CN1330918C - 重质纯碱流化床煅烧冷却机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重质纯碱流化床煅烧冷却机。它解决了目前重质纯碱煅烧占地面积大，投资高，效率低，污染环境等问题，具有热效率高，易于控制操作等优点，其结构为：它有安装在支腿上的埋管流化床，流化床的侧面有进料口，下部侧面有排料口，其特征是：所述流化床内置换热装置；在流化床下部设有带进风口的风箱，顶部设有出风口；在换热装置上设有吸气罩。

Description

重质纯碱流化床煅烧冷却机

技术领域

本发明涉及一种重质纯碱煅烧用的重质纯碱流化床煅烧冷却机。

背景技术

纯碱煅烧行业是现代工业当中非常重要的一类。纯碱产品主要有两种，即重质纯碱和轻质纯碱。其规格的区别主要在于物理性质的不同，如松密度、粒子大小、形状及安息角度等。一般重质纯碱密度为1000～1200kg/m³。

重质纯碱煅烧的任务是把含表面水的一水碱(主要成分为一水碳酸钠)加热脱水并冷却制取适合包装的无水碳酸钠。目前我国的重质纯碱煅烧技术有两种：一种是利用蒸汽回转煅烧炉进行重质纯碱的煅烧处理；另一种是利用沸腾床进行重质纯碱的煅烧冷却处理。但都存在一定的问题。

(1)蒸汽回转煅烧炉

蒸汽回转煅烧炉煅烧外设沸腾冷却，该工艺的缺点十分明显：一是回转煅烧炉投资高，占地面积大，运行和维护费用高；二是煅烧和冷却分开，使得流程较长、设备多，炉头和炉尾必须设计两个大的框架，分离出的细粉难以再回到水合工序，土建投资增大。

(2)沸腾床煅烧冷却

从国外引进的沸腾床煅烧冷却装置在实际应用中存在生产能力低、装置运行周期短、能耗高、环境差、并且除尘设备比较庞大等难以改变的先天不足。同时该装置还存在流程长、设备多、干燥和冷却空气量大、能耗高、死床现象频繁、碱液回收困难、尾气夹带碱液影响排风机使用寿命以及污染环境等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有热效率高，易于控制操作的重质纯碱流化床煅烧冷却机。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种重质纯碱流化床煅烧冷却机，它有安装在支腿上的埋管流化床，流化床的侧面有进料口，下部侧面有排料口，所述流化床内置换热装置，安装在埋管流化床的流化段，为管束式内置换热器，内置换热器布置成水平或垂直管束形式，相应直径的金属管道按照设定的排列方式排布；在流化床下部设有带进风口的风箱，顶部设有出风口；在流化床上方设有吸气罩，吸气罩的上面设置有弹性支撑，吸气罩的截面积为流化段的两倍到四倍；在流化床的煅烧段与冷却段之间设置返碱出料口，它靠近流化段的上方；所述内置换热器靠近进料端为煅烧段，它由若干组换热器管束组成煅烧换热器，换热器管束与蒸汽入口和冷凝水出口连接，其内通蒸汽，由底部风箱上来的工艺空气为热空气；靠近出料端为冷却段，它由若干组换热器管束组成冷却换热器，其与冷却水进口和冷却水出口连接，内通冷却水，由底部风箱上来的工艺空气为冷风。

所述内置换热器至少有一层，每层分若干组，每组的大小根据在流化段的位置不同而有所区别，在进料位置的换热器组相对较小。

本发明的煅烧主机为重质纯碱流化床煅烧冷却机，是在普通流化床的流化段内加置内加热换热管束，流化段断面为矩形、类矩形或圆形，在风箱与流化段之间设置布风板，考虑减少物料的夹带和扬析，在流化床上方设置了吸气罩，扩大端截面尺寸为流化段的2到4倍。

煅烧工艺空气经系统鼓风机及蒸汽换热器换热后进入流化床，使埋管流化床层中的物料保持良好的流化状态；冷却所需工艺空气经冷却鼓风机后然后经过风箱进入埋管流化床，对煅烧好的物料进行冷却，尾气经排风口排出。

埋管管束所用的蒸汽由蒸汽源提供，蒸汽量可通过相关调节阀改变，以保证进入内加热管束的蒸汽的流量，蒸汽进入埋管管束换热后其冷凝水进入蒸气循环系统。冷却段的埋管管束内通有冷却水，物料在冷风和埋管管束的双重作用下进行冷却。

本发明的有益效果为：

1、埋管流化床煅烧机的煅烧热效率相当高，约在75％---82％范围内变化，是普通回转煅烧炉的2倍左右，大大节省了能源，降低了生产成本。

2、工艺过程清晰，流程短；在同样产量的设备比较当中，本设备的外形小，占地面积减小；同时因为本设备的用材耗量比普通的回转煅烧炉要少很多，制作成本也减小；设备的制作难度降低，减少了很多的难加工的部件。

3、流态化煅烧保证了物料流化厚度和停留时间均可实现设计范围内的调整，调整的速度很快，所以保证了物料的煅烧品质；流态化煅烧由于流化风的存在，所以改善了物料对于埋管的粘结性，物料可以在较少的返料情况下稳定运行；流态化煅烧的操作弹性大，可以在0-100％负荷下稳定运行，便于操作；流态化煅烧主体设备为静止设备，所以设备检修量大大减少，节省了检修成本。

4、由于本设备采用了多层盘管内置换热器结构，可以在较小的面积内布置较多的换热面积，设备的流化面积大大减小；流化面积减小，所以需要的流化风量大大减小，后面的除尘设备的体积小，循环风管道小，设备的整体体积小，风机的规格和电耗也低。

5、本设备采用煅烧与冷却为一体的结构，前面的换热器通蒸汽，作用为煅烧，靠近出料端的后序的换热器通冷却水，作用为将煅烧后的重质纯碱冷却，达到可以进入成品包装的温度，这样工艺当中的煅烧与冷却结合在了一起，减少了后续的冷却设备，减少土地面积，也减少了投资。

6、在本设备的煅烧段与冷却段之间设有返碱口，在流化段的上方，煅烧后的纯碱可以自动由返碱口排出，经过输送设备进入煅烧机的进料输送装置，返碱口的设置，可以让系统自动实现返碱功能，减少了不必要的设备，有利于减少设备的投资，减少返碱输送设备的投资。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧面示意图；

图3为内置管束换热器俯视图；

图4为内置管束换热器主视图。

其中，1.支腿，2.排污口，3.清理孔，4.风箱，5.流化段，6.煅烧换热器，7.进料口，8.弹性支撑，9.吸气罩，10.出风口，11.排料口，12.进风口，13.视镜，14.蒸汽入口，15.蒸汽汽包，16.换热管束，17.冷凝水出口，18、冷却换热器，19、检修口，20、反碱出料口，21、冷却水进口，22、冷却水出口。

具体实施方式

图1、图2中，本设备主要由3部分组成，下部的风箱4，中间的流化段5，上方的吸气罩9。

所述的风箱4在本设备的最下面，风箱4在长度较长的侧面上设置有进风口12，进风口12的背侧或风箱4底部设置有清理孔3，在箱体沿长度方向的两侧设置有支腿1，风箱4的下方设置有排污口2；风箱4的上方设置有布风板；布风板上方靠近排料口11设置有溢流板。工作状态时，工艺空气由进风口12进入，通过布风板进入流化段5。清理孔3的作用是在风箱4中积料或者设备检修时进行清理；排污口2的作用是煅烧机水洗时排污水所用。

所述的流化段5在本设备的中间位置，截面形式为矩形，外形为长方体；在流化段5内设置有若干层换热器，为管束式内置换热器，内置换热器一般布置成水平或垂直管束形式，相应直径的金属管道按照规定的排列方式排布。内置换热器至少有一层，每层分若干组，每组的大小根据在流化段的位置不同而有所区别，在进料位置的换热器组相对较小。其中，内置换热器靠近进料端为煅烧段，它由若干组换热器管束16组成煅烧换热器6，换热器管束16与蒸汽入口14和冷凝水出口17连接，其内通蒸汽，由底部风箱4上来的工艺空气为热空气；靠近出料端为冷却段，它由若干组换热器管束组成冷却换热器18，其与冷却水进口21和冷却水出口22连接，内通冷却水，由底部风箱4上来的工艺空气为冷风。在煅烧段和冷却段间有反碱出料口20，它靠近流化段的上方。

煅烧换热器6如图3、图4；它包括换热器管束16及其上的蒸汽汽包15和冷凝水出口17，蒸汽汽包15上设有蒸汽进口14，蒸汽通过汽包15上的蒸汽进口14进入换热管束16，与物料进行间接换热后的冷凝水进入冷凝水汽包，排出设备外。

