CN103673638B - 固体物料冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体物料冷却系统，包括：冷却炉，所述冷却炉内设有换热腔室，所述换热腔室内设有第一流化斜槽；和换热装置，所述换热装置设在所述换热腔室内，所述换热装置上形成有物料进口和物料出口；其中，所述换热腔室内装有中间蓄热体，所述中间蓄热体在所述换热腔室内流动以与所述换热装置内的物料进行换热。根据本发明实施例的固体物料冷却系统，通过不定形的中间蓄热体对固体物料进行换热处理，不需要惰性气体，也不需要冷却水或者冷却蒸汽，该冷却系统换热系数高，布置紧凑，可控性好，并且设备投资少，不产生二次污染，运行可靠，检修方便。
Description
技术领域
本发明涉及固体物料冷却技术领域，更具体地，涉及一种固体物料冷却系统。
背景技术
由于化石能源的紧缺，以及结合国家节能环保政策，高温固体物料带有的显热作为一种余热，已经被认识到有很高的回收价值。同时，高温固体物料直接在空气中冷却，也会导致污染，并影响环境，因此高温固体物料均需要降温，并回收其带有的热量，并用于加热给水，或者产生蒸汽。
当前，高温固体物料的冷却，已经有比较成熟的技术解决方案，比如滚筒冷渣机，多向复合冷却器，等等，这些技术一般都采用风冷，水冷，或者风水联合冷却的方式，可以将高温固体物料冷却到80℃以下，将冷却介质（一般是水）加热至80～90℃之间。
在焦炭冷却方面，有惰性气体循环冷却的干熄焦工艺，也有喷雾冷却，喷水冷却等方式，这些技术在冶金和化工行业已经使用多年。
在煤提质领域，对于提质煤的冷却，目前正在探索。
以水冷为例，一般是将水加热至给水温度。采用单一的高温固体物料，来用于产生额定的蒸汽用于发电或者其他用途，目前还没有成熟的技术。
现有技术中存在两个主要缺点：
1）滚筒冷渣机工艺不能连续的产生中温中压及以上品位的蒸汽；
2）干熄焦工艺投资成本高，占地大，系统复杂。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种换热系数高、固体物料冷却效果好且成本低的固体物料冷却系统。
根据本发明实施例的固体物料冷却系统，包括：冷却炉，所述冷却炉内设有换热腔室，所述换热腔室内设有第一流化斜槽；和换热装置，所述换热装置设在所述换热腔室内，所述换热装置上形成有物料进口和物料出口；其中，所述换热腔室内装有中间蓄热体，所述中间蓄热体在所述换热腔室内流动以与所述换热装置内的物料进行换热。
根据本发明实施例的固体物料冷却系统，通过不定形的中间蓄热体对固体物料进行换热处理，不需要惰性气体，也不需要冷却水或者冷却蒸汽，该冷却系统换热系数高，布置紧凑，可控性好，并且设备投资少，不产生二次污染，运行可靠，检修方便。
另外，根据本发明实施例的固体物料冷却系统，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述中间蓄热体为选自煤灰、陶瓷蓄热体颗粒或石英砂中的一种或多种。
可选地，所述换热腔室设有用于促进所述中间蓄热体流动的第一循环风机。
进一步地，所述换热装置为滚筒冷却机。
根据本发明的一个实施例，所述冷却炉还包括余热利用腔室，所述余热利用腔室的第一端与所述换热腔室的第一端之间设有分别与所述余热利用腔室和所述换热腔室连通的连通腔室，所述中间蓄热体通过所述连通腔室在所述余热利用腔室以及所述换热腔室内循环流动。
可选地，所述余热利用腔室内设有第二流化斜槽。
可选地，所述余热利用腔室设有用于促进所述中间蓄热体流动的第二循环风机。
进一步地，所述换热腔室的第二端与所述余热利用腔室的第二端通过管路相连，所述管路上设有控制阀。
根据本发明的一个实施例，所述余热利用腔室内设有多个换热器。
可选地，所述换热器包括过热器、蒸发器以及省煤器。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的固体物料冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的固体物料冷却系统。
如图1所示，根据本发明实施例的固体物料冷却系统包括：冷却炉10和换热装置20。具体而言，冷却炉10内设有换热腔室11，换热腔室11内设有第一流化斜槽111；换热装置20设在换热腔室11内，换热装置20上形成有物料进口21和物料出口22。
其中，换热腔室11内装有中间蓄热体，中间蓄热体在换热腔室11内流动以与换热装置20内的物料进行换热。
由此，根据本发明实施例的固体物料冷却系统，通过不定形的中间蓄热体对固体物料进行换热处理，不需要惰性气体，也不需要冷却水或者冷却蒸汽，该冷却系统换热系数高，布置紧凑，可控性好，并且设备投资少，不产生二次污染，运行可靠，检修方便。
需要理说明的是，中间蓄热体的作用是为了与换热装置20内的高温固体物料进行换热，并将该热量进行转移，因此，中间蓄热体需要为能够流化的材料，例如合成的微小颗粒等。优选地，根据本发明的一个实施例，中间蓄热体为选自煤灰、陶瓷蓄热体颗粒或石英砂中的一种或多种。由此，该材料的中间蓄热体不仅流动性能好，而且换热系数高，可以有效提高换热效果。
