CN110207513A - 灰渣冷却器以及余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种灰渣冷却器以及余热利用系统，涉及煤化工技术领域，冷却器包括：壳体，壳体侧壁上设置有用于引入松动气的第一进气口，壳体的底部设置有排灰口；纵向设置在壳体内的换热管和中心管，中心管和换热管均至少具有一根，壳体与换热管、中心管之间形成流动空腔，中心管的侧壁上设置有至少一个第一开孔；管箱，管箱封头上设置有进料口，进料口位于换热管上方，管箱侧壁上设置有：下降管口和上升管口；管箱具有管箱封头；松动气由第一进气口引入至中心管内部，再经第一开孔以预定速率排向换热管。本申请提供的灰渣冷却器以及余热利用系统，在有效降低灰渣温度的同时，还能够提高换热面积的利用率，同时能够提高热量回收率。

Description

灰渣冷却器以及余热利用系统
技术领域
本申请涉及煤化工技术领域，具体涉及一种灰渣冷却器以及余热利用系统。
背景技术
本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
粉煤在气化炉中燃烧产生的高温灰渣需要通过换热设备进行冷却，使其温度降低到一定范围内。目前，冷却高温灰渣所采用的冷却器通常采用移动床机理，高温灰渣从冷却器的侧面进入，冷却后的灰渣在重力的作用下从冷却器的底部流出。
现有技术中，采用移动床冷却器时，由于灰渣在自重作用下由入口流经出口，灰渣在冷却器内部分布不易均匀，灰渣与换热管的接触面积较小，导致换热管的换热面积利用率较低。另外，当所需处理的灰渣量较大时，需要增大换热管的换热面积，而为了保障设备的稳定性，冷却器内换热管的长度通常不宜过长，这使得冷却器不能有效降低灰渣温度。因此，非常有必要提供一种新的灰渣冷却器，能够解决上述至少一个问题。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请提供的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为实现上述目的，本申请提供了一种灰渣冷却器以及余热利用系统，在有效降低灰渣温度的同时，还能够提高换热面积的利用率，同时能够提高热量回收率。提供的技术方案如下所述：
具有中空结构的壳体，所述壳体沿其高度方向纵向放置，所述壳体侧壁上设置有用于引入松动气的第一进气口，所述壳体的底部设置有排灰口；
纵向设置在所述壳体内的换热管和中心管，所述中心管和所述换热管均至少具有一根，所述壳体与所述换热管、所述中心管之间形成流动空腔，所述换热管内流动有冷却介质，每根所述中心管至少具有顶壁和侧壁，所述侧壁上设置有至少一个第一开孔；
与所述换热管连通的管箱，所述管箱具有管箱封头，所述管箱封头上设置有进料口，所述进料口位于所述换热管的上方；其中，所述管箱具有中空腔体，所述管箱侧壁上设置有：下降管口和上升管口，所述冷却介质能通过所述下降管口进入至所述换热管内，所述换热管中的冷却介质经过与灰渣换热后能通过所述上升管口流出；
所述松动气由所述第一进气口引入至所述中心管内部，再经所述第一开孔以预定速率排向所述换热管；所述灰渣由所述进料口进入所述流动空腔，在所述松动气的作用下，在所述换热管区间内流动，最终由所述排灰口流出。
作为一种优选的实施方式，所述换热管具有多根，所述中心管位于多根所述换热管之间，多根所述换热管形成换热管束，每根所述换热管包括：内管和外管，所述内管插入至所述外管并与所述外管之间形成有环形空间，所述外管的顶端与所述内管的顶端之间具有交错长度；
所述管箱与所述壳体之间设置有连接板，所述连接板上设置有与所述外管相配合的第一孔隙，所述管箱内置有隔板，所述隔板上设置有与所述内管相配合的第二孔隙，所述隔板将所述管箱分隔为第一腔室和第二腔室；其中，所述下降管口位于所述第一腔室内，所述上升管口位于所述第二腔室内，所述内管的顶端插入至所述第一腔室，所述外管的顶端位于所述第二腔室；
