一种粉体流化冷却器制造技术

本实用新型专利技术提供一种粉体流化冷却器，涉及粉体物料冷却设备技术领域；其包括流态化腔室和管壳式换热段，在流态化腔室的侧壁上设置有粉体物料进口并配设有粉料进料阀；在流态化腔室底部设置有布风板，且冷却器的底部设置有循环风进口，冷却器的顶部设置有循环风出口，循环风进口位于布风板下方；管壳式换热段位于流态化腔室上部，管壳式换热段的管程为气固两相流通通道，其壳程为冷却介质流通通道并配设有冷却介质进口和冷却介质出口；通过实施本技术方案，可有效解决现有针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料冷却效果差的技术问题，相对传统冷却技术换热效率大幅提高，可显著提高冷却技术的可靠性，同时降低运行费用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种粉体流化冷却器
本技术涉及粉体物料冷却设备
，更具体的是涉及一种粉体流化冷却器。
技术介绍
在无机盐、金属氧化物、金属粉末的生产中，常需要将煅烧得到的高温粉体物料进行冷却，以便包装运输。传统的粉体冷却技术采用冷却水间接换热或空气/惰性气体直接换热的方式进行冷却，但本申请专利技术人在实现本专利技术实施例的过程中，发现现有粉体冷却技术均有各自的局限性：1.粉体流换热器技术：高温固体粉料依靠自身重力，自流通过板式换热器的狭窄通道，与另一侧的冷却水进行间接换热，达到将物料冷却的目的，必要时可以副产热水，使热量得到回收。但粉体流换热器技术只适用于具有良好流动性的粉体物料，通常要求粉料粒径＞150μm，安息角＜40°。该技术由加拿大Solex公司最早推广，在重质纯碱、尿素、氯化钾、蔗糖等产品上得到广泛应用；但对于流动性差的粉料，因其无法顺利在换热板间流动，不能使用该技术。2.流化床冷却技术：是利用流态化原理，利用空气或惰性气体，将粉料流化起来，粉料依次通过多个流化腔室，每个流化腔室下均有冷却空气/惰性气体通入，空气/惰性气体与粉料直接接触换热，达到逐级冷却的目的。换热后的空气/惰性气体从顶部引出，经旋风分离器和布袋除尘器后排空。也可以将空气/惰性气体间接冷却后循环使用；但流化床冷却技术要求粉料可以稳定流化，通常适用的粒径范围为30-600μm(粒径过小无法形成稳定的流态化床层，粒径过大则压降过大)，该技术热量无法得到有效回收，耗费公用工程量较大。3.回转式冷却技术：物料在回转窑中被抄板不断翻动，抄板和窑壁内通入冷却水，物料在被缓慢运输的过程中得到冷却；但回转式冷却技术技术设备占地面积大，易板结，难于清理，通常物料温度不宜过高(易板结)，物料应具有良好流动性。4.盘式冷却技术：物料在一层层的圆盘上停留，盘内通入冷却水，固体与圆盘接触，利用热传导进行冷却；但盘式冷却技术传热效率低，因此只用于小规模冷却上，通常应用在食品、医药等领域。5.气力输送冷却技术：在气力输送过程中，对粉体物料进行冷却。由于气力输送中空气和粉料的比例是有一定范围的，因此并不便于精确控制冷却后的粉料温度，且气力输送冷却技术尚无成熟应用。由于上述技术均有各自的局限性，针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料，例如煅烧电石渣生产的活性氧化钙，上述的传统冷却技术均不适用，亟需本领域技术人员研究设计一种新的冷却设备，对于易吸潮、易变质的粉料也能进行针对性冷却，提高冷却技术的运行可靠性，降低运行费用成本。
技术实现思路
为解决上述针对现有粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料冷却效果差或不适用的技术问题，本技术的目的在于提供一种粉体流化冷却器，巧妙地利用少量气体携带高温粉体物料进行流动，使得固体粉料处于类似高速流体的状态下进行充分热交换，使得传热主要为对流传热，相对于现有粉体流换热、回转式、盘式换热的粉料热传导，效率大幅提高，适用于针对颗粒小，易吸潮、易变质、性质活泼的颗粒进行冷却，避免现有冷却技术由于针对该类粉体物料冷却运行费用极高而导致的不具备工程可实施性；可显著提高冷却技术的可靠性，同时降低运行费用成本。本技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种粉体流化冷却器，该冷却器采用立式安装，其包括流态化腔室，在所述流态化腔室的侧壁上设置有连通流态化腔室的粉体物料进口并配设有粉料进料阀；在所述流态化腔室的底部设置有布风板，且冷却器的底部设置有循环风进口，冷却器的顶部设置有循环风出口；所述循环风进口位于所述布风板的下方，以使通过所述循环风进口进入冷却器的气体经过所述布风板均匀进入流态化腔室内；管壳式换热段，所述管壳式换热段位于流态化腔室上部，且所述管壳式换热段的管程为与所述流态化腔室连通的气固两相流通通道，其壳程为冷却介质流通通道并配设有冷却介质进口和冷却介质出口。上述技术方案中，布风板具有两个主要作用：(a)布风板可以承受物料落料时的重量，防止物料落入进风管导致管道堵塞；(b)布风板可以使气体均匀进入流态化腔室；如此有利于进入管壳式换热段的粉体物料均匀分布、充分换热。