CN114963782A - 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法 - Google Patents

一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114963782A
CN114963782A CN202210688403.4A CN202210688403A CN114963782A CN 114963782 A CN114963782 A CN 114963782A CN 202210688403 A CN202210688403 A CN 202210688403A CN 114963782 A CN114963782 A CN 114963782A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchange
working medium
medium outlet
exchange unit
exchange units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210688403.4A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋受宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202210688403.4A priority Critical patent/CN114963782A/zh
Publication of CN114963782A publication Critical patent/CN114963782A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/04—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure- reducing chambers, e.g. in accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1638—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Abstract

本发明涉及一种固体颗粒冷却器，包括具有内腔的本体，所述内腔内设有由上至下依次分布的布料机构、若干换热单元和出料机构，所述布料机构的顶部设有进料口，所述进料口设置于本体上且与内腔连通，所述出料机构的底部设有出料口；所述换热单元包括相对设置的2个联箱，所述2个联箱之间连通有管排，所述联箱和管排内填充有冷却工质，所述管排包括至少2排上、下分布的换热管，上、下相邻的2排换热管在水平面上的正投影的重合度≥0且小于100％。本发明的固体颗粒冷却器无需外力的固体颗粒重力流动，实现强化换热，结构紧凑，节省空间，易于推广实施，且节能减排，能够有效地进行热量回收，有助于降低企业生产成本，提高企业经济效益。

Description

一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法
技术领域
本发明涉及一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法，属于冷却设备领域。
背景技术
工业上，在生产固体颗粒时，常需用到冷却器，以冷却，获得所需性质的固体颗粒产品，例如，氧化铝的生产过程中，就需要对焙烧后的氧化铝进行冷却。焙烧过程是氧化铝生产的最后一道工序，该生产过程的主要任务是将带有附着水和结晶水的氢氧化铝在焙烧炉中高温煅烧，脱除附着水和结晶水，从而生成物理化学性质符合要求的氧化铝产品。焙烧生产过程是决定氧化铝的产量、质量和能耗的重要环节，其能耗占氧化铝生产能耗的10％左右。
国内氧化铝厂目前使用的焙烧炉主要有气体悬浮焙烧炉和循环流态化焙烧炉。氧化铝从焙烧炉中经旋风冷却系统冷却后温度一般在200℃以上，还需经流化床冷却器进行二次冷却至80℃以下。现有的流化床冷却器是用压缩风通过透气布使氧化铝粉流态化，从而与床内布置的冷却管组进行换热冷却，冷却管组内的冷却介质一般是循环冷却水。同时，现有的流化床冷却器运行中常有焙烧炉内衬浇注料脱落损坏流化床透气布，导致冷却器被局部射流损坏，造成压产或停炉检修，而维修更换流化床冷却器时需花费大量时间去清理床内堆积的氧化铝粉。
总的来说，目前流化床冷却器存在以下几个方面的问题：1)流化风和循环水冷却塔风机需消耗较多的动力；2)循环水冷却热量散发到大气中没利用，浪费了大量的热资源，同时污染了环境；3)焙烧炉提产造成现有的流化床冷却器冷却面积不够，使得出料温度高于80℃；4)焙烧炉内衬的浇注料脱落进入流化床，大块的浇注料经常砸坏透气布，使得压缩风穿过砸坏的透气布孔洞形成氧化铝粉射流，对床内的冷却管造成冲刷破坏；小块的浇注料沉积于流化床底部到一定的厚度，使得床内的氧化铝粉不能流化；5)维护检修流化床时，对床内的氧化铝粉进行清理非常麻烦，而清理时氧化铝粉泄漏到流化床周围，造成氧化铝损失和环境污染。