冷却介质能自所述下降管口进入所述内管，再沿所述环形空间流动，换热后的介质能自所述外管的顶端沿所述上升管口流出。
作为一种优选的实施方式，所述中心管设置在所述换热管束中间，且位于所述进料口的正下方，每根所述中心管的顶壁呈凸起状，所述顶壁上设置有第二开孔。
作为一种优选的实施方式，所述第一开孔具有多个，多个所述第一开孔沿所述中心管的周向均匀分布形成第一开孔组，所述第一开孔组具有多个，多个所述第一开孔组沿所述中心管的轴向设置。
作为一种优选的实施方式，所述管箱内还设置有内封头，所述内封头安装在所述管箱封头的下方，并位于所述第一腔室内，所述第一腔室的侧壁上设置有排气口，所述内封头具有坡度，所述内封头的底端设置有下料管。
作为一种优选的实施方式，所述下料管伸入至所述连接板的下方，所述下料管具有下料口，所述下料口位于所述中心管的上方。
作为一种优选的实施方式，所述进料口位于所述管箱封头的中心，所述进料口、所述下料口、所述中心管位于同一直线上。
作为一种优选的实施方式，所述壳体的底部具有预定坡度，所述灰渣由所述进料口进入，在与所述换热管进行换热处理后，沿所述预定坡度由所述排灰口流出；所述壳体的底部侧壁上设置有用于引入松动气的第二进气口。
作为一种优选的实施方式，所述预定速率的计算公式为：
式中，v表示为预定速率，单位为m/s；ds表示为灰渣颗粒粒径，单位为μm；Rhos表示为固体密度，单位为g/cm3；Rhog表示为气体密度，单位为g/cm3；C表示为常数，取值在1.0～1.5之间。
一种余热利用系统，包括所述的灰渣冷却器，其中，所述进料口与气化炉连通，所述换热管通过所述上升管口、下降管口与汽包连通并形成蒸汽循环管路。
有益效果：
本申请实施方式中的灰渣冷却器的管箱封头上设置有进料口，进料口位于换热管上方，壳体的底部设置有排灰口。高温灰渣由进料口进入，在与换热管进行换热处理后，在自身重力作用下从排灰口流出，不需要动力带动，节省了设备运行费用。该灰渣冷却器中设置有中心管，中心管与换热管均纵向设置，所述中心管的侧壁上设置有至少一个第一开孔，从外部引入的松动气能够通过第一开孔以预定速率排出并导向换热管，从而在灰渣利用自身重力在设备内缓缓下落的过程中，能够促进灰渣在换热管区间内的流动，从而能够有效提高换热管面积的利用率。另外，通过在换热管区间内引入松动气，还能够置换灰渣夹带的合成气，从而将大部分合成气置换掉，使所排灰渣中不含可燃介质。
相对于采用流化床机理的冷却器，即为了达到流化效果，需要引入大量流化气对高温灰渣进行冷却的方式而言，本申请实施方式提供的灰渣冷却器以及余热利用系统能够减小对设备以及换热管的磨损，延长了设备的使用寿命。另外，通过中心管的第一开孔向换热管引入松动气，气体流动速度往往较低，不仅能够节约松动气的使用量，还能避免因气体流速过高而对灰渣造成的激冷，从而使得高温灰渣原本携带的热量能够有效利用。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
图1为本申请实施方式中的灰渣冷却器的结构示意图；
图2为本申请实施方式中的余热利用系统的结构示意图；
图3为本申请实施方式中的灰渣冷却器的布管图。
附图标记说明：
1、壳体；11、第一进气口；12、第二进气口；13、排灰口；2、中心管；21、第一开孔；22、第二开孔；3、换热管；31、内管；32、外管；4、管箱；41、下降管口；42、上升管口；43、排气口；44、管箱封头；45、进料口；46、连接板；47、隔板；5、内封头；51、下料管；6、气化炉；7、汽包。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所限定的范围内。