CN104930778B - 一种工业散料冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业散料冷却器，具体涉及一种高温潮湿食盐散料冷却器。其包括：上筒体、下筒体、进料管、下进风管、进料缓冲板、出风管和关风自调卸料器。本发明装置使冷热介质在有限空间内做螺旋形差速运动，延长介质的接触路线和时间，使大流量的高温潮湿食盐散料得到快速有效冷却。装置中的高速切向流动的空气在物料与筒壁间形成一定厚度的隔膜，使具有弱粘性的潮湿食盐散料不被粘连在筒壁上。装置出料流畅，设备操作弹性高。

Description

一种工业散料冷却器
技术领域
本发明涉及工业散料冷却器，具体涉及一种高温潮湿食盐散料冷却器。
技术背景
食盐(NaCl)为烧碱和纯碱工业的主原料，在作为成品出厂时，往往不需要严格控制含水量(否则增加干燥成本)，也不允许添加抗结剂或松散剂。工业食盐水分一般要求控制在3.5％以下，粒径通常在0.1～2.5mm。
目前，真空蒸发制盐企业开始采用先进的热压缩蒸发工艺生产，产能规模巨大。因其工艺特性，生产排料温度达85℃,进入货运系统或存货仓的湿盐颗粒温度达75℃。高温潮湿且未添加抗结剂的食盐散料因其颗粒表面溶液溶解----结晶速率高，在短时间内就会结成大硬块，给运货或存货带等来极大的操作难度，甚至使产品成为“废品”。
高温潮湿且未添加抗结剂的食盐散料需在短时间内快速冷却。该种散料具有一定的粘结性，若采用间壁式冷却器冷却，物料会“糊”在传热壁面，极易导致传热失效和走料不畅，从而导致生产中断。该种散料适宜用气体动力流化方式进行直接冷却。这种流化冷却器宜使固相在短时间内均匀地分散在气相中，最大化地利用气体冷量；要在传热和传质空间尽可能少地设置构件，防止未冷却物料结附所导致的出料不畅。同时其外形尽可小，配套设施应尽可能少，以增加其使用适应性。
中国专利CN 2733296Y(专利号：200520017395.2)公开了一种高温物料器。该冷却器为转筒型，在其冷却滚筒中设有进料区和走料通道，进料区位于走料通道的前端，并与走料通道相连通。在冷却滚筒内水平分布一个或一个以上的走料通道，该走料通道均为圆形管，在每个管内各装有一根螺旋状散料热导料片，该散热导料片的两端固定在走料通道的两端。每个走料通道的管外壁与冷却筒的内壁之间布面冷却水。工作时，物料与走料通道内壁及冷却面接触，达到冷却效果；同时螺旋状散热导料片具有增加散热面积、辅助冷却的效果。
该种高温物料器在冷却具有一定湿份和粘结性的高温粉、颗粒状物料时，物料易堵塞通道和降低冷却壁和散热片的导热速率，操作弹性低。同时该冷却器消耗水资源且内部结构较复杂，难以大型化制造和生产。
中国专利CN 102435080 A(专利号：201110267845.3)公开了一种阶梯式差速流化床冷却器。该冷却器的进料管与流化床主体一端的侧壁连通，流化床主体另一端的外侧壁上由上至下设置有排气管和第一排料管，多个风室设置在流化床主体内，多个风室沿流化床主体的进料至出料方向由高到低设置，每个风室的上端设置有一块布风板，每块布风板上有一个第二排料管，每块布风板上均加工有多个布风孔，每个布风孔设有一个风帽，相邻的两块布风板之间竖直设有一块溢流板，溢流板沿流化床主体的进料至出料方向溢流板的高度依次递减。
该种冷却器也不适合具有一定湿份和粘结性的高温粉、颗粒状物料的快速冷却，同时作为冷却介质的气体与散料细颗粒的分离难度大，需配套较为复杂的除尘系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业散料冷却器，利用该冷却器使大流量的高温潮湿食盐散料得到快速冷却，同时减少该种设备的操作难度，节约运行能耗和固定资产投资。
本发明工业散料冷却器包括上筒体和下筒体，其中，上筒体的直径大于下筒体(例如上筒体直径与下筒体直径之比为1.1-4:1，例如1.2～2:1，优选1.3～1.8:1)，在上筒体内的接近上筒体的圆周边处设置有进口向下的进料管，在进料管的下方设置切向接入上筒体内的上进风管，在上进风管下方设置沿着管壁分布的进料缓冲板，且上筒体上部设置有插入上筒体内部的出风管(中心出风管)；