中国实用新型专利CN201720386658.X和中国发明专利申请CN201710240247.4公开了一种氧化铝焙烧炉立式流化床及粉体流冷却方法。它们虽然能解决目前流化床存在的大部分问题，但：1)其布料筛板为倒V形结构，由于焙烧炉氧化铝的产量决定了这种V形屋脊较长，这将造成沿屋脊方向布料不均匀；同时V形坡度需设计得较大，才能保证沿V形坡度方向布料均匀，这将导致V形布料筛板高度较高，由于现有的焙烧炉旋风冷却出料口的空间高度有限，因此这种V形布料筛板将制约后续换热单元的布置；2)其过滤焙烧炉脱落浇注料的滤料板为水平的，由于焙烧炉氧化铝粉的产量决定了滤料板面积较大，因此通过其清渣门清理大颗粒的渣料极不方便，且不能在线清理，需停炉时才能清理，当焙烧炉炉龄较长时会有较多的浇注料脱落，停炉清理会影响焙烧炉的产量和能耗；3)其换热单元采用矩形法兰连接，由于焙烧炉氧化铝粉的产量决定了该矩形法兰较大，运行过程中氧化铝粉温度较高，会使矩形法兰容易变形，造成检修麻烦；4)其换热单元内的翅片换热管为普通的高频焊螺旋翅片管，螺旋翅片为一根连续的钢带旋绕而成，虽然扩展了换热面积，但是会影响氧化铝粉的流通面积；5)其卸料阀由上下二块卸料板构成，下卸料板下表面连接丝母和丝杆。由于下料板要承受立式流化床内氧化铝粉的重量，会使下料板和丝杆变形，造成卸料阀工作不可靠。
中国实用新型专利CN201820149676.0公开了一种氧化铝粉体流出料取热冷却器，虽然也能解决现有的流化床冷却器的部分问题，但：1)不能解决焙烧炉内衬脱落的浇注料块对换热管组的冲砸及脱落的大块浇注料对氧化铝粉的通道堵塞问题；2)其换热模块内的换热管为整体轧片管，轧片为连续旋绕结构，虽然扩展了换热面积，但同样会影响氧化铝粉的流通面积；3)其换热模块连接方式与上述中国实用新型专利CN201720386658.X和中国发明专利申请CN 201710240247.4公开的一种氧化铝焙烧炉立式流化床及粉体流冷却方法的换热单元连接方式相同，存在着同样的问题；4)其出料筛板阀结构与上述中国实用新型专利CN201720386658.X和中国发明专利申请CN 201710240247.4公开的一种氧化铝焙烧炉立式流化床及粉体流冷却方法的卸料阀基本相同，存在着同样的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种结构简单紧凑、冷却效果更好的固体颗粒冷却器；本发明的目的之二在于提供一种固体颗粒的冷却方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种固体颗粒冷却器，包括具有内腔的本体，所述内腔内设有由上至下依次分布的布料机构、若干换热单元和出料机构，所述布料机构的顶部设有进料口，所述进料口设置于本体上且与内腔连通，所述出料机构的底部设有出料口；所述换热单元包括相对设置的2个联箱，所述2个联箱之间连通有管排，所述联箱和管排内填充有冷却工质，所述管排包括至少2排上、下分布的换热管，上、下相邻的2排换热管在水平面上的正投影的重合度≥0且小于100％。
进一步地，上、下相邻的2排换热管在水平面上的正投影的重合度≥0且小于20％；更进一步地，上、下相邻的2排换热管在水平面上的正投影的重合度≥0且小于10％。
作为本发明的一种实施方式，所述换热单元的数量为多个，且由下至上依次分布并依次连通；位置最低的换热单元上设有工质进口，位置最高的换热单元上设有工质出口。
作为本发明的另一种实施方式，所述换热单元的数量为多个，且分为上、下分布的2组；每1组换热单元中，换热单元的数量至少为1个。
优选地，每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为2个，各换热单元(2)由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元中，位置最低的换热单元上设有第一工质进口，位置最高的换热单元上设有第一工质出口；
位置靠上的1组换热单元中，位置最低的换热单元上设有第二工质进口，位置最高的换热单元上设有第二工质出口。
进一步地，还包括第一间接式换热器和第二间接式换热器，所述第一间接式换热器具有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口和第二介质出口，所述第一介质入口与第一工质出口连通，所述第一介质出口与第一工质进口连通；所述第二间接式换热器具有第三介质入口、第三介质出口、第四介质入口和第四介质出口，所述第三介质入口与第二工质出口连通，所述第三介质出口与第二工质进口连通。
作为本发明的又一种实施方式，所述换热单元的数量为多个，且分为上、中、下分布的3组；每1组换热单元中，换热单元的数量至少为1个。
优选地，优每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为2个，各换热单元(2)由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元中，位置最低的换热单元上设有第三工质进口，位置最高的换热单元上设有第三工质出口；