冷却换热器18如图1中所示，包括冷却用换热管束，其一端接冷却水进口21，另一端接冷却水出口22内通有冷却水，对物料进行冷却；每层中从进料侧到出料侧，每组换热器的形式有所不同，进料侧的列管换热器组型号相对较小，有利于流化状态的形成；在流化段的壳体进料端一侧设置有视镜13和检修口19，在蒸汽进口14、冷凝水出口17的对面一侧设置有视镜13；在流化段5的出料端下方设置有出料口7。

流化段5内部的内置换热器分为两个功能，靠近进料端的若干组换热器通蒸汽，由底部风箱上来的工艺空气为热空气，主要功能为煅烧，通过风箱上来的热风直接接触物料以及内置换热器的对物料进行间接换热煅烧；靠近出料端的若干组换热器通冷却水，由底部风箱上来的工艺空气为冷风，此段的主要功能为冷却，通过风箱上来的冷风以及内置换热器的冷却水的双重冷却，将重碱冷却到可以进入成品包装的温度范围。

吸气罩9在本流化床上方，在吸气罩9远离出料端的一侧设置有进料口7；在吸气罩9的最上方设置有出风口10；在吸气罩9上设置有弹性支撑8。

设备运行时，工艺空气由风箱4的进风口12进入，通过布风板进入流化段5；重质纯碱由吸气罩9的进料口7进入本设备，落到流化段5，随着工艺空气的带动而呈现流态化；蒸汽由埋管换热器6的汽包进入换热器6，这样在设备内部就实现了蒸汽与物料的间接换热以及煅烧，蒸汽经过换热成为冷凝水，由换热器6的冷凝水汽包排出本设备；煅烧后重质纯碱进入冷却段，在冷风和埋管管束的双重冷却作用下进行冷却，冷却好的成品由排料口11排出本设备；煅烧和冷却后的工艺空气进入吸气罩9，经过吸气罩9的处理，工艺空气中的物料粉尘可以有一部分降落进入流化段5，经过处理后的工艺空气由排风口排出设备外。

在流化段5中设置有若干层、每层有若干组的内置换热管束16。埋管流化床的煅烧热效率相当高，约在75％---82％范围内变化，是普通回转煅烧炉的2倍左右，大大节省了能源，降低了生产成本。在同等产量的设备比较当中，本设备的外形小，所以占地面积减小；设备制作的成本也减小，设备的制作难度降低。

流态化煅烧保证了物料厚度和停留时间均可实现设计范围内的调整，调整的速度很快，所以保证了物料的煅烧品质；流态化煅烧由于流化风的存在，所以改善了物料对于埋管的粘结性，物料可以在较少的返料情况下稳定运行；流态化煅烧的操作弹性大，可以在0-100％负荷下稳定运行，便于操作；流态化煅烧主体设备为静止设备，所以设备检修量大大减少，节省了检修成本。

由于本设备采用了多层埋管内置换热器结构，可以在较小的面积内布置较多的换热管束，设备的流化面积大大减小；流化面积减小，所以需要的流化风量大大减小，后面的除尘设备的体积小，循环风管道小，设备的整体体积小，风机的规格和电耗降低。

Claims (2)

1、一种重质纯碱流化床煅烧冷却机，它有安装在支腿(1)上的埋管流化床，流化床的侧面有进料口(7)，下部侧面有排料口(11)，其特征是：所述流化床内置换热装置，安装在埋管流化床的流化段(5)，为管束式内置换热器，内置换热器布置成水平或垂直管束形式，相应直径的金属管道按照设定的排列方式排布；在流化床下部设有带进风口(12)的风箱(4)，顶部设有出风口(10)；在流化床上方设有吸气罩(9)，吸气罩(9)的上面设置有弹性支撑(8)，吸气罩(9)的截面积为流化段的两倍到四倍；在流化床的煅烧段与冷却段之间设置返碱出料口(20)，它靠近流化段(5)的上方；所述内置换热器靠近进料端为煅烧段，它由若干组换热器管束(16)组成煅烧换热器(6)，换热器管束(16)与蒸汽入口(14)和冷凝水出口(17)连接，其内通蒸汽，由底部风箱(4)上来的工艺空气为热空气；靠近出料端为冷却段，它由若干组换热器管束组成冷却换热器(18)，其与冷却水进口(21)和冷却水出口(22)连接，内通冷却水，由底部风箱(4)上来的工艺空气为冷风。

2、根据权利要求1所述的重质纯碱流化床煅烧冷却机，其特征是：所述内置换热器至少有一层，每层分若干组，每组的大小根据在流化段(5)的位置不同而有所区别，在进料位置的换热器组相对较小。

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