下筒体包括上部的圆柱体部和下部的倒锥体部，在圆柱体部的下方(例如圆柱体部的下1/3～底部，优选1/3～1/4部)设置有切向接入下筒体内的下进风管，在下筒体的倒锥体部的下方设置可关闭并可调节开口尺寸的卸料器。
优选地，上筒体的高度小于下筒体的高度。例如，上筒体的高度为下筒体高度的1/3～4/5，优选2/5～3/5。
优选地，上筒体与下筒体的连接部为倒锥台形。
优选地，进料缓冲板呈1/12～1/2圆环状，优选为1/4圆环状。
优选地，卸料器为关风自调卸料器，其包括：与下筒体的底部出口(即倒锥体部的底部出口)连接的接管(方圆接管)、设置在接管下部两侧的内有转轴的两根转管、与转管连接的转动板、在转动板外侧设置的带有锁紧螺母和配重锤的配重螺杆，在接管的下部、两块转动板的两侧设置有侧板，在侧板下端设置用于微调和固定侧板与转动板侧边间隙并保证转动板在侧板内侧能够转动的固定螺杆。
根据其功能，工业散料冷却器可分为A、B区。A区功能为分散物料和气固分离，B区功能为散料冷却和停留时间控制。A区直径大于B区，B区高度大于A区，两部分优选由锥体(倒置锥台部)联接。
A区由上筒体、进料缓冲板、上进风管、进料管、出风管组成，进料管(例如圆形进料管)贴近上筒体圆周边；上进风管截面呈矩形，在进料管下方切向接入上筒体内；进料缓冲板呈1/4圆环状，位于上进风管下方，延长进料被强风作用的时间，强化分散效果。
B区由下筒体、卸料器(关风自调卸料器)、下进风管组成。下筒体的下端锥体底部连接关风自调卸料器。下进风管位于下筒体下部，优选截面呈矩形，与上进风管同切向接入下筒体内。
A、B两部分连接锥体锥度优选为30-85°，优选40-70°，更优选约60°，下筒体的下端锥体锥度优选为30-85°，优选40-70°，更优选约60°。
本发明装置主体为圆柱加圆锥形空筒体，高温潮湿食盐散料在筒体内受重力和上下侧同切向风力作用做螺旋状运动，总体上为逆向换热。上侧切向风(来自上进风管)为相对低流量高压头的冷风，下侧切向风(来自下进风管)为相对大流量低压头的冷风。呈聚结状的高温潮湿食盐散料在重力作用下进入料上筒内，随即被上侧的切向强压冷风吹散，在接受初步冷却的同时呈螺旋状分散缓慢下行。下侧的大流量冷风在下筒体内继续推动散料沿圆周做运动。上下筒体内散料呈螺旋状和半悬浮状分散在流动的冷空气中，进行高效地传质和传热。散料在下侧进风口附近及其以下位置呈疏松堆积态，由关风自调卸料器调节出料阻力来控制此态散料的高度和物料在筒体内的停留受冷却时间。换热后的下侧进风会同上侧进风在上筒体内继续旋转，依靠离心力使细小固体颗粒远离中心出风管进口。分离细颗粒后的热风从中心出风管排出。
本发明的效果
1.本发明装置中的冷热介质在有限空间内做螺旋形差速运动，延长介质的接触路线和时间，可使大流量的高温潮湿食盐散料得到快速有效冷却。
2.本发明装置中的高速切向流动的空气在物料与筒壁间形成一定厚度的隔膜，使具有弱粘性的食盐散料不被粘连在筒壁上，从而使装置出料流畅，设备操作弹性高。
3.本发明装置使用自然空气做介质，无需水处理和水循环系统，运行费用低廉。
4.本发明装置的内部构件少，且无需配套较为复杂的除尘系统，可节约相关投资。
附图说明
图1为本发明整体结构的立面示意图。
图2为本发明整体结构的俯视示意图。
图3为本发明中关风自调卸料器的结构示意图。
图4为图3中C-C截面图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明。
如图1、2所示，该工业散料冷却器包括上筒体1和下筒体2，其中，上筒体1的直径大于下筒体2的直径(例如上筒体直径与下筒体直径之比为1.1-4:1，例如1.2～2:1，优选1.3～1.8:1)，在上筒体内的接近上筒体的圆周边处设置有进口向下的进料管7，在进料管7的下方设置切向接入上筒体内的上进风管6，在上进风管6下方设置沿着管壁分布的进料缓冲板5，且上筒体1上部设置有插入上筒体内部的出风管8(中心出风管)；