位置靠中间的1组换热单元中，位置最低的换热单元上设有第四工质进口，位置最高的换热单元上设有第四工质出口；
位置靠上的1组换热单元中，位置最低的换热单元上设有第五工质进口，位置最高的换热单元上设有第五工质出口。
进一步地，还包括第三间接式换热器和闪蒸罐，所述第三间接式换热器具有第五介质入口、第五介质出口、第六介质入口和第六介质出口，所述第五介质入口与第三工质出口连通，所述第五介质出口与第三工质进口连通；所述第四工质出口与第五工质进口连通；所述闪蒸罐的进液口与第五工质出口连通，所述闪蒸罐的出液口与第五工质进口连通。
进一步地，所述换热管上设有多片翅片，所述多片翅片沿换热管的长度方向均匀分布；优选地，所述翅片为圆环状或H形。翅片的设置可大大扩展冷却换热面积，强化传热，同时基本不会影响固体颗粒的通流面积，可确保冷却效果。如此也可彻底解决其它采用旋绕式(或称螺旋式)翅片结构冷却器受热面对固体颗粒流通截面的影响，既扩展换热面积，强化传热，同时不影响物料通流面积。
进一步地，所述换热单元为单流程换热器、双流程换热器、三流程换热器、四流程换热器、五流程换热器中的一种或几种。
可选地，上、下相邻的2排换热管的长度方向的夹角为0-90°，优选为0°。
进一步地，布料机构包括上、下分布的外壳和锥形布料筛板，所述进料口设置于外壳上，所述进料口与锥形布料筛板共中心轴线，所述锥形布料筛板由中心轴线处向外逐渐向下倾斜；所述外壳上设有若干振动装置，所述振动装置的输出端与锥形布料筛板抵接。如此，不仅可实现均匀布料，还可将大块的渣料，如脱落的焙烧炉内衬，阻隔在锥形布料筛板的上方，有助于保证良好的冷却效果，并避免换热单元堵塞。采用锥形布料筛板布料，布料机构的高度尺寸小，有助于节省空间。
通过振动装置实时在线振动，可以实现粉料和大渣的布料与分离。锥形布料筛板不需考虑固体颗粒的堆积角，布料机构的高度可大幅降低。
进一步地，锥形布料筛板与其底面的夹角为1-45°，更进一步为5-30°。
进一步地，所述锥形布料筛板的底侧设有清渣管，所述清渣管靠近锥形布料筛板的一侧设有开口，所述锥形布料筛板固定于所述开口的底边处，所述清渣管的两端分别设有可启闭的清理门。如此，锥形布料筛板上的渣料可落入清渣管内，再根据需要打开清理门，进行清理即可，无需打开外壳即可实现在线清理。
可选地，所述清渣管为钢管，优选为无缝钢管。
优选地，所述清渣管上设有视镜。如此，可方便观察清渣管内渣料的富集情况，以及时采取措施。
优选地，所述视镜设置在清渣管的中间位置，以更方便地观察清渣管内的渣料堆积情况。
进一步地，布料机构与换热单元之间设有料位传感器，以方便监控冷却器内固体颗粒的料位。
进一步地，出料机构包括若干呈条状的锥斗，所述锥斗的底部设有螺旋输送机，所述螺旋输送机沿锥斗的长度方向延伸，所述螺旋输送机的顶部与锥斗连通，所述出料口与螺旋输送机的出料端连通。如此，固体颗粒落入锥斗内后，并不会自然地通过出料口排出，使得冷却器内保持一定的料位高度成为可能，从而更好地调控固体颗粒在冷却器内的留存时间，保证良好的冷却效果；同时，通过螺旋输送机可稳定地将固体颗粒输出至冷却器外，出料稳定可靠，避免冷却器内固体颗粒出现滞止区。
可选地，出料机构包括多个呈条状的锥斗，所述多个锥斗并列设置。如此，来自冷却器内固体颗粒的压力被分摊，并列设置的螺旋输送机的强度、刚度较好，无需担心压力过大，导致螺旋输送机运转受阻，出料过程更稳定、可靠。
可选地，所述锥斗的锥角为45°～90°，以保证固体颗粒物料的重力流动性；所述螺旋输送机的两端贯穿锥斗处均安装有密封轴承，其处于已冷却后的氧化铝粉料内。工作时，开启螺旋输送机，将冷却后的固体颗粒粉料由出料口排出。
可选地，锥斗的数量为2-3个。
可选地，所述颗粒为氧化铝粉末。
采用本发明的固体颗粒冷却器对氧化铝粉末进行冷却，可以较好地解决现有氧化铝生产过程中，流化床冷却器存在的问题。在需要维修冷却器时，固体颗粒可依靠自身重力和出料机构的作用出料干净，可有效避免固体颗粒损失和环境污染。
本发明的固体颗粒冷却器的结构简单紧凑，可省略流化风机和循环水冷却塔；冷却介质回收的热量可用于加热生产中的其他工艺流体。
本发明中，换热单元采用联箱式多管排紧凑结构，相比蛇形管结构受热面的同一高度可以布置更多换热管，克服蛇形管结构的冷却器需考虑弯管半径高度要求，换热单元高度可大幅降低；所述换热管错列排布于冷却器，且均与相应联箱连通，其管排横截面成三角形排列，可以起到扰动分散固体颗粒，增强受热面，提升换热效果的作用。
一种固体颗粒的冷却方法，利用如上所述的固体颗粒冷却器进行，包括如下步骤：将待冷却的固体颗粒通过进料口输入固体颗粒冷却器，同时，启动布料机构，使得待冷却的固体颗粒分散并落入换热单元；根据固体颗粒冷却器内料位高度，控制出料机构的出料速度。
可选地，将待冷却的固体颗粒通过进料口连续地输入固体颗粒冷却器。
进一步地，所述固体颗粒的冷却方法包括以下步骤：
1)将待冷却的固体颗粒通过进料口输入固体颗粒冷却器，同时启动布料机构，由锥形布料筛板进行布料，通过振动装置振动，直径小于锥形布料筛板网孔的粉体物料进入换热单元，此时螺旋输送机处于关闭状态，直径大于锥形布料筛板网孔的粉体物料由振动装置振动后落入清渣管内，通过视镜观察清渣管内渣料情况，由清渣管两端的清理门定时在线清理；
