CN108870985A - 一种粉粒体显热干式回收换热器 - Google Patents

一种粉粒体显热干式回收换热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机械领域，具体涉及一种粉粒体显热干式回收换热器。一种粉粒体显热干式回收换热器，包括一回转窑，回转窑包括一倾斜设置的筒体，筒体内设有一用于放置高温物料的内筒，筒体与内筒之间形成一横截面呈圆环状的中空腔，以中空腔作为夹层环腔。本发明通过此设计，实现了一种有效回收过程热能，减少资源消耗与污染排放的粉粒体显热干式回收换热器，可用于大部分石油焦煅烧回转窑装置的过程热能回收，提高了社会效益、经济效益与环境效益，所回收热能可用于余热锅炉除氧器，燃料预热、物料干燥、管线保温、工厂采暖、制冷等方面。

Description

一种粉粒体显热干式回收换热器
技术领域
本发明涉及机械领域，具体地，涉及一种粉粒体显热干式回收换热器。
背景技术
目前在石油焦煅烧处理过程中一般采用回转窑装置，因其产能大、使用寿命长、自动化程度高等优点，被国内多数石油焦煅烧厂家所使用。回转窑装置在高温煅后焦的冷却处理上，均沿用着常规且传统的水冷法实现物料的快速冷却，水冷法通过在物料表面喷水以达到降温目的，虽然后期大部分改进型回转窑在设计上将冷却机水汽化后的饱和蒸汽和过程废气作为后续单元的预热“空气”而“粗放”利用，但冷却用水和煅后焦所携巨大显热的“浪费”现象，却未能有所改善，如何有效回收过程显热、节约资源、降低热污染，在当下绿色发展、环境友好的大背景下，日益成为炭素生产企业不可回避的现实问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉粒体显热干式回收换热器，以解决上述至少一个技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种粉粒体显热干式回收换热器，包括一回转窑，其特征在于，所述回转窑包括一倾斜设置的筒体、第一密封罩、第二密封罩，所述筒体内设有一用于放置高温物料的内筒，所述筒体与所述内筒之间设有至少三个支撑柱，所述筒体与所述内筒之间形成一横截面呈圆环状的中空腔，以所述中空腔作为夹层环腔；
所述第一密封罩设置在筒体一侧，所述第一密封罩上设有开口，所述第一密封罩一侧设有一导料溜管，所述导料溜管穿过所述开口并连通所述内筒，所述第二密封罩设置在筒体另一侧，所述第二密封罩的下部设有一排料锁气阀，所述排料锁气阀连通所述内筒；
所述第二密封罩一侧设有一进水主管、一出水主管，所述进水主管连接一入水集箱，所述入水集箱连接至少三根进水支管，所述进水支管连接所述夹层环腔的一侧部；
所述出水主管连接一出水集箱，所述出水集箱连接至少三根出水支管，所述出水支管连接所述夹层环腔的另一侧部；
所述进水主管与所述出水主管通过一旋转接头固定到所述筒体上，所述进水主管上安有一进水阀，所述出水主管上安有一出水阀。
所述支撑柱与所述内筒外壁的连接处设有一用于增加接触面积的承托板。
所述进水支管为六根，所述进水支管的纵截面呈“L”形，所述进水支管的上端部连接所述入水集箱，所述进水支管的下端部连接所述夹层环腔，靠近所述入水集箱的相邻两根进水支管的上端部之间形成一60°的夹角。
所述出水支管为六根，所述出水支管的纵截面呈“L”形，所述出水支管的上端部连接所述出水集箱，所述出水支管的中部穿过所述内筒，所述出水支管的中部通过锚固卡固定在所述内筒的内壁上，所述出水支管的下端部连接所述夹层环腔，靠近所述出水集箱的相邻两根出水支管的上端部之间形成一60°的夹角。
所述内筒的内壁上设有至少三个等间距设置的挡料圈，所述挡料圈的横截面呈圆环状，所述挡料圈的中心位于所述内筒的中心线上。
