CN103047879A

CN103047879A - 固体颗粒冷却装置

Info

Publication number: CN103047879A
Application number: CN201110312815XA
Authority: CN
Inventors: 王岩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明公开了一种固体颗粒冷却装置，涉及固体颗粒冷却技术领域，包括流化床冷却器，所述流化床冷却器内设有冷却组件，所述冷却组件安装于所述流化床冷却器的上箱体内、分布板上方。本发明实现了从多方面提高冷却效率及改善冷却效果：第一，使固体颗粒在被流化风冷却的同时，与冷却组件大量、充分接触，由冷却组件内的冷媒流体带走大量热量；第二，冷却组件的存在使不同颗粒在流化床层内停留的时间差减小，在整体上受到的冷却更均匀；第三，可避免粉尘结疤的问题，使冷却组件在长期运行中保持最佳的冷却效率。在带走相同热量的前提下，本发明与现有的流化床冷却器相比对流化风的需求量可减少30％以上，与现有的板冷器相比，设备高度可减小50％以上。

Description

固体颗粒冷却装置

技术领域

本发明涉及固体颗粒冷却技术领域，尤其涉及一种固体颗粒冷却装置。

背景技术

在工业生产中，通常需要先将某一工段得到的固体颗粒冷却后，再进入下一工段处理，如在尿素大颗粒造粒领域，需要先将从造粒机得到的高温尿素颗粒冷却降到70℃以下，再进行输送、筛分、破碎等后续处理，因此，用于冷却固体颗粒的设备得到了大量的应用。目前被广泛使用的固体颗粒冷却设备有两种：一种是基于风冷原理的流化床冷却器，另一种是使用冷却板的板冷器。

如图1所示，流化床冷却器为卧式设备，主要由下箱体、分布板和上箱体组成。在正常运行时，风机向下箱体输送流化风，固体颗粒由多孔的分布板上方的进料口进入落在分布板上，分布板上的固体颗粒被风机输送来的流化风吹动形成流化状态，并整体向出料口移动。在固体颗粒进入流化床被空气吹动流化并向出料口移动的过程中，流化空气与固体颗粒表面保持直接接触，当流化空气的温度低于固体颗粒的温度时，热量便会由固体颗粒向流化空气传递，从而实现冷却固体颗粒的目的。

如图2所示，板冷器为立式设备，主要由进料仓、冷却板组和出料器组成，其中，冷却板一般竖直安装，且板与板之间有一定的空隙以便颗粒物料通过。正常运行时，固体颗粒由进料仓进入，颗粒物料在自身重力的作用下，以密相输送的方式通过冷却板之间的空隙，最后被振动出料器以一定的速度均匀、顺畅地排出。在颗粒物料以密相输送的方式通过冷却板之间空隙的过程中，固体颗粒表面与冷却板直接接触，当有低温的冷媒流体流经冷却板使其温度低于固体颗粒时，热量便会由固体颗粒向冷却板传递，进而向冷媒流体传递并被其带走，固体颗粒因此被冷却。

上述两种公知的冷却设备均存在一定的不足。由于流化空气密度极低，单位体积空气带走的热量十分有限，流化床冷却器通常需要大量的流化空气，相应地需要大功率的流化风机，造成巨大的能耗，冷却效率低下。使用板冷器时，首先需要将物料提升至高处，物料提升过程需消耗一定的能量，其次，为保证有足够的传热面积和时间，需要大量的冷却板，一次性设备投资较大；并且颗粒物料往往拌有一定量粉尘，随着时间推移粘附在板上并越来越多造成板冷器内部堵料，在较短使用周期内便要清理一次，操作、检修上比较复杂。

综上所述，现有的固体颗粒冷却设备存在能耗大、冷却效率低、成本高、使用不便的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种固体颗粒冷却装置，其能够降低能耗，提高对固体颗粒的冷却效率，并且降低了成本，使用更加方便。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种固体颗粒冷却装置，包括流化床冷却器，所述流化床冷却器内设有至少一个冷却组件，所述冷却组件安装于所述流化床冷却器的上箱体内、分布板上方。

优选地，所述装置中至少有一个所述冷却组件的部分或全部位于预定的流化床层内。冷却组件与预定的固体颗粒流化床层直接接触。安装冷却组件时，应使其中至少一个冷却组件的部分或全部处于预定的固体颗粒流化床层内部。