2)根据固体颗粒冷却器内料位高度，控制出料机构的出料速度，具体可按如下策略进行：
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位高度达到换热单元以上时(高于高料位时)，此时，换热单元的每根换热管均被物料颗粒包覆，逐渐开启螺旋输送机，固体颗粒通过换热管之间的间隙向下流动；
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位位于高料位和低料位之间时，调低螺旋输送机的转速；
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位位于低料位时，进一步调低或关闭螺旋输送机，直至固体颗粒的料位达到高料位的上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明的固体颗粒冷却器进行粉体物料冷却时，粉体物料通过自重由上而下流过换热单元，不需外部动力来推动粉体流动，节约现有流化床冷却器的流化螺茨风机动力消耗，有助于降低企业生产成本；在保证出料顺畅的条件下，可通过高、低料位控制及采用错列布置的换热管排结构，粉体物料可自由通过换热管之间的间隙向下流动，错列布置的换热管对粉体物料起到扰动作用，使粉体物料颗粒充分接触换热管受热面，强化粉体物料重力流传热，确保物料冷却均匀，有助于提高冷却器的换热效率。
2、本发明的固体颗粒冷却器的布料机构采用锥形布料筛板，并通过振动，实现物料的振动布料与分离，整体高度可以大幅降低。换热单元采用联箱式多管排紧凑结构，克服蛇形管冷却器的弯头需较大弯管半径空间，换热单元模块管组高度也可大幅降低。采用以上结构可有效解决现有氧化铝生产过程中，焙烧炉旋风冷却出料口的空间高度问题。
3、本发明的固体颗粒冷却器中，锥形布料筛板下端四周设置有相互贯通的清渣管，且在清渣管两端均设有清理门，可以在不影响冷却器运行的情况下在线快捷清理大颗粒渣料(焙烧炉内衬浇注料脱落块等)，保证设备下料连续顺畅，系统运行稳定可靠。
4、本发明的固体颗粒冷却器的出料机构主要采用锥斗和设置于锥斗底部的螺旋输送机构成，出料稳定可靠，可避免换热单元模块固体颗粒出现滞止区；具有较好的强度和刚度，可满足在冷却器内保持一定料位高度的需求。
5、本发明的固体颗粒冷却器的维修或更换时，只需将换热单元的固体颗粒粉料通过出料机构放料即可，操作方便快捷，工期时间短，且不造成环境污染和浪费。
6、本发明的固体颗粒冷却器取消循环水冷却塔，回收的冷却热可用于加热生产中的工艺介质流体。为满足厂内生产工艺要求，换热单元流程可根据需要组合。通过加热不同工艺介质流体，以达到不同的换热要求。设备使用方便，可分段加热不同工艺介质流体或产出低压饱和蒸汽。
7、本发明的固体颗粒冷却器的操作简便，能实现自动化控制，且维护较为简单。相比于现有流化床的后期维护费用大幅降低，为企业节省大量运行费用。
综上所述，本发明的固体颗粒冷却器通过设置布料机构、换热单元和出料机构，可以实现无需外力的固体颗粒重力流动，实现强化换热，结构紧凑，节省空间，且便于制作、运输、安装和维护，易于推广实施，且节能减排，能够有效地进行热量回收，符合国家相关环保政策，并降低企业生产成本，提高企业经济效益。
附图说明
图1是本发明的一种固体颗粒冷却器的总体结构图。
图2是本发明的一种固体颗粒冷却器的清渣管的组装结构示意图。
图3是本发明的一种清渣管的开口侧的侧视图。
图4是沿图3中B-B线的剖视图。
图5是本发明的一种清渣管的清理门处的放大图。
图6是本发明的一种换热管的俯视图。
图7是本发明的一种换热管的侧视图。
图8是本发明的另一种换热管的侧视图。
图9是本发明的一种单流程换热单元的俯视图。
图10是本发明的一种双流程换热单元的俯视图。
图11是本发明的一种三流程换热单元的俯视图。
图12是本发明的一种四流程换热单元的俯视图。
图13是本发明的一种五流程换热单元的俯视图。
图14是本发明实施例2的换热单元的分布情况示意图。
图15是本发明实施例3的换热单元的分布情况示意图。
图16是本发明实施例4的换热单元的分布情况示意图。
图17是本发明的一种出料机构的内部结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
参见图1至图5，一种固体颗粒冷却器，包括控制单元、钢架4、具有内腔的本体，所述内腔内设有由上至下依次分布的布料机构1、若干换热单元2和出料机构3，所述布料机构1的顶部设有进料口1.1，所述进料口1.1设置于本体上且与内腔连通，所述出料机构3的底部设有出料口3.3；所述换热单元2包括中空的箱体2.2和相对设置的2个联箱2.1，所述2个联箱2.1之间连通有管排，所述联箱2.1和管排内填充有冷却工质，所述管排包括至少2排上、下分布的换热管2.3，上、下相邻的2排换热管2.3在水平面上的正投影的重合度为0。布料机构1、若干换热单元2和出料机构3均支撑在所述钢架4上。各联箱2.1固定于箱体2.2的外侧壁上。外壳、箱体2.2和出料机构围成内腔。