粉体流化冷却器的工作原理为：粉体流化冷却器布风板上部为流态化腔室，其可有效提供流态化床层空间，起到增加停留时间以及分散物料的作用；而流态化腔室上方的管壳式换热段为换热管管板，换热管作为流动通道；固体粉料进入粉体流化冷却器的流化腔室后，被少量空气或惰性气体流态化，并分配进入换热器管程，粉料在气相曳力作用下在换热管中向上流动，粉料和载气之间、载气和管壁之间、粉料和管壁之间充分换热；气体流态化的目的是使固体粉料获得与流体相似的性质，整个气固混合相密度均一，便于均匀的输送到每一根换热管中，如此针对不同类型粉体物料均具有较好的冷却效果；本技术方案中粉体流化冷却器内冷却介质的流量受气固两相出口温度控制。优选地，所述布风板至少是双层筛孔式布风板、风帽式布风板或鳃孔式布风板中的一种。布风板具体根据粉体物料性质进行选择。优选地，所述管壳式换热段包括换热管、换热管管板、换热器壳体和位于换热器壳体顶部的封头结构，所述换热管管板安装在换热管壳体的上端和下端，且上端和下端的换热管管板上对应均布有数个圆孔，每个圆孔内均固定有一根连通流态化腔室和封头结构的换热管；所述循环风出口设于所述封头结构顶部，且封头结构与所述换热管壳体采用法兰连接或焊接，以使流态化腔室内的气固两相经换热管进入封头结构内并由位于封头结构顶部的所述循环风出口流出。优选地，所述循环风进口位于所述布风板的正下方，且设置有布风板结构的流态化腔室位于所述换热管管板的正下方。优选地，所述管壳式换热段壳程内的冷却介质至少是空气、水、导热油、辛烷或庚烷中的一种。优选地，所述壳程内的冷却介质与所述管程内的气固两相流动方向相反。优选地，所述管壳式换热段壳程上设置有膨胀节，用以消除因管程温度高于壳程温度而产生的温差应力。优选地，所述冷却介质进口配置有调节阀，所述调节阀的阀门开度被配置为根据自所述循环风出口流出的气固两相出料温度确定调节。气体和粉料在流动经过管壳式换热段的换热管换热过程后已经充分换热，换热后的气固两相从粉体流化冷却器顶部循环风出口流出后进入旋风分离器，旋风分离器的尾气温度接近冷却后的粉料温度，只需测得出旋风分离器的尾气温度调节冷却介质的进口阀门开度，就可以精确控制粉料的出料温度，控制回路简单，可靠性强。优选地，所述冷却器的循环风进口配设有循环管线，冷却后的气固两相经分离后获得的气体通过循环管线进入所述流态化腔室内。由此进入冷却器内的载气气体为循环使用，对于易吸潮、易变质的粉体物料，可以针对性的选择干燥空气或者氮气等惰性气体，相较于传统的流化床冷却器，气体循环量大幅减少；正常操作工况下，只需要补充或排放极少量气体用于平衡系统压力。优选地，所述循环管线上增设有补气管线，所述补气管线被配置为当循环气压力低于设定值时则进行补充气体，用以稳定系统压力。如上所述，本技术至少具有如下有益效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉体流化冷却器，其特征在于：该冷却器采用立式安装，其包括/n流态化腔室，在所述流态化腔室的侧壁上设置有连通流态化腔室的粉体物料进口并配设有粉料进料阀；在所述流态化腔室的底部设置有布风板，且冷却器的底部设置有循环风进口，冷却器的顶部设置有循环风出口；所述循环风进口位于所述布风板的下方，以使通过所述循环风进口进入冷却器的气体经过所述布风板均匀进入流态化腔室内；/n管壳式换热段，所述管壳式换热段位于流态化腔室上部，且所述管壳式换热段的管程为与所述流态化腔室连通的气固两相流通通道，其壳程为冷却介质流通通道并配设有冷却介质进口和冷却介质出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉体流化冷却器，其特征在于：该冷却器采用立式安装，其包括
流态化腔室，在所述流态化腔室的侧壁上设置有连通流态化腔室的粉体物料进口并配设有粉料进料阀；在所述流态化腔室的底部设置有布风板，且冷却器的底部设置有循环风进口，冷却器的顶部设置有循环风出口；所述循环风进口位于所述布风板的下方，以使通过所述循环风进口进入冷却器的气体经过所述布风板均匀进入流态化腔室内；
管壳式换热段，所述管壳式换热段位于流态化腔室上部，且所述管壳式换热段的管程为与所述流态化腔室连通的气固两相流通通道，其壳程为冷却介质流通通道并配设有冷却介质进口和冷却介质出口。


2.根据权利要求1所述的粉体流化冷却器，其特征在于：所述布风板至少是双层筛孔式布风板、风帽式布风板或鳃孔式布风板中的一种。


3.根据权利要求1所述的粉体流化冷却器，其特征在于：所述管壳式换热段包括换热管、换热管管板、换热器壳体和位于换热器壳体顶部的封头结构，所述换热管管板安装在换热管壳体的上端和下端，且上端和下端的换热管管板上对应均布有数个圆孔，每个圆孔内均固定有一根连通流态化腔室和封头结构的换热管；所述循环风出口设于所述封头结构顶部，且封头结构与所述换热管壳体采用法兰连接或焊接，以使流态化腔室内的气固两相经换热管进入封头结构内并由位于封头结构顶部的所述循环风出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘人滔，李育亮，周彦明，刘斌，李魁，王智拓，黄泽茂，曾宇峰，徐秀海，赵雯婷，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51