管213进行吹扫的清扫喷嘴216，且所述清扫喷嘴216与供气机构5连接。这样使得不会定量凹槽207不会有残留，而便于煤粉从定量凹槽207脱落，并且通过向缓料斗208注入氮气，来打破缓料斗208气压平衡状态，从而方便缓料斗208内的煤粉进入到喷管210的内部，并且也对换热螺旋管213进行吹扫，避免煤粉附着在换热螺旋管213的表面。
所述称重罐201内通入有氮气保护气体，起到了保护的作用，避免煤粉发生起火自然的现象，确保了使用的安全性。
工作时，该种原生铅精矿利用侧吹还原炉，通过在还原炉1内从上到下安装有多个侧向倾斜设置侧吹喷嘴101，且所述侧吹喷嘴101的朝向一致，这样在向还原炉1中通入氮气的时候，这样会使得还原炉1处于流动状态，从而起到了搅拌的作用，从而使得煤粉与熔融液能够充分的混合接触，其中通过在导气管102与排烟管4之间设有热交换机构6，所述热交换机构6用于与对导气管102内的气体进行加热，这样使得进入到还原炉1内的氮气具有较高的初始温度，这样降低废气带走还原炉1内的热量，这样降低还原炉1的能耗；其中在还原炉1上设置热交换机构6，这样无需长管对废气进行输送，从而降低了废气热量的损耗，使得废气在换热的过程中具有较好的换热效果，并且对高温废气也起到了初步的降温，而便于后续对废气进行处理；
通过设置特定的煤粉喷吹计量装置2来对煤粉进行计量，其中通过称重模块来对称重罐201内的煤粉进行称重，其中称重罐201底部的排料管202是经软连接与缓料斗208进行连接的，这样不会对称重罐201内的物料称重造成影响；其中通过送料圆盘206上的定量凹槽来完成对煤粉的工作，而定量凹槽内的煤粉则随着送料转盘的转动，则自动落入到缓料斗208内，并进入到喷管210内，而喷管210内的高压气体则将煤炭向前输送，送入到还原炉1内，这样无需经过以及管道阀门，从而避免了阀门以及管道的磨损，其中通过控制送料转盘的转动速度，则可以实现对煤粉的输送的定量控制，具有易于调节的特点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，其特征在于，包括还原炉(1)和煤粉喷吹计量装置(2)；所述煤粉喷吹计量装置(2)的出料端与还原炉(1)的顶端连接用于向还原炉(1)内吹喷煤粉；所述还原炉(1)内从上到下安装有多个侧吹喷嘴(101)，且所述还原炉(1)的顶部设有排烟管(4)，还包括用于向侧吹喷嘴(101)提供保护氮气的供气机构(5)；且所述供气机构(3)与导气管(102)与侧向吹嘴(101)连接，且所述导气管(102)与排烟管(4)之间设有热交换机构(6)，所述热交换机构(6)用于与对导气管(102)内的气体进行加热；所述侧吹喷嘴(101)经拆卸机构设置在还原炉(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，其特征在于，所述侧吹喷嘴(101)与向还原炉(1)呈切向倾斜设置，且多个侧吹喷嘴(101)的朝向一致。
3.根据权利要求1所述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，其特征在于，所述拆卸机构包括设置在还原炉(1)上的安装口(7)，且所述安装口(7)的内侧设置有由耐高温陶瓷板构成的包边(8)；且所述侧吹喷嘴(101)上设置有用于安装在安装口(7)内的安装块(9)，且所述安装块(9)上设有与设有阶梯型密封台阶(11)，包边(8)的内部上设有与阶梯型密封台阶(11)相配合的密封槽(12)，且所述安装块(9)是有耐高温陶瓷制成的，所述侧吹喷嘴(101)也是由耐高温陶瓷材料制成的且与安装块(9)一体成型；且所述还原炉(1)上设有对安装口(7)内的安装块(9)进行固定的固定机构。
4.根据权利要求1所述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，其特征在于，所述热交换机构(6)包括换热壳体(601)，换热壳体(601)的内部设有螺旋设置的换热管(602)；且所述换热壳体(601)上设有与换热壳体(601)连通的进气管(603)以及出气管(604)，且所述换热管串联在导气管(102)上，且所述进气管与还原炉(1)上的排烟管(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉，其特征在于，所述换热壳体(601)的内部上设有陶瓷隔热板(605)。
6.一种煤粉喷吹计量装置，应用于如权利要求1-5任一一项所述的一种原生铅精矿利用侧吹还原炉中，其特征在于，包括经支架设置在还原炉顶部的称重模块，且所述称重模块上设有用于对煤粉进行缓存的称重罐(201)，所述称重罐(201)的底部设有排料管(202)，所述还原炉上设有进料管(209)，且所述排料管(202)内设有用于向进料管内添加煤粉的煤粉添加机构(203)，且所述进料管(202)上设有用于煤粉添加机构(203)所添加的煤粉进行气喷的吹嘴(204)，且所述吹嘴(204)经输气管与供气机构(5)连接，所述输气管上设有脉冲阀(211)；所述进料管(209)的底部设有伸入到熔融液内的喷煤管(13)。
7.根据权利要求6所述的一种煤粉喷吹计量装置，其特征在于，所述煤粉添加机构(203)包括设置在进料管(202)底部的且截面为圆形的送料腔(205)，所述送料腔(205)内设有沿送料腔(205)转动的送料圆盘(206)，且所述送料圆盘(206)上设有多个定量凹槽(207)，且所述送料腔(205)的内壁表面设有用于对送料圆盘(206)与送料腔(205)的内壁进行密封的橡胶密封层(215)，所述排料管(202)的底部经软连接(214)连接有缓料斗(208)，且所述缓料斗(208)的底部设有横向设置的且与进料管(209)连接的喷管(210)，且所述吹嘴(204)设置在喷管(210)的端部。
8.根据权利要求7所述的一种煤粉喷吹计量装置，其特征在于，所述缓料斗(208)的内部设有用于对煤粉进行加热的余热加热机构(212)，且所述余热加热机构(212)包括设置在缓料斗(208)内的换热螺旋管(213)，且所述换热螺旋管(213)的一端与排烟管道(4)连接，且所述换热螺旋管(213)的另一端与废气处理装置连接。
9.根据权利要求7所述的一种煤粉喷吹计量装置，其特征在于，所述缓料斗(208)内设有用于对定量凹槽(207)以及对换热螺旋管(213)进行吹扫的清扫喷嘴(216)，且所述清扫喷嘴(216)与供气机构(5)连接。
10.根据权利要求7所述的一种煤粉喷吹计量装置，其特征在于，所述称重罐(201)内通入有氮气保护气体。
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