所述换热单元2的数量为多个，且由下至上依次分布并依次连通；位置最低的换热单元2上设有工质进口2.5，位置最高的换热单元2上设有工质出口2.4。上、下换热单元2之间通过连接管5连通。
参见图6至图8，所述换热管2.3上设有多片翅片2.31，所述多片翅片2.31沿换热管2.3的长度方向均匀分布；所述翅片2.31为圆环状或H形。
参见图9至图13，所述换热单元2为单流程换热器、双流程换热器、三流程换热器、四流程换热器、五流程换热器中的一种或几种，可选地，所述联箱2.1内设有分隔片2.15，以将换热单元分为相应流程。根据保证管程内冷却工质流速＞0.5m/s的要求，换热单元2可由这几种流程中的一个或几个组合布置。
布料机构1包括上、下分布的外壳1.3和锥形布料筛板1.6，所述进料口1.1设置于外壳1.3上，所述进料口1.1与锥形布料筛板1.6共中心轴线所述锥形布料筛板1.6由中心轴线处向外逐渐向下倾斜，这样锥形布料筛板的顶端位于所述进料口的中间位置；所述外壳1.3上设有多个振动装置1.2，所述多个振动装置绕所述中心轴线均匀分布，所述振动装置1.2的输出端与锥形布料筛板1.6抵接，所述振动装置1.2的输出端抵接于锥形布料筛板1.6的中间位置(即锥形布料板的顶端与底边之间中间位置)；所述锥形布料筛板1.6的底侧设有4根清渣管1.5，所述4根清渣管依次连通并形成矩形结构，所述清渣管1.5靠近锥形布料筛板1.6的一侧设有开口1.51，开口1.51在清渣管周向所跨角度A为90°，所述锥形布料筛板1.6固定于所述开口1.51的底边处，所述清渣管1.5的两端分别设有可启闭的清理门1.52；所述清渣管1.5的中间位置设有视镜1.8；布料机构1与换热单元2之间设有料位传感器1.7。所述外壳1.3上设有检修手孔1.4，以方便检修。
出料机构3包括3个呈条状的锥斗3.1，所述锥斗3.1的底部设有螺旋输送机3.2，所述螺旋输送机3.2沿锥斗3.1的长度方向延伸，所述螺旋输送机3.2的顶部与锥斗3.1连通，所述出料口3.3与螺旋输送机3.2的出料端连通。螺旋输送机3.2的另一端设有与螺旋输送机传动连接的驱动电机，用于驱动螺旋输送机运转。
所述控制单元与振动装置1.2、螺旋输送机、料位传感器1.7分别电连接，以对布料机构和出料机构进行控制和调节。控制单元根据料位传感器1.7的采样信息控制所述螺旋输送机3.2的转速。
采用上述的固体颗粒冷却器对氧化铝颗粒进行冷却。将进料口1.1与焙烧炉旋风冷却器出口相连。
采用上述固体颗粒冷却器对氧化铝颗粒进行冷却时，包括以下步骤：
1)将待冷却的氧化铝颗粒通过进料口输入固体颗粒冷却器，同时启动布料机构，由锥形布料筛板进行布料，通过振动装置振动，直径小于锥形布料筛板网孔的粉体物料进入换热单元，此时螺旋输送机处于关闭状态，直径大于锥形布料筛板网孔的粉体物料由振动装置振动后落入清渣管内，通过视镜观察清渣管内渣料情况，由清渣管两端的清理门定时在线清理；
2)根据固体颗粒冷却器内料位高度，控制出料机构的出料速度，具体可按如下策略进行：
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位高度达到换热单元以上时(高于高料位时，高料位的具体位置可根据需要进行定义，如将换热单元上方的位置定义为高料位)，此时，换热单元的每根换热管均被物料颗粒包覆，逐渐开启螺旋输送机，固体颗粒通过换热管之间的间隙向下流动；
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位位于高料位和低料位之间时，调低螺旋输送机的转速；
当固体颗粒冷却器内的固体颗粒的料位位于低料位(具体位置可根据需要进行定义，如将换热单元下方的位置定义为低料位)时，进一步调低或关闭螺旋输送机，直至固体颗粒的料位达到高料位的上方。
实施例2
重复实施例1，区别之处在于：参见图14，所述换热单元2的数量为多个，冷却工质为低温洁净工艺流体(除盐水、氢氧化铝洗水等)，冷却工质的温度≤65℃。
实施例3
重复实施例1，区别之处在于：参见图15，所述换热单元2的数量为多个，且分为上、下分布的2组；每1组换热单元2中，换热单元2的数量至少为2个，且由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元2中，换热单元2的数量为多个，位置最低的换热单元2上设有第一工质进口2.51，位置最高的换热单元2上设有第一工质出口2.41；
位置靠上的1组换热单元2中，换热单元2的数量为多个，位置最低的换热单元2上设有第二工质进口2.52，位置最高的换热单元2上设有第二工质出口2.42。
还包括第一间接式换热器2.6和第二间接式换热器2.7，所述第一间接式换热器2.6具有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口和第二介质出口，所述第一介质入口与第一工质出口2.41连通，所述第一介质出口与第一工质进口2.51连通，所述第一介质出口与第一工质进口2.51之间设有第一泵2.8；所述第二间接式换热器2.7具有第三介质入口、第三介质出口、第四介质入口和第四介质出口，所述第三介质入口与第二工质出口2.42连通，所述第三介质出口与第二工质进口2.52连通，所述第三介质出口与第二工质进口2.52之间设有第二泵2.9。第一间接式换热器2.6和第二间接式换热器2.7均为板式换热器。