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本申请实施方式提供了一种灰渣冷却器，如图1所示，所述冷却器包括：具有中空结构的壳体1，所述壳体1沿其高度方向纵向放置，所述壳体1侧壁上设置有用于引入松动气的第一进气口11，所述壳体1的底部设置有排灰口13；纵向设置在所述壳体1内的换热管3和中心管2，所述中心管2和所述换热管3均至少具有一根，所述壳体1与所述换热管3、所述中心管2之间形成流动空腔，所述换热管3内流动有冷却介质，每根所述中心管2至少具有顶壁和侧壁，所述侧壁上设置有至少一个第一开孔21；与所述换热管3连通的管箱4，所述管箱4具有管箱封头44，所述管箱封头44上设置有进料口45，所述进料口45位于所述换热管3的上方；其中，所述管箱4具有中空腔体，所述管箱4侧壁上设置有：下降管口41和上升管口42，所述冷却介质能通过所述下降管口41进入至所述换热管3内，所述换热管3中的冷却介质经过与灰渣换热后能通过所述上升管口42流出；所述松动气由所述第一进气口11引入至所述中心管2内部，再经所述第一开孔21以预定速率排向所述换热管3；所述灰渣由所述进料口45进入所述流动空腔，在所述松动气的作用下，在所述换热管3区间内流动，最终由所述排灰口13流出。
本申请实施方式中的灰渣冷却器的管箱封头44上设置有进料口45，进料口45位于换热管3的上方，壳体1的底部设置有排灰口13。高温灰渣能由进料口45进入，在与换热管3进行换热处理后，在自身重力作用下从排灰口45流出，不需要动力带动，节省了设备运行费用。该灰渣冷却器中设置有中心管2，中心管2与换热管3均纵向设置，所述中心管2的侧壁上设置有至少一个第一开孔21，从外部引入的松动气能够通过第一开孔21以预定速率排出并导向换热管3，从而在灰渣利用自身重力在设备内缓缓下落的过程中，能够促进灰渣在换热管3区间内的流动，从而能够有效提高换热管3面积的利用率。另外，通过在换热管3区间内引入松动气，还能够置换灰渣夹带的合成气，从而将大部分合成气置换掉，使所排灰渣中不含可燃介质。
相对于采用流化床机理的冷却器，即为了达到流化效果，需要引入大量流化气对高温灰渣进行冷却的方式而言，本申请实施方式提供的灰渣冷却器能够减小对设备以及换热管3的磨损，延长了设备的使用寿命。另外，通过中心管2的第一开孔21向换热管3引入松动气，气体流动速度往往较低，不仅能够节约松动气的使用量，还能避免因气体流速过高而对灰渣造成的激冷，从而使得高温灰渣原本携带的热量能够有效利用。
所述冷却器的壳体1沿其高度方向纵向放置，壳体1形状不作具体限定，其可以是筒体，具有侧壁和底壁，所述侧壁和底壁上可以增设有耐磨层，从而能够有效降低灰渣在壳体1内流动过程中造成的磨蚀。其中，由于灰渣在壳体1内流动时还没有被完全冷却，壳体1的侧壁上可以进一步设置隔热层。所述壳体1具有中空的腔室。壳体1侧壁上设置有用于引入松动气的第一进气口11，壳体1的底壁上设置有排灰口13。所述松动气可以是二氧化碳、氮气或压缩空气等，具体类型不作限定。所述壳体1内部设置有换热管3和中心管2，所述壳体1与所述换热管3、所述中心管2之间形成流动空腔。所述换热管3和中心管2均为管体结构，其中，中心管2至少具有顶壁和侧壁，换热管3内部流动有冷却介质，其能够与高温工质进行换热。
所述换热管3和中心管2在壳体1内纵向设置。所述换热管3至少具有一根。换热管3与管箱4连通，换热管3在于管箱4连接后固定在壳体1内。中心管2可以通过支撑架固定在壳体1内，具体的，所述支撑架具有中空腔体，支撑架通过壳体1侧壁上的第一进气口固定在壳体1上，所述中心管2下部对应有进气口，所述进气口、所述支撑架、所述第一进气口相连通，松动气通过所述第一进气口向中心管2内部输入，然后沿所述第一开孔21以预定速率排出。所述第一开孔21至少具有一个。
所述管箱4可以为具有中空腔体的筒体，所述管箱4的侧壁上设置有下降管口41和上升管口42。所述冷却介质能通过所述下降管口41进入至所述换热管3内，所述换热管3中的冷却介质经过与灰渣换热后能通过所述上升管口42流出。所述管箱4具有管箱封头44，其可以设置在管箱4的顶部，所述管箱封头44上设置有进料口45，所述进料口45位于换热管3的上方。高温灰渣由所述进料口45进入中心管2与换热管3之间的流道，在自身重力作用下缓缓向冷却器下方移动，在移动的过程中流经换热管3区间，与换热管3内部的冷却介质进行换热，最终由壳体1底部的排灰口13流出。
具体的，如图1和图3所示，在本实施方式中，所述换热管3具有多根，所述中心管2位于多根所述换热管3之间，多根所述换热管3形成换热管束，每根所述换热管3包括：内管31和外管32，所述内管31插入至所述外管32并与所述外管32之间形成有环形空间，所述外管32的顶端与所述内管31的顶端之间具有交错长度。所述管箱4与所述壳体1之间设置有连接板46，所述连接板46上设置有与所述外管32相配合的第一孔隙，所述管箱4内置有隔板47，所述隔板47上设置有与所述内管31相配合的第二孔隙，所述隔板47将所述管箱4分隔为第一腔室和第二腔室。其中，所述下降管口41位于所述第一腔室内，所述上升管口42位于所述第二腔室内，所述内管31的顶端插入至所述第一腔室，所述外管32的顶端位于所述第二腔室。冷却介质能自所述下降管口41进入所述内管31，再沿所述环形空间流动，换热后的介质能自所述外管32的顶端沿所述上升管口42流出。
所述换热管3的具体数量不作限定，多根所述换热管3形成换热管束。优选的，所述换热管3采用正方形排列方式，如图1和图3所示，采用正方形方式排列的换热管束，相邻所述换热管3之间的间距较大，有利于设置温度计或压力计，同时还有利于对管束的管理。相邻两根所述换热管3之间具有预定距离，从而防止灰渣在换热管束内架桥。所述预定距离具体不作限定，其与所述灰渣的特性有关，不能过大也不能过小；若预定距离过大，不利于灰渣在换热管束区间内的换热，灰渣冷却不均匀，且换热管3的间距过大会导致灰渣冷却器的整体体积增大；若预定距离过小，容易导致灰渣在换热管束内产生架桥现象，不利于灰渣向下流动。为了增加换热管束的稳定性，换热管束上可以设置防振动格栅支撑板。
所述中心管2位于换热管束之间，当灰渣在换热管束之间流动时，通过中心管2侧壁上的第一开孔21吹出的松动气，能够促进灰渣在换热管束内部的流动，提高换热管换热面积的利用率。另外，中心管2内通入气体还能够降低中心管2的壁面温度，以降低中心管的选材要求。所述中心管2的具体数量不作限定，为了促进灰渣在换热管束内的流动，中心管2可以设置有多根。
进一步的，每根换热管3包括：内管31和外管32，所述内管31的底端、顶端均敞开，所述内管31的底端插入至所述外管32内，且内管31与外管之间形成环形空间，所述内管31的顶端与所述外管32的顶端之间具有一定的交错长度，从而形成刺刀式结构。所述外管32的底端封闭、顶端敞开，冷却介质能自内管31的顶端进入，从内管31的底端流入至所述环形空间，然后自所述外管32的顶端流出，所述冷却介质在所述换热管3内流动的过程中，管程流体与高温灰渣的之间进行对流传热。
所述管箱4内设置有隔板47，能将管箱4分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室位于所述第二腔室的上方。所述下降管口41位于所述第一腔室内，所述上升管口42位于所述第二腔室内。隔板47上还设置有与所述内管31相配合的第二孔隙，从而内管31能够从所述第二孔隙穿设至第一腔室内。所述管箱4通过连接板46与壳体1连接，所述连接板46也可以是法兰，所述连接板46上设置有与所述外管32相配合的第一孔隙，外管32的顶端位于所述第二腔室。管程流体能够通过第一腔室内的下降管口41进入至内管31中，在经过换热处理后的产物能够自所述外管32的顶端汇聚至第二腔室内，最终从所述上升管口42流出。进一步的，所述隔板47和所述连接板46上均设置有空洞，灰渣能够自进料口45进入后，穿过所述孔洞掉落至换热管束内进行换热。所述隔板47与所述连接板46可以为圆板，从而能够与管箱4腔室相配合连接。