所述内筒的内壁上设有至少三块等间距设置的导热板，至少三块所述导热板呈长条状，所述导热板的长度方向与所述内筒的长度方向相同。
所述导热板采用一具有弧度的板状体，所述板状体的下部固定在所述筒体的内壁上，所述板状体的上部设有至少一个片状凸起，所述片状凸起的长度方向与所述板状体的长度方向相同。
所述内筒外壁上设有至少三块导水板，所述导水板呈长条状，所述导水板的长度方向与所述内筒的长度方向相同。优选，所述导水板为六块，相邻两块所述导水板之间形成一60°的夹角。
靠近所述排料锁气阀的所述筒体的上侧部上设有一排料罩、一用于引接除尘装置的引压管。
在石油焦煅烧生产过程中，高温煅后焦从回转窑经导料溜管进入倾斜的筒体，当筒体连续旋转下，高温物料则在位差的作用下从高端逐渐向排料端的排料锁气阀滑动，而煅后焦所携大量显热，则通过传导、辐射等方式直接作用于内筒壁，而获得热能的内筒壁则通过夹层环腔中的强制水流不断带走，由于温差的持续存在，其高温煅后焦的热量不断向水体一侧转移，从而完成水体水温升高和煅后焦温度的持续下降。
本发明通过此设计，实现了一种有效回收过程热能，减少资源消耗与污染排放的粉粒体显热干式回收换热器，可用于大部分石油焦煅烧回转窑装置的过程热能回收，提高了社会效益、经济效益与环境效益，所回收热能可用于余热锅炉除氧器，燃料预热、物料干燥、管线保温、工厂采暖、制冷等方面。
附图说明
图1为本发明的部分结构示意图；
图2为本发明的筒体处的部分结构纵截面示意图；
图3为本发明的入水集箱处的部分结构横截面示意图；
图4为本发明的出水集箱处的部分结构横截面示意图；
图5为本发明的挡料圈处的部分结构横截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种粉粒体显热干式回收换热器，包括一回转窑，回转窑包括一倾斜设置的筒体1、第一密封罩19、第二密封罩20，筒体内设有一用于放置高温物料的内筒2，筒体与内筒之间设有至少三个支撑柱3，筒体与内筒之间形成一横截面呈圆环状的中空腔，以中空腔作为夹层环腔14；第一密封罩设置在筒体一侧，第一密封罩上设有开口，第一密封罩一侧设有一导料溜管4，导料溜管穿过开口并连通内筒，第二密封罩设置在筒体另一侧，第二密封罩的下部设有一排料锁气阀5，排料锁气阀连通内筒；第二密封罩一侧设有一进水主管16、一出水主管15，进水主管连接一入水集箱7，入水集箱连接至少三根进水支管11，进水支管连接夹层环腔的一侧部；出水主管连接一出水集箱6，出水集箱连接至少三根出水支管12，出水支管连接夹层环腔的另一侧部；进水主管与出水主管通过一旋转接头10固定到筒体上，进水主管上安有一进水阀9，出水主管上安有一出水阀8。本发明通过此设计，实现了一种有效回收过程热能，减少资源消耗与污染排放的粉粒体显热干式回收换热器，可用于大部分石油焦煅烧回转窑装置的过程热能回收，提高了社会效益、经济效益与环境效益，所回收热能可用于余热锅炉除氧器，燃料预热、物料干燥、管线保温、工厂采暖、制冷等方面。
在石油焦煅烧生产过程中，高温煅后焦从回转窑经导料溜管进入倾斜的筒体，当筒体连续旋转下，第一密封罩与第二密封罩固定不动，高温物料则在位差的作用下从高端逐渐向排料端的排料锁气阀滑动，而煅后焦所携大量显热，则通过传导、辐射等方式直接作用于内筒壁，而获得热能的内筒壁则通过夹层环腔中的强制水流不断带走，由于温差的持续存在，其高温煅后焦的热量不断向水体一侧转移，从而完成水体水温升高和煅后焦温度的持续下降。
为了保证稳定支撑，每三个支撑柱为一组，每组支撑柱呈环状排布在内筒的外侧。第一密封罩与第二密封罩的外侧部均焊接有一具有弧度的钢片，钢片围成圆环状，钢片的外侧部与筒体的筒壁接触。利用具有弹性的钢片接触摩擦筒体，在筒体运转的同时保证密封性。旋转接头采用一多通路旋转接头。优选，旋转接头采用一双通道旋转接头，便于将进水主管与出水主管固定到筒体上。支撑柱与内筒外壁的连接处设有一用于增加接触面积的承托板。以增加支撑柱与内筒的接触面积，以提供稳定支撑，减少设备损坏的状况发生。
进水支管为六根，进水支管的纵截面呈“L”形，进水支管的上端部连接入水集箱，进水支管的下端部连接夹层环腔，靠近入水集箱的相邻两根进水支管的上端部之间形成一60°的夹角。出水支管为六根，出水支管的纵截面呈“L”形，出水支管的上端部连接出水集箱，出水支管的中部穿过内筒，出水支管的中部通过锚固卡固定在内筒的内壁上，出水支管的下端部连接夹层环腔，靠近出水集箱的相邻两根出水支管的上端部之间形成一60°的夹角。以均匀进水及出水，达到较佳的换热效果。
内筒的内壁上设有至少三个等间距设置的挡料圈17，挡料圈的横截面呈圆环状，挡料圈的中心位于内筒的中心线上。通过挡料圈承载一定高温物料，同时利用挡料圈将高温物料的热量传递给内筒壁。
内筒的内壁上设有至少三块等间距设置的导热板18，至少三块导热板呈长条状，导热板的长度方向与内筒的长度方向相同。导热板采用一具有弧度的板状体，板状体的下部固定在筒体的内壁上，板状体的上部设有至少一个片状凸起，片状凸起的长度方向与板状体的长度方向相同。利用导热板与片状凸起进行热传导，进一步将高温物料的热量传递给内筒壁，提高换热效果。
内筒外壁上设有至少三块导水板，导水板呈长条状，导水板的长度方向与内筒的长度方向相同。优选，导水板为六块，相邻两块导水板之间形成一60°的夹角。以提高夹层环腔中水流与内筒壁的换热效果。
靠近排料锁气阀的筒体的上侧部上设有一排料罩、一用于引接除尘装置的引压管13。引压管用于引到外部除尘设施，同时可利用排料罩释放压力。
本发明在制造时，包括以下处理过程，安有导料溜管的筒体的一侧作为进料端，安有排料锁气阀的筒体的一侧作为排料端；在筒体内重新布设一筒壁构成内筒，以原筒体作为外筒，且筒壁与外筒内壁间距保持在150mm；内筒采用厚度在18mm～25mm的Q345-B材质卷制而成；从进料端处的内筒外壁开始，沿纵向每间隔5米，环向120°点位处，各采用Φ120mm*150mm的支撑柱将内筒与外筒焊接固定，形成带有夹层的新的锅筒；内筒外壁从排料端至进料端环周每间隔60°纵向垂直焊接一条厚10mm、高50mm的导水板，共焊接6条；进料端处的内筒与外筒之间采用厚10mm同型号Q345-B材质的弧板坡口对接满焊后固定；在距外筒排料末端1200mm处，通过150mm宽、厚10mm的同型号Q345-B材质环板与内筒末端环向坡口对接满焊后固定，并形成密闭的夹层环腔；在筒体的排料端处的夹层环腔的腔壁上，每间隔60°布设进水管口一个，并通过进水支管与进水管口对接；所有进水支管分别沿筒体中线弯曲90°后，分别交汇于Φ300mm*300mm的进水集水母管处，即入水集箱处，并通过排料端的筒体中心线处经旋转接头引出，与外置进水管线完成对接；在进料端的夹层环腔一侧，环向每间隔60°纵向布设一支约Φ65mm*24mm排水支管，排水支管与内筒壁完全贴合，沿内筒壁的排水支管，每隔400mm在内筒壁上焊接一个锚固卡，所有排水支管在排料端处朝向筒体中心弯曲90°后，并分别与Φ300mm*300mm的排水集水母管对接，即与排水集箱对接后，再通过排料端的筒体中心线处经同一旋转接头引出，与外置排水管线完成对接；从进料端处的内筒起，纵向每间隔500mm环周布设一道10mm厚、150mm高的挡料圈；在内筒的内壁环周每间隔60°纵向布设一条10mm厚、150mm高、500mm长的强化导热板；所有纵向布设的管线及导热板等在位置选定上应相互错开；所有承压结合面严格按照工业锅炉、火力发电厂、金属技术规程等相关规范施工，必要时应严格探伤检查，确保焊接质量及强度。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种粉粒体显热干式回收换热器，包括一回转窑，其特征在于，所述回转窑包括一倾斜设置的筒体、第一密封罩、第二密封罩，所述筒体内设有一用于放置高温物料的内筒，所述筒体与所述内筒之间设有至少三个支撑柱，所述筒体与所述内筒之间形成一横截面呈圆环状的中空腔，以所述中空腔作为夹层环腔；
所述第一密封罩设置在筒体一侧，所述第一密封罩上设有开口，所述第一密封罩一侧设有一导料溜管，所述导料溜管穿过所述开口并连通所述内筒，所述第二密封罩设置在筒体另一侧，所述第二密封罩的下部设有一排料锁气阀，所述排料锁气阀连通所述内筒；
所述第二密封罩一侧设有一进水主管、一出水主管，所述进水主管连接一入水集箱，所述入水集箱连接至少三根进水支管，所述进水支管连接所述夹层环腔的一侧部；
所述出水主管连接一出水集箱，所述出水集箱连接至少三根出水支管，所述出水支管连接所述夹层环腔的另一侧部；
所述进水主管与所述出水主管通过一旋转接头固定到所述筒体上，所述进水主管上安有一进水阀，所述出水主管上安有一出水阀。
2.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述支撑柱与所述内筒外壁的连接处设有一用于增加接触面积的承托板。
3.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述进水支管为六根，所述进水支管的纵截面呈“L”形，所述进水支管的上端部连接所述入水集箱，所述进水支管的下端部连接所述夹层环腔，靠近所述入水集箱的相邻两根进水支管的上端部之间形成一60°的夹角。
4.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述出水支管为六根，所述出水支管的纵截面呈“L”形，所述出水支管的上端部连接所述出水集箱，所述出水支管的中部穿过所述内筒，所述出水支管的中部通过锚固卡固定在所述内筒的内壁上，所述出水支管的下端部连接所述夹层环腔，靠近所述出水集箱的相邻两根出水支管的上端部之间形成一60°的夹角。
5.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述内筒的内壁上设有至少三个等间距设置的挡料圈，所述挡料圈的横截面呈圆环状，所述挡料圈的中心位于所述内筒的中心线上。
6.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述内筒的内壁上设有至少三块等间距设置的导热板，至少三块所述导热板呈长条状，所述导热板的长度方向与所述内筒的长度方向相同。
7.如权利要求6所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述导热板采用一具有弧度的板状体，所述板状体的下部固定在所述筒体的内壁上，所述板状体的上部设有至少一个片状凸起，所述片状凸起的长度方向与所述板状体的长度方向相同。
8.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述内筒外壁上设有至少三块导水板，所述导水板呈长条状，所述导水板的长度方向与所述内筒的长度方向相同。
9.如权利要求8所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，所述导水板为六块，相邻两块所述导水板之间形成一60°的夹角。
10.如权利要求1所述的一种粉粒体显热干式回收换热器，其特征在于，靠近所述排料锁气阀的所述筒体的上侧部上设有一排料罩、一用于引接除尘装置的引压管。
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