对于位置靠上的1组换热单元2，采用循环热媒软水作为冷却工质，回收其热量加热氧化铝生产过程中的工艺流体(母液、原液、液碱等)；对于位置靠下的1组换热单元2，采用循环热媒软水作为冷却工质，目的是保护换热管内壁不受污染结垢。因循环冷却水暴露于环境中水质较脏，而且有些地方水质较硬，运行后容易结垢，采用间接冷却可以很好地保护换热管内壁不结垢，而且间接冷却的板式换热器换热系数高，清理维护方便。具体实施时，位置靠上的1组换热单元2的冷却工质为闭式循环热媒软水，经换热管与氧化铝粉换热后升温(110～120℃)，再与第二间接式换热器内的冷源介质(工艺流体：母液、原液、液碱等)间接换热降温(～90℃)，由第二泵2.9持续闭式循环；位置靠下的1组换热单元2的冷却工质为闭式循环热媒软水，经换热管与氧化铝粉换热后升温(～55℃)，再与第一间接式换热器内的冷源介质(循环冷却水)间接换热降温(～45℃)，由第一泵2.8持续闭式循环。由此，持续对冷却器内的氧化铝粉料进行换热冷却，保证氧化铝粉出料温度在80℃以下。
实施例4
重复实施例1，区别之处在于：参见图16，所述换热单元2的数量为多个，且分为上、中、下分布的3组；每1组换热单元2中，换热单元2的数量至少为2个，且由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元2中，换热单元2的数量为多个，位置最低的换热单元2上设有第三工质进口2.53，位置最高的换热单元2上设有第三工质出口2.43；
位置靠中间的1组换热单元2中，换热单元2的数量为多个，位置最低的换热单元2上设有第四工质进口2.54，第四工质进口2.54上连通有第四泵2.13，位置最高的换热单元2上设有第四工质出口2.44；
位置靠上的1组换热单元2中，换热单元2的数量为多个，位置最低的换热单元2上设有第五工质进口2.55，位置最高的换热单元2上设有第五工质出口2.45。
还包括第三间接式换热器2.10和闪蒸罐2.11，所述第三间接式换热器2.10具有第五介质入口、第五介质出口、第六介质入口和第六介质出口，所述第五介质入口与第三工质出口2.43连通，所述第五介质出口与第三工质进口2.53连通，所述第五介质出口与第三工质进口2.53之间设有第三泵2.12；所述第四工质出口2.44与第五工质进口2.55连通；所述闪蒸罐2.11的进液口与第五工质出口2.45连通，所述闪蒸罐2.11的出液口与第五工质进口2.55连通，所述闪蒸罐2.11的出液口与第五工质进口2.55之间设有第五泵2.14，所述第四工质出口2.44连通于闪蒸罐2.11和第五泵2.14之间的管路上。第三间接式换热器2.10为板式换热器。
本实施例中，将氧化铝粉物料冷却分三段进行，可对低品位余热进行应用时，且生产低压饱和蒸汽时：高温段(对应位置靠上的1组换热单元2)采用循环热媒软水进行冷却，并回收其热量产出低压饱和蒸汽；中温段(位置靠中间的1组换热单元2)采用软水或除盐水进行冷却，并回收其热量并用于给高温段补水；低温段(对应位置靠下的1组换热单元2)采用循环热媒软水通过板式换热器间接冷却，目的是保护低温段换热管内壁不受污染结垢。因循环冷却水暴露于环境中水质较脏，而且有些地方水质较硬，运行后容易结垢，采用间接冷却可以很好地保护低温段换热管内壁不结垢，而且间接冷却的板式换热器换热系数高，清理维护方便。具体实施时，高温段换热单元2的冷却工质为闭式循环热媒软水，经换热管与氧化铝粉换热后升温(～204℃)，进入闪蒸罐进行降压闪蒸，产出低压饱和蒸汽(～140℃)给生产系统，闪蒸后的饱和水(～140℃)由第五泵2.14持续闭式循环；中温段的换热单元2的冷却工质为软水或除盐水，由第四泵2.13进行升压，经换热管与氧化铝粉换热后升温，给高温段系统补水；低温段的换热单元2的冷却工质为闭式循环热媒软水，经换热管与氧化铝粉换热后升温(～110℃)，再与冷源介质(循环冷却水)换热降温(～65℃)，由第三泵2.12持续闭式循环。由此，持续对冷却器内的氧化铝粉料进行换热冷却，保证氧化铝粉出料温度在80℃以下。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，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附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种固体颗粒冷却器，包括具有内腔的本体，其特征在于，所述内腔内设有由上至下依次分布的布料机构(1)、若干换热单元(2)和出料机构(3)，所述布料机构(1)的顶部设有进料口(1.1)，所述进料口(1.1)设置于本体上且与内腔连通，所述出料机构(3)的底部设有出料口(3.3)；所述换热单元(2)包括相对设置的2个联箱(2.1)，所述2个联箱(2.1)之间连通有管排，所述联箱(2.1)和管排内填充有冷却工质，所述管排包括至少2排上、下分布的换热管(2.3)，上、下相邻的2排换热管(2.3)在水平面上的正投影的重合度≥0且小于100％。