在一个具体的实施方式中，所述第一开孔21具有多个，多个所述第一开孔21沿所述中心管2的周向均匀分布形成第一开孔组，所述第一开孔组具有多个，多个所述第一开孔组沿所述中心管2的轴向设置。当灰渣进入中心管2与换热管3之间的流道时，通过第一开孔组的设置，能够促进灰渣在换热管束间的均匀流动，换热管3的利用率大幅度提高，从而能够缩短所需的换热管3的长度，降低设备投资。
优选的，所述第一开孔21打孔时由管内向外开孔，即第一开孔21在中心管2外表面形成凸起部，从而能够保证气体以预定速率顺利的通过开孔，并且由于该凸起部的存在灰渣不易于从开孔进入管内。所述预定速率原则上来说不应过大，但需要能够带动灰渣在换热管束间流动。
在本实施方式中，所述预定速率的计算公式为：
式中，v表示为预定速率，单位为m/s；
ds表示为灰渣颗粒粒径，单位为μm；
Rhos表示为固体密度，单位为g/cm3；
Rhog表示为气体密度，单位为g/cm3；
C表示为常数，取值在1.0～1.5之间。
所述第一开孔21内排出的松动气的预定速率基于灰渣粒径，其中，灰渣粒径的沉降速度的计算公式为：
式中，vt表示为预定速率，单位为m/s；ds表示为灰渣颗粒粒径，单位为μm；Rhos表示为固体密度，单位为g/cm3；Rhog表示为气体密度，单位为g/cm3。以灰渣的最大粒径为300微米为例，通过上述公式能计算出灰渣粒径的沉降速度为1.18m/s，为使灰渣在冷却器内达到流化状态，第一开孔21内排出气体速率必然要大于此沉降速度，但又需尽可能降低对换热管3造成的磨蚀，优选的，气体在冷却器内的流动速度为沉降速度的125％，即C值取1.25，在本实施例中，所述预定速率为1.5m/s。
另外，在本实施例中，为了保证气体能够顺利通过第一开孔21，所述第一开孔21的气体通过量要求不能小于5Nm3/h，通过上述公式计算出的预定速率，可以确定第一开孔21的孔径大小。
本申请实施方式提供的灰渣冷却器相对于采用流化床机理的冷却器，即为了达到流化效果，需要引入大量流化气对高温灰渣进行冷却的方式而言，灰渣在冷却器内流动速率较低，对设备以及换热管3的磨损较弱，能够延长设备的使用寿命。另外，由于所需的气体流动速度以及通过速率均较低，不仅能够节约松动气的使用量，还能避免因气体流速过高而对灰渣造成的激冷，从而避免高温灰渣原本携带的热量不能够有效利用。
在本实施方式中，所述中心管2设置在所述换热管束中间，且位于所述进料口45的正下方，每根所述中心管2的顶壁呈凸起状，所述顶壁上设置有第二开孔22。
灰渣自进料口45掉落至中心管2上方时，通过第二开孔22喷射的气体的吹扫不仅能防止灰渣不经冷却直接掉落至壳体1底部的排灰口排出，还能有效促进灰渣在换热管3内部的分布。另外，通过中心管2顶部开设的第二开孔22，还能够防止灰渣在中心管2区域的堆积。优选的，所述中心管2的顶壁呈凸起状，中心管2顶壁纵截面形状可以为椭圆形或锥形，防止灰渣进入中心管2内部。
在本实施方式，所述管箱4内还设置有内封头5，所述内封头5安装在所述管箱封头44的下方，并位于所述第一腔室内，所述第一腔室的侧壁上设置有排气口43，所述内封头5具有坡度，所述内封头5的底端设置有下料管51。
具体的，所述管箱封头44、内封头5整体呈具有对称中心的锥形结构或椭圆结构，所述内封头5安装在管箱封头44的下方，且安装方向与管箱封头44相反。内封头5具有一定的坡度，内封头5与管箱封头44配合后形成有用于进料的腔室。内封头5的底端设置有开口，所述开口连接有下料管51，当灰渣由进料口45进入，能够沿内封头5的坡度从所述开口流入所述下料管51。
由于换热管3在换热过程中，不可避免的产生水蒸气，水蒸气将聚集在第一腔室的侧壁上，若水蒸气不能够及时排出，将在管箱4内积气，这将导致内管31的顶端进水口处形成气液两相流，从而影响冷却介质与灰渣之间的换热。所述第一腔室的侧壁上进一步设置有排气口43，所述排气口43位于第一腔室的上端，从而内封头5能够将第一腔室内的积气通过排气口43及时挤压出去，避免积气进入内管31。所述内封头5、所述管箱封头44和所述下料管51至少有一个设置有耐火或隔热材料，从而能够降低换热强度，保证零件能够长周期可靠运行。
在本实施方式中，所述下料管51伸入至所述连接板46下方，所述下料管46具有下料口，所述下料口位于所述中心管2的上方。通过将下料管51伸入至连接板46下方，能够防止灰渣沿内管31和外管32的顶端进入，进一步的，所述进料口45位于所述管箱封头44的中心，所述进料口45、所述下料口、所述中心管2位于同一直线上，有利于灰渣的下入。
在本实施方式中，所述壳体1的底部具有预定坡度，所述灰渣由所述进料口45进入，在与所述换热管3进行换热处理后，沿所述预定坡度由所述排灰口13流出；所述壳体1的底部侧壁上设置有用于引入松动气的第二进气口12。
所述第二进气口12可以设置有多个，其设置在所述壳体1的底部侧壁上。灰渣在排出时，通过第二进气口12引入的松动气，有利于灰渣能够快速排出，防止壳体1底部架桥以及露点腐蚀等问题。另外，通过向第二进去口12输入松动气，该灰渣冷却器无需设置传动部件促进灰渣的排出，设备使用寿命长，运行成本低。
本申请还提供了一种余热利用系统，请参阅图1和图2，包括所述的灰渣冷却器，其中，所述进料口45与气化炉6连通，所述换热管3通过所述上升管口42、下降管口41与汽包7连通并形成蒸汽循环管路。
具体的，气化炉6与进料口45之间连接有管路，粉煤在气化炉6中燃烧产生的高温灰渣通过管路输入至灰渣冷却器。高温灰渣在冷却器中通过换热管3与汽包7之间的蒸汽循环通路与换热管3内的冷却介质进行换热，所述冷却介质在本实施例中为水。换热管3的内管31与下降管口41连接，下降管口41能够为内管31提供水，外管32与上升管口42连接，上升管口42将换热后的产物输送给汽包7，汽包7内能根据需要分离出不同等级的蒸汽。所述换热后的产物可以为热水、水蒸气以及热水与水蒸气形成的混合物。
本申请实施例提供的灰渣冷却器以及余热利用系统具有以下优点：
(1)该灰渣冷却器在有效降低灰渣温度的同时还能够提高换热面积的利用率，同时能提高该余热利用系统的热量回收率；
(2)该灰渣冷却器能够防止高温灰渣不经冷却直接排出；
(3)该灰渣冷却器能够大大节约松动气的使用量，并能够减轻对设备的磨损；
(4)该灰渣冷却器能够防止管箱内部积气，保证换热效率；
(5)该灰渣冷却器在处理大量高温灰渣时，无需增加换热管的尺寸，降低了设备投资。
(6)该灰渣冷区器无需设置转动部件，设备不容易出现故障。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不是为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照本申请所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (10)

1.一种灰渣冷却器，其特征在于，所述冷却器包括：
具有中空结构的壳体，所述壳体沿其高度方向纵向放置，所述壳体侧壁上设置有用于引入松动气的第一进气口，所述壳体的底部设置有排灰口；
纵向设置在所述壳体内的换热管和中心管，所述中心管和所述换热管均至少具有一根，所述壳体与所述换热管、所述中心管之间形成流动空腔，所述换热管内流动有冷却介质，每根所述中心管至少具有顶壁和侧壁，所述侧壁上设置有至少一个第一开孔；
与所述换热管连通的管箱，所述管箱具有管箱封头，所述管箱封头上设置有进料口，所述进料口位于所述换热管的上方；其中，所述管箱具有中空腔体，所述管箱侧壁上设置有：下降管口和上升管口，所述冷却介质能通过所述下降管口进入至所述换热管内，所述换热管中的冷却介质经过与灰渣换热后能通过所述上升管口流出；
所述松动气由所述第一进气口引入至所述中心管内部，再经所述第一开孔以预定速率排向所述换热管；所述灰渣由所述进料口进入所述流动空腔，在所述松动气的作用下，在所述换热管区间内流动，最终由所述排灰口流出。
2.如权利要求1所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述换热管具有多根，所述中心管位于多根所述换热管之间，多根所述换热管形成换热管束，每根所述换热管包括：内管和外管，所述内管插入至所述外管并与所述外管之间形成有环形空间，所述外管的顶端与所述内管的顶端之间具有交错长度；
所述管箱与所述壳体之间设置有连接板，所述连接板上设置有与所述外管相配合的第一孔隙，所述管箱内置有隔板，所述隔板上设置有与所述内管相配合的第二孔隙，所述隔板将所述管箱分隔为第一腔室和第二腔室；其中，所述下降管口位于所述第一腔室内，所述上升管口位于所述第二腔室内，所述内管的顶端插入至所述第一腔室，所述外管的顶端位于所述第二腔室；
冷却介质能自所述下降管口进入所述内管，再沿所述环形空间流动，换热后的介质能自所述外管的顶端沿所述上升管口流出。
3.如权利要求2所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述中心管设置在所述换热管束中间，且位于所述进料口的正下方，每根所述中心管的顶壁呈凸起状，所述顶壁上设置有第二开孔。
4.如权利要求2所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述第一开孔具有多个，多个所述第一开孔沿所述中心管的周向均匀分布形成第一开孔组，所述第一开孔组具有多个，多个所述第一开孔组沿所述中心管的轴向设置。
5.如权利要求2所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述管箱内还设置有内封头，所述内封头安装在所述管箱封头的下方，并位于所述第一腔室内，所述第一腔室的侧壁上设置有排气口，所述内封头具有坡度，所述内封头的底端设置有下料管。
6.如权利要求5所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述下料管伸入至所述连接板的下方，所述下料管具有下料口，所述下料口位于所述中心管的上方。
7.如权利要求6所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述进料口位于所述管箱封头的中心，所述进料口、所述下料口、所述中心管位于同一直线上。
8.如权利要求1所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述壳体的底部具有预定坡度，所述灰渣由所述进料口进入，在与所述换热管进行换热处理后，沿所述预定坡度由所述排灰口流出；所述壳体的底部侧壁上设置有用于引入松动气的第二进气口。
9.如权利要求1所述的灰渣冷却器，其特征在于，所述预定速率的计算公式为：
式中，v表示为预定速率，单位为m/s；ds表示为灰渣颗粒粒径，单位为μm；Rhos表示为固体密度，单位为g/cm3；Rhog表示为气体密度，单位为g/cm3；C表示为常数，取值在1.0～1.5之间。
10.一种余热利用系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的灰渣冷却器，其中，所述进料口与气化炉连通，所述换热管通过所述上升管口、下降管口与汽包连通并形成蒸汽循环管路。
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