另外，可以理解的是，为了充分保证换热装置20内的物料能够与中间蓄热体完成换热，冷却炉10以及换热装置20的材料优选为金属材料，根据本发明的一个实施例，换热装置20为滚筒冷却机。由此，滚筒冷渣机内部结构多样，可以增加换热系数，从而提高换热效果。其中，换热装置20的物料进口21和物料出口22的位置没有特殊限制，只要满足高温固态物料能够从换热装置20内经过，并将热量转移给冷却炉10内的中间蓄热体即可，可选地，物料进口21和物料出口22分别位于冷却炉10外。
根据本发明的一个实施例，换热腔室11设有用于促进中间蓄热体流动的第一循环风机30。由此，第一循环风机30配合第一流化斜槽111的重力作用，可以促进换热腔室11内中间蓄热体的流动，提高换热效果。
为了充分利用中间蓄热体换热得到的热量，减少能源浪费，根据本发明的一个实施例，冷却炉10还包括余热利用腔室12，余热利用腔室12的第一端与换热腔室11的第一端之间设有分别与余热利用腔室12和换热腔室11连通的连通腔室13，中间蓄热体通过连通腔室13在余热利用腔室12以及换热腔室11内循环流动。由此，通过设置余热利用腔室12以及连通腔室13，可以将换热腔室11内吸收了热量的中间蓄热体流动至余热利用腔室12内，以充分利用其中的热量，减少能源浪费，提高了经济效益和环保效益。
具体地，余热利用腔室12内可以采用埋管换热技术实现中间蓄热体的热量利用，根据本发明的一个实施例，余热利用腔室12内设有多个换热器。具体地，换热器包括过热器60、蒸发器70以及省煤器80等。也可将余热利用腔室12内的热量在不同领域分开使用，例如可以将中间蓄热体置换出来的热量用于加热其他物质，比如褐煤、污泥等，为褐煤以及长焰煤的干燥提质提供了选择。
根据本发明的一个实施例，余热利用腔室12内设有第二流化斜槽121。进一步地，余热利用腔室12设有用于促进所述中间蓄热体流动的第二循环风机40。由此，可以促进余热利用腔室12内的中间蓄热体的流动，提高换热效果。
需要说明的是，连通腔室13与余热利用腔室12的连通处设有挡板131结构，挡板131沿着连通腔室13的竖直方向向下延伸至邻近余热利用腔室12的底部。由此，余热利用腔室12内的中间蓄热体在向冷却腔室11内流动时，需要绕过挡板131之后才能流入连通腔室13内，因此延长了中间蓄热体在余热利用腔室12内的流动时间，从而可以保证中间蓄热体内的热量能够充分利用。
根据本发明的一个实施例，换热腔室11的第二端与余热利用腔室12的第二端通过管路50相连，管路50上设有控制阀51。由此，通过控制阀51可以控制管路50的打开和闭合，从而控制换热腔室11与余热利用腔室12内的气压平衡，提高整体设备的可控性。
总而言之，根据本发明实施例的固体物料冷却系统，换热系数高，布置紧凑，可控性好；并且设备投资少，不产生二次污染，运行可靠，检修方便；采用本发明的固体物料冷却系统的工艺可以替代干熄焦以及其他熄焦工艺，投资成本能够减少30%以上；另外，高温固体物料，例如炉渣、冶金矿渣和提质煤等物料在冷却之后的热量可以回收利用，起到节能的作用，给企业和社会带来一定的经济效益和环保效益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种固体物料冷却系统，其特征在于，包括：
冷却炉，所述冷却炉内设有换热腔室，所述换热腔室内设有第一流化斜槽；和
换热装置，所述换热装置设在所述换热腔室内，所述换热装置上形成有物料进口和物料出口；
其中，所述换热腔室内装有中间蓄热体，所述中间蓄热体在所述换热腔室内流动以与所述换热装置内的物料进行换热，所述冷却炉还包括余热利用腔室，所述余热利用腔室的一端与所述换热腔室的具有所述物料进口的一端之间设有分别与所述余热利用腔室和所述换热腔室连通的连通腔室，所述中间蓄热体通过所述连通腔室在所述余热利用腔室以及所述换热腔室内循环流动。
2.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述中间蓄热体为选自煤灰、陶瓷蓄热体颗粒或石英砂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述换热腔室设有用于促进所述中间蓄热体流动的第一循环风机。
4.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述换热装置为滚筒冷却机。
5.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述余热利用腔室内设有第二流化斜槽。
6.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述余热利用腔室设有用于促进所述中间蓄热体流动的第二循环风机。
7.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述换热腔室的具有所述物料出口的一端与所述余热利用腔室的另一端通过管路相连，所述管路上设有控制阀。
8.根据权利要求1所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述余热利用腔室内设有多个换热器。
9.根据权利要求8所述的固体物料冷却系统，其特征在于，所述换热器包括过热器、蒸发器以及省煤器。
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