2.根据权利要求1所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，所述换热单元(2)的数量为多个，且由下至上依次分布并依次连通；位置最低的换热单元(2)上设有工质进口(2.5)，位置最高的换热单元(2)上设有工质出口(2.4)。
3.根据权利要求1所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，所述换热单元(2)的数量为多个，且分为上、下分布的2组；每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为1个；
优选地，每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为2个，各换热单元(2)由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元(2)中，位置最低的换热单元(2)上设有第一工质进口(2.51)，位置最高的换热单元(2)上设有第一工质出口(2.41)；
位置靠上的1组换热单元(2)中，位置最低的换热单元(2)上设有第二工质进口(2.52)，位置最高的换热单元(2)上设有第二工质出口(2.42)。
4.根据权利要求3所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，还包括第一间接式换热器(2.6)和第二间接式换热器(2.7)，所述第一间接式换热器(2.6)具有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口和第二介质出口，所述第一介质入口与第一工质出口(2.41)连通，所述第一介质出口与第一工质进口(2.51)连通；所述第二间接式换热器(2.7)具有第三介质入口、第三介质出口、第四介质入口和第四介质出口，所述第三介质入口与第二工质出口(2.42)连通，所述第三介质出口与第二工质进口(2.52)连通。
5.根据权利要求1所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，所述换热单元(2)的数量为多个，且分为上、中、下分布的3组；每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为1个；
优选地，每1组换热单元(2)中，换热单元(2)的数量至少为2个，各换热单元(2)由下至上依次分布并依次连通；
位置靠下的1组换热单元(2)中，位置最低的换热单元(2)上设有第三工质进口(2.53)，位置最高的换热单元(2)上设有第三工质出口(2.43)；
位置靠中间的1组换热单元(2)中，位置最低的换热单元(2)上设有第四工质进口(2.54)，位置最高的换热单元(2)上设有第四工质出口(2.44)；
位置靠上的1组换热单元(2)中，位置最低的换热单元(2)上设有第五工质进口(2.55)，位置最高的换热单元(2)上设有第五工质出口(2.45)。
6.根据权利要求5所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，还包括第三间接式换热器(2.10)和闪蒸罐(2.11)，所述第三间接式换热器(2.10)具有第五介质入口、第五介质出口、第六介质入口和第六介质出口，所述第五介质入口与第三工质出口(2.43)连通，所述第五介质出口与第三工质进口(2.53)连通；所述第四工质出口(2.44)与第五工质进口(2.55)连通；所述闪蒸罐(2.11)的进液口与第五工质出口(2.45)连通，所述闪蒸罐(2.11)的出液口与第五工质进口(2.55)连通。
7.根据权利要求1-6任一项所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，所述换热管(2.3)上设有多片翅片(2.31)，所述多片翅片(2.31)沿换热管(2.3)的长度方向均匀分布；优选地，所述翅片(2.31)为圆环状或H形。
8.根据权利要求1-6任一项所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，布料机构(1)包括上、下分布的外壳(1.3)和锥形布料筛板(1.6)，所述进料口(1.1)设置于外壳(1.3)上，所述进料口(1.1)与锥形布料筛板(1.6)共中心轴线，所述锥形布料筛板(1.6)由中心轴线处向外逐渐向下倾斜；所述外壳(1.3)上设有若干振动装置(1.2)，所述振动装置(1.2)的输出端与锥形布料筛板(1.6)抵接；优选地，所述锥形布料筛板(1.6)的底侧设有清渣管(1.5)，所述清渣管(1.5)靠近锥形布料筛板(1.6)的一侧设有开口(1.51)，所述锥形布料筛板(1.6)固定于所述开口(1.51)的底边处，所述清渣管(1.5)的两端分别设有可启闭的清理门(1.52)；更优选地，所述清渣管(1.5)上设有视镜(1.8)；优选地，布料机构(1)与换热单元(2)之间设有料位传感器(1.7)。