下筒体2包括上部的圆柱体部和下部的倒锥体部，在圆柱体部的下方(例如圆柱体部的下1/3～底部，优选1/3～1/4部)设置有切向接入下筒体内的下进风管4，在下筒体的倒锥体部的下方设置可关闭并可调节开口尺寸的关风自调卸料器3。
根据其功能，该工业散料冷却器可分为A、B区。A区功能为分散物料和气固分离，B区功能为散料冷却和停留时间控制。A区直径大于B区，B区高度大于A区，两部分由锥体(倒置锥台)联接。
关风自调卸料器如图3所示，其包括与下筒体的底部出口(即倒锥体部的底部出口)连接的方圆接管3-1、设置在接管下部两侧的内有转轴的两根转管3-2、与转管3-2连接的转动板3-6、在转动板3-6外侧设置的带有锁紧螺母3-4和配重锤3-5的配重螺杆3-3，在接管的下部、两块转动板的两侧设置有侧板3-7，在侧板3-7下端设置用于微调和固定侧板与转动板侧边间隙并保证转动板在侧板内侧能够转动的固定螺杆3-8。配重锤可在配重螺杆上轴向移动，待调到需要的位置后由锁紧螺母锁紧。
A区由筒体1、进料缓冲板5、上进风管6、进料管7、出风管8组成，圆形进料管7贴近上筒体1圆周边；上进风管6截面呈矩形，在进料管7下方切向接入上筒体1内；进料缓冲板5呈1/4圆环状，位于上进风管6下方，延长进料被强风作用的时间，强化分散效果。
B区由下筒体2、关风自调卸料器3、下进风管4组成。下筒体2的下端锥体底部联接关风自调卸料器3。下进风管4位于下筒体2下部，截面呈矩形，与上进风管6同切向接入下筒体2内。
A、B两部分联接锥体锥度为60°，下筒体的下端锥体锥度为60°。
关风自调卸料器3的方圆接管3-1下部两侧对边各焊接一根内有转轴的转管3-2，每根转管3-2下部各焊接一块转动板3-6。转动板3-6外侧各焊接一根带有锁紧螺母3-4、配重锤3-5的配重螺杆3-3。方圆接管3-1下部另外两侧对边各焊接一块侧板3-7。侧板3-7下端设置固定螺杆3-8。固定螺杆3-8起微调和固定侧板3-7与转动板3-6侧边间隙的作用，保证转动板3-6在侧板3-7内测能够灵活转动。配重锤3-5可在配重螺杆3-3上轴向移动，待调到需要的位置后由锁紧螺母3-4锁紧。
高温潮湿食盐散料在重力作用下由进料管7进入上筒体1内，随即被上进风管6内的切向强压冷风作用，沿进料缓冲板5吹散。散料在接受初步冷却的同时呈螺旋状下行。下侧的大流量冷风在下筒体2内继续推动散料沿圆周做运动。上下筒体内散料呈螺旋状和半悬浮状分散在流动的冷空气中，进行高效地传质和传热。散料在下进风口4附近及其以下位置呈疏松堆积态，由关风自调卸料器3调节出料阻力来控制此态散料的高度和物料在筒体内的停留受冷却时间。换热后的下侧进风会同上侧进风在上筒体1内继续旋转，依靠离心力使细小固体颗粒远离中心出风管8进口。分离细颗粒后的热风从中心出风管8排出。
关风自调卸料器3起锁气和出料的作用，即保证出料的同时，只让下进风管4的进风向上运动。如果出料温度与外界空气温度差值偏大，则向外侧移动关风自调卸料器3的两个配重锤3-5，通过杠杆的作用，使两块转动板3-6的下端间隙缩小，物料的出口通道变狭窄，流出阻力变大，物料在B区内堆积的高度变高，接触冷风的时间变长。增加了高度的物料又会加大对转动板3-6的压力，使其下端间隙呈增大趋势，从而达到新的阻力和压力平衡。
实施例：
为了将温度达85℃，流量达130t/h，含水分3％的湿盐冷却到环境温度，并保证物料流畅，采用如附图1、2、3所示的冷却装置。
上筒体内径为3.6m、高为3.2m；下筒体内径为2.4m、高为4.0m；上进风管0.3m*0.3m，接入上筒体内1m，出口做成30°斜切口；进料管内径为0.35m、高为4.0m；进料缓冲板为1/4圆环状，外径同上筒体内径，内径为2.8m；出风管内径为1.3m，接入上筒体内1.8m；下进风管1.28m*0.6m，与上进风管同切向接入下筒体2内；A、B两部分联接锥体锥度为60°；下筒体的下端锥体锥度为60°；关风自调卸料器的物料出口通道最大尺寸为0.4m*0.46m。
工作时，进料温度为80～85℃，流量达110～130t/h；上进风压为20KPa，流量为16000Nm3/h；下进风压为5KPa，流量为60000Nm3/h；物料停留时间为180秒，冷却后的温度为34～35℃。根据生产需要，连续运行。

Claims (15)

1.一种工业散料冷却器，其包括上筒体和下筒体，其中，上筒体的直径大于下筒体，在上筒体内的接近上筒体的圆周边处设置有进口向下的进料管，在进料管的下方设置切向接入上筒体内的上进风管，在上进风管下方设置沿着管壁分布的进料缓冲板，且上筒体上部设置有插入上筒体内部的出风管；
下筒体包括上部的圆柱体部和下部的倒锥体部，在圆柱体部的下方设置有切向接入下筒体内的下进风管，在下筒体的倒锥体部的下方设置可关闭并可调节开口尺寸的卸料器，
其中，卸料器为关风自调卸料器，其包括：与下筒体的底部出口连接的接管、设置在接管下部两侧的内有转轴的两根转管、与转管连接的转动板、在转动板外侧设置的带有锁紧螺母和配重锤的配重螺杆，在接管的下部、两块转动板的两侧设置有侧板，在侧板下端设置用于微调和固定侧板与转动板侧边间隙并保证转动板在侧板内侧能够转动的固定螺杆。
2.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，上筒体直径与下筒体直径之比为1.1-4:1。
3.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，上筒体直径与下筒体直径之比为1.2~2: 1；在圆柱体部的下1/3~底部设置有切向接入下筒体内的下进风管。
4.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，上筒体直径与下筒体直径之比为1.3~1.8: 1；在圆柱体部的下1/3~1/4部设置有切向接入下筒体内的下进风管。
5.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，上筒体的高度小于下筒体的高度。
6.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，上筒体与下筒体的连接部为倒锥台形。
7.根据权利要求1所述的工业散料冷却器，其特征在于，进料缓冲板呈1/12～1/2圆环状。
8.根据权利要求7所述的工业散料冷却器，其特征在于，进料缓冲板呈1/4圆环状。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的工业散料冷却器，其特征在于，工业散料冷却器分为A、B区，A区功能为分散物料和气固分离，B区功能为散料冷却和停留时间控制，A区直径大于B区，B区高度大于A区，A区和B区两部分由锥体联接；
A区由上筒体、进料缓冲板、上进风管、进料管、出风管组成，进料管贴近上筒体圆周边；上进风管截面呈矩形，在进料管下方切向接入上筒体内；进料缓冲板呈1/4圆环状，位于上进风管下方，延长进料被强风作用的时间，强化分散效果；
B区由下筒体、卸料器、下进风管组成，下筒体的下端锥体底部连接关风自调卸料器，下进风管位于下筒体下部，与上进风管同切向接入下筒体内。
10.根据权利要求9所述的工业散料冷却器，其特征在于，A区和B区两部分由倒置锥台部联接。
11.根据权利要求9所述的工业散料冷却器，其特征在于，A区、B区两部分连接锥体锥度为30-85°，下筒体的下端锥体锥度为30-85°。
12.根据权利要求9所述的工业散料冷却器，其特征在于，A区、B区两部分连接锥体锥度为40-70°，下筒体的下端锥体锥度为40-70°。
13.根据权利要求9所述的工业散料冷却器，其特征在于，A区、B区两部分连接锥体锥度为60°，下筒体的下端锥体锥度为60°。
14.根据权利要求1-8中任一项所述的散料冷却器，其特征在于，冷却器的关风自调卸料器通过出料转板来调节出料阻力，从而控制物料在冷却器内的停留时间。
15.根据权利要求9所述的散料冷却器，其特征在于，冷却器的关风自调卸料器通过出料转板来调节出料阻力，从而控制物料在冷却器内的停留时间。
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