优选地，所述冷却组件设有至少一个冷媒流体入口和至少一个冷媒流体出口。冷媒流体可通过冷媒流体入口进入冷却组件，使其保持低温并带走固体颗粒的热量。

优选地，所述冷却组件的型式包括：板式、管式、板管式或板式、管式、板管式的变形或组合。

优选地，所述冷却组件的材料制作包括：钢、铝、铁或铜。亦可使用其他导热性能良好的材料制作冷却组件。

(三)有益效果

本发明通过在流化床冷却器内加装冷却组件，实现了从多个方面提高冷却效率及改善冷却效果：第一，不影响流化床流化状况并利用了流化床冷却器内固体颗粒的流化动能，使固体颗粒在被流化风冷却的同时，与冷却组件大量、充分接触，由冷却组件内的冷媒流体带走大量热量；第二，冷却组件的存在有利于阻止流化床层内固体颗粒的返混，使不同颗粒在流化床层内停留的时间差减小，在整体上受到的冷却更加均匀；第三，由于冷却组件表面在流化床层内受到流化空气与流化颗粒的吹扫、摩擦作用，可避免粉尘结疤的问题，使冷却组件在长期运行中保持最佳的冷却效率。

在带走相同热量的前提下，本发明与现有的流化床冷却器相比对流化风的需求量可减少30％以上，设备尺寸和能耗更小。

本发明与现有的板冷器相比，设备高度可减小50％以上，对支撑框架、物料提升的要求大大降低，因此使用成本降低，又因冷却组件可避免粉尘结疤，不存在内部堵料或冷却效率降低等问题，因此可减少设备维护，长期保持高效运行。

申请人使用现有的流化床冷却器、板冷器以及本发明所述的固体颗粒冷却装置，对尿素颗粒分别进行冷却，经检测计算，使用与本发明等量的流化风，流化床冷却器可在1秒钟内带走1立方厘米尿素颗粒0.05焦耳的热量，使用与本发明相同大小传热面积的冷却组件，板冷器可在1秒钟内带走1立方厘米尿素颗粒0.01焦耳的热量，使用与所述流化床冷却器等量的流化风和与所述板冷器相同大小传热面积的冷却组件，本发明所述的固体颗粒冷却装置可在1秒钟内带走1立方厘米尿素颗粒0.09焦耳的热量；由数据可知本发明所述的固体颗粒冷却装置的冷却效率与现有技术相比有显著提高。

附图说明

图1为本发明背景技术中所述流化床冷却器的工作原理图；

图2为本发明背景技术中所述板冷器的工作原理图；

图3为本发明实施方式中所述固体颗粒冷却装置的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供了一种固体颗粒冷却装置，包括流化床冷却器，所述流化床冷却器内设有至少一个冷却组件，所述冷却组件安装于所述流化床冷却器的上箱体内、分布板上方。

冷却组件不影响流化床冷却器内固体颗粒物料的正常流化。基于流化床冷却器，在流化床冷却器分布板以上，布置安装预定数量、规格的冷却组件，并使其与预定的流化床层直接接触。冷却组件可以分组安装，冷却组件的数量、冷却组件之间的距离可根据设计要求设置。

优选地，所述冷却组件设有至少一个冷媒流体入口和至少一个冷媒流体出口。冷媒流体可通过冷媒流体入口进入冷却组件，并可在冷却组件内流通，由于冷媒流体温度较低，固体颗粒与冷却组件接触后，热量被冷却组件内的冷媒流体带走。

例如：采用分布板尺寸为8400×3750mm的流化床冷却器。采用规格尺寸为：1800×600×20mm的板式冷却组件(以下简称冷却板)。冷却板之间的距离为250mm，平均分布于分布板的宽度方向，共分四组，每组14块。冷却板板面垂直于分布板且平行于物料流动方向，所有冷却板下端离分布板距离为50mm。

分布板的长度方向上，第一组冷却板距流化床设备进料端200mm，冷却板组之间距离为200mm，第四组冷却板距流化床设备出料端400mm。

本发明的工作原理：

本发明所述固体颗粒冷却装置在流化床冷却器内以一定的方式布置安装预定数量和规格的冷却组件，并使其与预定的固体颗粒流化床层接触。

如图3所示，正常运行时，流化风机向固体颗粒冷却装置鼓入流化风使固体颗粒床层流化，冷却组件内保持冷媒流体流通。固体颗粒冷却装置可接受连续或间歇进料，通过流化保持固体物料的整体流动性，从出料口连续或间歇排料。自固体颗粒进入流化床至被流化移动到出口的过程中，被流化的固体颗粒表面一方面与流化空气直接接触，另一方面因固体颗粒流化运动而大量与冷却组件接触，当流化空气和冷却组件内冷媒流体的温度低于固体颗粒的温度时，热量便由固体颗粒同时向流化空气及冷媒流体传递。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种固体颗粒冷却装置，包括流化床冷却器，其特征在于，所述流化床冷却器内设有至少一个冷却组件，所述冷却组件安装于所述流化床冷却器的上箱体内、分布板上方。

2.如权利要求1所述的固体颗粒冷却装置，其特征在于，至少有一个所述冷却组件的部分或全部位于预定的流化床层内。

3.如权利要求1所述的固体颗粒冷却装置，其特征在于，所述冷却组件设有至少一个冷媒流体入口和至少一个冷媒流体出口。

4.如权利要求1所述的固体颗粒冷却装置，其特征在于，所述冷却组件的型式包括：板式、管式、板管式或板式、管式、板管式的变形或组合。