9.根据权利要求1-6任一项所述的固体颗粒冷却器，其特征在于，出料机构(3)包括若干呈条状的锥斗(3.1)，所述锥斗(3.1)的底部设有螺旋输送机(3.2)，所述螺旋输送机(3.2)沿锥斗(3.1)的长度方向延伸，所述螺旋输送机(3.2)的顶部与锥斗(3.1)连通，所述出料口(3.3)与螺旋输送机(3.2)的出料端连通。
10.一种固体颗粒的冷却方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项所述的固体颗粒冷却器进行，包括如下步骤：将待冷却的固体颗粒通过进料口(1.1)输入固体颗粒冷却器，同时，启动布料机构(1)，使得待冷却的固体颗粒分散并落入换热单元(2)；根据固体颗粒冷却器内料位高度，控制出料机构(3)的出料速度。
CN202210688403.4A 2022-06-17 2022-06-17 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法 Pending CN114963782A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210688403.4A CN114963782A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210688403.4A CN114963782A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114963782A true CN114963782A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82964162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210688403.4A Pending CN114963782A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114963782A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115597392A (zh) * 2022-12-13 2023-01-13 河南省远洋粉体科技股份有限公司（Cn） 一种高纯铝粉生产的热能回收利用系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115597392A (zh) * 2022-12-13 2023-01-13 河南省远洋粉体科技股份有限公司（Cn） 一种高纯铝粉生产的热能回收利用系统
CN115597392B (zh) * 2022-12-13 2023-02-28 河南省远洋粉体科技股份有限公司 一种高纯铝粉生产的热能回收利用系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104874234B (zh) 一种氧化锌生产装置焙烧烟气收热降尘系统
CN114963782A (zh) 一种固体颗粒冷却器及固体颗粒的冷却方法
CN103090717A (zh) 多级气体换热除尘器
CN113899220A (zh) 镁渣余热利用系统
CN212841549U (zh) 一种塔型膜式冷渣机
CN211012481U (zh) 一种立式预热器
CN219103725U (zh) 一种氧化铝颗粒冷却器
CN204699521U (zh) 氧化锌生产装置焙烧烟气收热降尘系统
CN110631378A (zh) 一种立式预热器
CN206300516U (zh) 一种固体物料冷却工业化装置
CN114923177B (zh) 双介质tfb气化焚烧炉和实施废料气化焚烧方法
CN207317357U (zh) 一种便于清洁维护的制冷机冷却水循环系统
CN206408161U (zh) 一种半焦冷却装置及冷却系统
CN202643338U (zh) 高效板式凉碱机
CN209459434U (zh) 一种氧化铝焙烧冷却设备及模块化氧化铝焙烧冷却装置
CN106969630B (zh) 氧化铝焙烧炉立式流化床及粉体流冷却方法
CN211854996U (zh) 一种立式余热回收装置
CN110514019A (zh) 一种高温粉状物料冷却工艺及装置
CN205676488U (zh) 一种高炉熔渣的干法处理装置
CN207095339U (zh) 一种高温型粉体换热器
CN211854938U (zh) 一种固体颗粒显热及烟气余热综合回收装置
CN210438419U (zh) 一种炭化炉统一收料、集中冷却装置
CN207456227U (zh) 振动式多层变截面膜式壁湍流颗粒换热装置
CN110631009A (zh) 风水联合循环立式冷渣器
CN204373466U (zh) 一种除杂换热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination