CN205653396U - 半焦冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了半焦冷却系统，该冷却系统包括：一级冷却装置，包括换热器，换热器设置在回转窑下方，并与回转窑相连通；以及二级冷却装置，二级冷却装置包括冷却螺旋输送机，冷却螺旋输送机与一级冷却装置相连通。通过将包含换热器的一级冷却装置设置在回转窑的下方，不仅节省了回转窑与高温换热器之间的高温动力设备，避免了高温造成设备故障，提高了设备运转稳定性，而且便于回转窑产生的半焦靠重力直接落到换热器内进行一级冷却；然后进一步经冷却螺旋输送机进行二级冷却，半焦物料在螺旋输送轴的作用下在料管内充分翻滚，与冷却面充分接触，使得最终出焦温度一致，进而提高了所冷却的半焦产品的质量。

Description

半焦冷却系统

技术领域

本实用新型涉及半焦冷却设备领域，具体而言，涉及一种半焦冷却系统。

背景技术

半焦，又称作兰炭，可广泛应用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和城市居民洁净用煤等生产生活领域；生产半焦(兰炭)的同时副产焦油和焦炉煤气。

目前国内用于工业化生产半焦(兰炭)的主要方法是内热式直立炭化炉热裂解制备半焦，它是目前运用最广泛、规模最大、最多的一种热裂解原煤制备半焦的工艺。单台炉年产量大部分在10万吨以下，由多台炉并排组合后可达到年产量60万吨以上的国家准入规模。但随之而言的问题是：如何有效地回收煤热裂解干馏后产生的高温半焦的余热，以及如何对高温半焦进行有效冷却并对冷却后的冷却气进行高效回收。

现有技术中针对直立炭化炉热裂解制备的半焦冷却处理时主要采用水封湿法熄焦，该种熄焦方法在熄焦时会产生大量的高温废水和蒸汽。其中含有有害成分，会对环境造成污染；同时在熄焦过程中消耗了一部分半焦的潜热，影响半焦的质量，限制半焦的使用；此外，产品含水量较高，增加了运输成本。而且，这种炉型由于自身特点，不能利用粉煤和面煤生产兰炭(即半焦)，原料必须是20～80mm的块煤。而块煤原料供应不足，因而开发能加工粉煤和面煤的兰炭炉型，成为推动兰炭产业升级发展的迫切所需。

目前已经有开发回转窑干馏粉煤的兰炭生产工艺的报道。其中，已有专利文献公开了一种用于兰炭(半焦)干法熄焦的回转冷却炉，此装置采用在回转炉内设置盘管，盘管内采用循环冷却水对半焦进行冷却，冷却的半焦品质较好。但其中，半焦的温度为500℃左右，余热没有充分利用，导致热量浪费；回转炉即为回转窑，回转窑的密封性比较脆弱，结构复杂且高温的半焦进入回转窑时携带少量煤气，一旦密封出现问题，则容易出现煤气泄漏导致危险发生。

为提高冷却效果，现有技术中还报道了一种回转窑干馏粉料的兰炭(半焦)干熄及余热利用装置，回转窑下部设有多个出料管，每个出料管下端均通过高温卸料阀连接耐高温刮板输送机顶部的进料口，耐高温刮板输送机底部均匀间隔设置多个出料口，每个出料口下端均连接兰炭流动冷却通道，兰炭流动冷却通道连接输送机。利用耐高温刮板输送机将兰炭分配给多个兰炭流动冷却通道，进行二级冷却换热，既保证了大量兰炭的冷却效果，又有效减少了每个兰炭流动冷却通道的换热面积。此技术可回收余热产生蒸汽，并将蒸汽用于发电，但结构复杂，高温设备容易出现故障，半焦冷却分为多个通道冷却，如果每个分料不均，会出现半焦温度不相同的现象，一旦半焦送出冷却设备，对后续输送设备有影响。

由此可见，现有技术中大多是针对直立炉的熄焦工艺进行的改进，而针对回转窑这一炉型产生的高温半焦进行熄焦的冷却工艺仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种半焦冷却系统，以解决现有技术中利用回转窑所产生的高温半焦进行熄焦的冷却系统存在运行稳定性差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种半焦冷却系统，该冷却系统包括：一级冷却装置，包括换热器，换热器设置在回转窑下方，并与回转窑相连通；以及二级冷却装置，二级冷却装置包括冷却螺旋输送机，冷却螺旋输送机与一级冷却装置相连通。

进一步地，换热器包括：第一壳体，第一壳体上设置有物料入口和物料出口；汽包，汽包设置在第一壳体外；其中，换热器通过物料入口与回转窑相连通，并通过物料出口与冷却螺旋输送机相连通。

进一步地，第一壳体上还设置有冷却水入口、饱和水出口、饱和水入口、饱和蒸汽出口、饱和蒸汽入口和过热蒸汽出口，换热器还包括：换热管，换热管包括预热管段、蒸发管段以及过热管段；其中，所预热管段与冷却水入口相连通，并通过饱和水出口与汽包相连通，蒸发管段通过饱和水入口和饱和蒸汽出口与汽包相连通，过热管段通过饱和蒸汽入口与过热蒸汽出口与汽包相连通。

进一步地，换热管为卧式盘管。

进一步地，一级冷却装置还包括布料器，设置在回转窑的下方并通过管道与回转窑相连通，布料器设置在换热器的上方并与换热器的物料入口相连通。

进一步地，换热器在靠近布料器的一端设置有料位检测器。

进一步地，一级冷却装置还包括第一温度检测器，第一温度检测器的检测端位于布料器的腔体内。

进一步地，一级冷却装置还包括集焦仓，集焦仓设置在换热器下方，且具有进料口及卸料口，进料口与换热器的物料出口相连通，卸料口与二级冷却装置中的冷却螺旋输送机相连通。

进一步地，集焦仓的下端设置有第二温度检测器。

进一步地，沿物料流动方向，在集焦仓的卸料口与冷却螺旋输送机之间的管路上还依次设置有物料闸阀和闭风器。

进一步地，冷却螺旋输送机包括：第二壳体，螺旋输送轴，螺旋输送轴设置在第二壳体内并且螺旋输送轴的两端延伸至第二壳体外，螺旋输送轴为空心轴，空心轴两端分别连接有第一进水管和第一出水管。

进一步地，第二壳体外壁上设置有水冷夹套，水冷夹套上连接有第二进水管和第二出水管。

进一步地，冷却螺旋输送机还包括喷淋装置，喷淋装置包括喷头，喷头设置在第二壳体内。

进一步地，第二壳体上还设置有蒸汽出口。

进一步地，冷却螺旋输送机还包括：螺旋叶片，螺旋叶片设置在螺旋输送轴上，螺旋输送轴沿物料流动方向包括第一轴段和第二轴段，第一轴段上的螺旋叶片的间距小于第二轴段上的螺旋叶片的间距。

进一步地，冷却螺旋输送机还包括：螺旋叶片，螺旋输送轴沿物料流动方向包括第一轴段、第二轴段以及设置在第一轴段和第二轴段之间的第三轴段，螺旋叶片设置在第一轴段和第二轴段上。

应用本实用新型的技术方案，通过将包含换热器的一级冷却装置设置在回转窑的下方，不仅节省了回转窑与高温换热器之间的高温动力设备，避免了高温造成设备故障，提高了设备运转稳定性，而且便于回转窑产生的半焦靠重力直接落到换热器内进行一级冷却；然后进一步经冷却螺旋输送机进行二级冷却，半焦物料在螺旋输送轴的作用下在料管内充分翻滚，与冷却面充分接触，使得最终出焦温度一致，进而提高了所冷却的半焦产品的质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一种优选的实施例中半焦冷却系统的结构示意图；以及

图2示出了本实用新型的另一种优选的实施例中一级冷却装置的部分结构示意图；

图3示出了本实用新型一种优选的实施例中冷却螺旋输送机的结构示意图；以及

图4示出了本实用新型另一种优选的实施例中冷却螺旋输送机的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、一级冷却装置；2、二级冷却装置；3、回转窑；

11、换热器；12、布料器；13、料位检测器；14、第一温度检测器；15、集焦仓；16、第二温度检测器；17、物料闸阀；18、闭风器；

21、冷却螺旋输送机；

111、第一壳体；112、汽包；113、换热管；1131、预热管段；1132、蒸发管段；1133、过热管段；

211、第二壳体；212、螺旋输送轴；213、水冷夹套；214、喷头；215、水蒸汽出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

首先需要说明的是，液态水与饱和蒸汽出于动态平衡的状态称为饱和状态，处于饱和状态的蒸汽称为饱和蒸汽，出于饱和状态的液态水称为饱和水。

如背景技术部分所提到的，现有技术中的半焦冷却系统大多都是针对立式炉的，而针对回转窑3的冷却工艺存在运行稳定性差的问题。为了改善现有状况，在本实用新型一种典型的实施方式中，提供了一种半焦冷却系统，该冷却系统包括：一级冷却装置1，包括换热器11，换热器11设置在回转窑3下方，并与回转窑3相连通；以及二级冷却装置2，二级冷却装置2为冷却螺旋输送机21，冷却螺旋输送机21与一级冷却装置1相连通。

本实用新型的上述半焦冷却系统，通过将包含换热器11的一级冷却装置1设置在回转窑3的下方，不仅节省了回转窑3与高温换热器11之间的高温动力设备，避免了高温造成设备故障，提高了设备运转稳定性，而且便于回转窑3产生的半焦靠重力直接落到换热器11内进行一级冷却；然后进一步经冷却螺旋输送机21进行二级冷却，半焦物料在螺旋输送轴212的作用下在料管内充分翻滚，与冷却面充分接触，使得最终出焦温度一致，进而提高了所冷却的半焦产品的质量。

本实用新型的上述冷却系统中，用于一级冷却的换热器11采用现有形式的换热器11也能起到换热冷却作用。为了进一步提高换热效果，在本实用新型一种优选的实施例中，上述换热器11包括：第一壳体111，第一壳体111上设置有物料入口和物料出口；汽包112，汽包112设置在第一壳体111外，其中，换热器11通过物料入口与回转窑3相连通，并通过物料出口与冷却螺旋输送机21相连通。

上述优选实施例中的换热器11通过设置在第一壳体111上的物料入口和物料出口实现半焦物料在换热器内的流通，而设置在第一壳体外的汽包112能够使壳体内部与高温物料换热后产生的蒸汽实现循环，在对物料进行降温的同时，产生的过热蒸汽能够用于半焦生产系统或者用于生活热水，实现对余热的回收利用。

在另一种优选的实施例中，如图2所示，第一壳体111上还设置有冷却水入口、饱和水出口、饱和水入口、饱和蒸汽出口、饱和蒸汽入口以及过热蒸汽出口；换热器11还包括换热管113，换热管113包括预热管段1131、蒸发管段1132以及过热管段1133；其中，预热管段1131与冷却水入口相连通，并通过饱和水出口与汽包112相连通；蒸发管段1132通过饱和水入口和饱和蒸汽出口与汽包112相连通，过热管段1133通过饱和蒸汽入口与过热蒸汽出口与汽包112相连通。

上述优选实施例中的换热器11，通过设置在第一壳体111内的至少具有上述三段换热结构的管段，以及设置在第一壳体111外的汽包112，使得预热管段1131产生的饱和水强制循环到汽包112内，在自重作用下，饱和水进入上层的蒸发管段1132，蒸发管段1132产生的饱和蒸汽回到汽包112内，汽水分离后，饱和蒸汽从汽包112出来后，进入到过热管段1133，产生的过热蒸汽可以用去发电或系统自用。进一步优选地，每段换热管113均为卧式结构的盘管，能够进一步提到换热面积和换热效率。上述换热器11的形状和结构可以根据需要进行合理选择，优选为圆柱形或方形的箱式结构，换热器11内部至少具有上述三层盘管，每层盘管均为卧式盘管结构，每层盘管之间串联，水从下往上，高温半焦物料从上向下，与水进行逆向换热，使高温半焦物料实现充分换热冷却。

采用本实用新型的包含上述换热器11的一级冷却装置1的冷却系统能够使高温半焦进行充分冷却，冷却效果好。为了进一步对回转窑3中依靠重力下落至换热器11的高温半焦进行更均匀地冷却换热，在本实用新型一种优选的实施例中，上述一级冷却装置1还包括布料器12，布料器12设置在回转窑3的下方并通过管道与回转窑3相连通，布料器12设置在换热器11的上方并与换热器11的物料入口相连通。

上述优选实施例中，通过在布料器12的作用下，将高温半焦均匀分布于换热器11内，使得物料在换热器11的料位保持在一定范围内以使换热更均匀。至于布料器12的具体形状可以根据所使用的管道和换热器11的结构和形状而进行合理选择。在一种优选的实施例中，上述布料器12的形状为上小下大的倒锥形，内部设置有用于均匀布料的多层导料板。

在本实用新型一种更优选的实施例中，换热器11靠近布料器12的一端设置有料位检测器13。能够实时监测换热器11内物料的料位，尽量使料位始终位于过热管段1133上层50cm～100cm的高度，以使荒煤气中焦油不会析析出，不会出现半焦结块现象，从而提高物料的换热效果，并提高换热器11的运行稳定性。上述料位检测器13的具体种类可以选择为一种自动的非接触式的料位计，比如微波料位计、雷达料位计或超声波料位计，也可同时安装一种接触式料位计，即重锤式料位计。

上述连接布料器12与回转窑3之间的管道可以采用现有的耐高温的管道，在本实用新型一种优选的实施例中，上述管道为波纹管，该波纹管的外壁为碳钢材质，最里层有10mm厚不锈钢内胆，在内胆和波纹管外壁之间有两层保温料，贴近波纹外壁的一层为50mm厚的硅酸铝保温棉，贴近内胆的一层为耐高温浇筑料，具体可以为硅酸铝纤维棉、纤维毯或纤维毡、其他轻型浇注料，最高耐700℃。

上述一级冷却装置1相比现有的换热器11具有半焦冷却效果好且冷却系统运行稳定的优势。为了更准确地监测换热的效率，在本实用新型一种更优选的实施例中，上述一级冷却装置1还包括第一温度检测器14，第一温度检测器14的检测端位于布料器12的腔体内。在上述布料器12内侧壁上设置第一温度检测器14，能够实时准确检测进入换热器11内的待冷却的半焦物料的温度。

上述一级冷却装置1中换热器11的物料出口可以直接设置为与二级冷却装置2中的冷却螺旋输送机21上的物料进口相连通，也可以通过其他输送管道相连通。为了更有序、更稳定地向二级冷却装置2中输送物料以确保二级冷却装置2中的冷却螺旋输送机21的运行稳定和冷却效果，在本实用新型另一种优选的实施例中，上述一级冷却装置1还包括集焦仓15，集焦仓15设置在换热器11下方，且具有进料口及卸料口，进料口与换热器11的物料出口相连通，卸料口与二级冷却装置2中的冷却螺旋输送机21相连通。

上述优选实施例中，通过将集焦仓15设置在所述换热器11的下方，使得物料在重力作用下自动落入集焦仓15；而将换热器11与二级冷却装置2之间设置集焦仓15，便于对一级冷却后的物料进行收集以更稳定有序的方式输送入二级冷却装置2，从而提高一级冷却装置1与二级冷却装置2之间的衔接稳定性。

具体地，集焦仓15可以根据需要设置为包括4N个集焦器，其中N为正整数。通过分割为多个分散的集焦器，能够均匀散射输送换热器11冷却的物料，并且当在每个集料器的出口端设置阀门时，更能合理控制各个集焦器的物料流通量和流通速度。

上述一级冷却装置1在布料器12与换热器11的连接处设置第一温度检测器，有助于监测进入换热器11的物料的温度，为了更准确监测物料在一级冷却装置1中的冷却效果以及更有针对性地控制二级冷却装置2的冷却温度，在本实用新型又一种优选的实施例中，在上述集焦仓15的下端设置有第二温度检测器16。这样便于对经过一级冷却后的物料的温度进行准确把握，从而能够合理调节二级冷却装置2的冷却设施的布置和设计。

由于本实用新型的冷却系统所针对的物料主要是高温半焦之类的高温易燃易爆物料，因而，上述冷却系统中所提及的物料都是在密闭环境中的，各个装置和部件之间都不得有泄漏之处。出于安全及可能出现故障考虑，在本实用新型一种优选的实施例中，沿物料流动方向，在集焦仓15的卸料口与冷却螺旋输送机21之间的管路上还依次设置有物料闸阀17和闭风器18。

上述优选的实施例中，在卸料口的下方设置物料闸阀17便于更灵活地根据二级冷却装置2的冷却效果合理调节进入二级冷却装置2的物料量。而且，当换热器11或闭风器18出现故障或需要检修时，可以关闭闸阀。闭风器18，实质上是一阀门，当换热器11内物料未达到预定料位高度之前，通过关闭闭风器18，使换热器11内堆积一定量的物料。而当换热器11内的物料达到预定高度后，开启物料闸阀17和闭风器18，使经一级冷却后的物料逐渐下落至二级冷却装置2中。此外，在物料闸阀17的下游设置一闭风器18能够防止在与二级冷却装置2相连接的管道上因密封问题而产生从换热器11底部进气的危险。闭风器18为耐500℃左右高温的阀门，为方便操作，可以采用变频控制。

本实用新型的上述冷却系统中冷却螺旋输送机21，可以根据具体需要冷却降温的效果合理选择合适的冷却螺旋输送机21的具体种类。在本实用新型一种优选的实施例中，上述冷却螺旋输送机21包括：第二壳体211，螺旋输送轴212，螺旋输送轴212设置在第二壳体211内并且螺旋输送轴212的两端延伸至第二壳体211外，螺旋输送轴212为空心轴，空心轴两端分别连接有第一进水管和第一出水管。

上述优选实施例中，冷却螺旋输送机21中采用在螺旋输送轴212内部通通循环水对轴进行冷却，保持轴在高温时同轴度，解决卡死现象。

根据具体需要冷却的效果，可以在上述螺旋输送轴212内设置冷却管，也可以在冷却螺旋输送机21的第二壳体211外部设置水冷夹套213，水冷夹套213两端分别连接有第二进水管和第二出水管。采用水冷夹套213内通循环水与半焦进行逆向换热增强换热效果。水冷夹套213中进水口和出水口的具体位置可以根据情况可以选择，比如可以将进水口设置在水冷夹套213右下方，出水口设置在水冷夹套213左上方，也可以将进水口设置在右下方，出水口设置在水冷夹套213的左下方。上述两种冷却设施根据冷却需要可以同时设置也可以单独设置。

在本实用新型另一种优选的实施例中，上述冷却螺旋输送机21的第二壳体211为具有空腔的双层结构，第二壳体211的两端连接有第二进水管和第二出水管，第二进水管和第二出水管与第二壳体211的空腔相连通。这种在第二壳体211外部设置冷却循环水的方式，冷却水从冷却螺旋输送机21第二壳体211的入料端贯通至出料端，冷却效果更好。

无论在上述螺旋输送轴212内设置水冷管还是在螺旋输送机的第二壳体211上设置水冷管或第二壳体211外设置水冷夹套，都是对物料进行间接冷却的方式，全部采用间接冷却方式，同样能够实现物料冷却效果，但难免增加设备的体积及设备的能耗。为了优化设备体积，节约能耗，在本实用新型一种优选的实施例中，上述冷却螺旋输送机21上还包括喷淋装置，该喷淋装置包括喷头214，喷头214设置在第二壳体211内，相应地，螺旋输送机的第二壳体211上还设置有水蒸汽出口215。

上述间接冷却方式和直接喷淋的冷却方式可以根据实际冷却需要，单独设置或者相互组合设置。上述优选的实施例中，采用喷淋装置直接对物料进行冷却的方式，能够降低相应减少间接冷却的换热面积，设备体积不用太大，能耗相对较小。上述喷淋装置设置为包含多个喷雾元件，如2～3个喷嘴，利于对物料进行喷雾直接冷却；并在螺旋输送机的第二壳体211上设置有水蒸汽出口215，最好设置在出料口的上端，使得喷雾细水与物理换热后变成蒸汽排出或者进行回收利用。

上述冷却螺旋输送机21中的螺旋叶片采用常规螺旋输送机中叶片的设置方式即可。为了进一步提高安全和密封效果，在本实用新型一种优选的实施例中，如图3所示，上述冷却螺旋输送机21还包括：螺旋叶片，螺旋叶片设置在螺旋输送轴212上，螺旋输送轴212沿物料流动方向包括第一轴段和第二轴段，第一轴段上的螺旋叶片的间距小于第二轴段上的螺旋叶片的间距。通过在物料流动方向上的第一轴段的螺旋叶片的间距小于第二轴段上的螺旋叶片的间距，这种变螺距的输送方式为螺旋密封方式，使得冷却螺旋输送机21的前段有密封效果，即能换热器11底部有少量煤气也不会从螺旋输送机的出料口泄漏出来。

在本实用新型的另一种优选的实施例中，提供了又一种断螺距的螺旋密封形式。如图4所示，在该实施例中，冷却螺旋输送机21还包括：螺旋叶片，螺旋输送轴212沿物料流动方向包括第一轴、第二轴段以及设置在第一轴段和第二轴段之间的第三轴段，螺旋叶片设置在第一轴段和第二轴段上。

通过在物料流动方向上的设置中间间断的螺旋叶片，这样中间缺少的螺旋叶片能够使前一轴段输送的物料堆积在该部位，因而在后一轴段输送出第二壳体211外的这段与空气隔绝，从而也能起到防煤气泄漏的密封效果。

在本实用新型一种具体的实施例中，如图1所示，提供了一种高温半焦的冷却系统，主要包括波纹管，波纹管的进口与回转窑3半焦出口连接，波纹管的出口与布料器12进口连接，布料器12的出口与高温换热器11进口连接，高温换热器11的出口与集焦仓15进口连接，集焦仓15的出口与插板阀的进口连接，插板阀的出口与闭料器的进口连接，闭料器的出口与冷却螺旋输送机21的进口连接，半焦从冷却螺旋输送机21的出口输送到输焦皮带上，直接送到半焦储存区域。

上述波纹管、布料器12、高温换热器11、闸板阀和闭风器18组成高温段冷却装置，能够使半焦温度从600℃左右降至160℃左右。

如图3和图4所示，从高温冷却装置出来的半焦温度较高，如果采用皮带输送容易对皮带造成损坏，因此进一步采用冷却螺旋输送机21对半焦进行冷却。上述实施例中所使用的冷却螺旋输送机21由进料口、螺旋输送轴212、料管、水冷夹套213和出料口组成。

上述螺旋输送轴212采用空心轴，轴内部通循环水，对轴进行冷却，保持轴在有温度情况下同心度。如图3所示，螺旋输送轴212采用变螺距，前小后大，可保证密封，进口段附半焦密实，出料口附近物料稀疏。上述的水冷夹套213内通循环水作为水冷介质，进水口在夹套右下方，出水口在左下方，与半焦进行逆向换热，半焦温度从160℃降低至120℃以下。

上述优选实施例中的冷却系统的工作过程如下：

实施例1：当整个系统正常运行时，煤在回转窑3吸热后生成荒煤气和半焦，高温半焦在重力作用下，经波温管滑落到布料器12内，半焦在布料器12的导流板作用下，均匀分布到整个换热器11内，半焦在下降过程中与换热器11内各换热管113段的盘管中软水逐渐进行换热，半焦在换热过程中温度从600℃降至160℃，软水从104℃蒸发成中低压蒸汽，蒸汽进入到汽包112内待使用。降温后的半焦进入到集焦仓15内，经闸阀降落至闭风器18的上端，在闭风器18的作用进入到冷却螺旋输送机21内，料管水冷夹套213内通循环水，半焦在螺旋输送轴212的作用下充分搅拌，半焦和料管充分接触，将热量传递给循环水，半焦温度降低至皮带输送机可接受的温度。螺旋输送轴212的轴心内通循环水，可以保护螺旋输送轴212不受温度影响，可以带走部分热量。水冷夹套213内可产生循环热水或低压蒸汽，热水可作为厂区生活用水，低压蒸汽可作为锅炉除氧用或供热。换热器11内半焦料位通过闭风器18的频率进行调整，使得料位始终保持在安全范围内。

实施例2：当整个系统正常运行时，煤在回转窑3吸热后生成荒煤气和半焦，半焦开始从回转窑3内在重力作用下，经波纹管落到布料器12上，均匀分布到换热器11内，此时换热器11底部的闸板阀、闭风器18和冷却螺旋输送机21不运行，换热器11内半焦的料位到达设定高度时，开启闸板阀，逐渐开启闭风器18，增加卸料量，同时开启冷却螺旋输送机21，水冷夹套213内水循环开启，旋转输送轴内水循环开启，旋转输送轴的频率不断调整，直到换热器11内的料位波动正常，冷却螺旋输送机21的出料口温度正常。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1)通过将包含换热器的一级冷却装置设置在回转窑的下方，不仅节省了回转窑与高温换热器之间的高温动力设备，避免了高温造成设备故障，提高了设备运转稳定性，而且便于回转窑产生的半焦靠重力直接落到换热器内进行一级冷却；然后进一步经冷却螺旋输送机进行二级冷却，半焦物料在螺旋输送轴的作用下在料管内充分翻滚，与冷却面充分接触，使得最终出焦温度一致，进而提高了所冷却的半焦产品的质量。

2)本实用新型采用包含换热器的一级冷却装置和冷却螺旋输送机的二级冷却装置对高温半焦进行两级冷却，既可以对半焦进行冷却得到高品质的半焦，又能将半焦冷却到皮带输送器可以接受的温度。

3)本实用新型的半焦冷却过程中余热回收效率高，一级冷却装置中的换热器内可以产生中低压蒸汽，能够用于发电或系统自用，二级冷却装置内产生的热水可用于厂区生活用水或产生低温低压蒸汽。

4)回转窑与换热器之间无高温动力设备，避免高温造成设备故障，致使系统不能正常生产。

5)低温冷却装置采用冷却螺旋输送器作为冷却器，物料在旋转轴的作用下，在料管内充分翻滚，与冷却面充分接触，可使得最终出焦温度一致，半焦品质高。

6)工艺结构简单，操作简单，便于维护，无高温动力设备，故障率低，能耗低，同时生产过程中无废气，废渣和废液产生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种半焦冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：

一级冷却装置(1)，包括换热器(11)，所述换热器(11)设置在回转窑(3)下方，并与所述回转窑(3)相连通；以及

二级冷却装置(2)，所述二级冷却装置(2)包括冷却螺旋输送机(21)，所述冷却螺旋输送机(21)与所述一级冷却装置(1)相连通。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述换热器(11)包括：

第一壳体(111)，所述第一壳体(111)上设置有物料入口和物料出口；

汽包(112)，所述汽包(112)设置在所述第一壳体(111)外；

其中，所述换热器(11)通过所述物料入口与所述回转窑(3)相连通，并通过所述物料出口与所述冷却螺旋输送机(21)相连通。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述第一壳体(111)上还设置有冷却水入口、饱和水出口、饱和水入口、饱和蒸汽出口、饱和蒸汽入口和过热蒸汽出口，所述换热器(11)还包括：

换热管(113)，所述换热管(113)包括预热管段(1131)、蒸发管段(1132)以及过热管段(1133)；

其中，所述预热管段(1131)与所述冷却水入口相连通，并通过所述饱和水出口与所述汽包(112)相连通，所述蒸发管段(1132)通过所述饱和水入口和所述饱和蒸汽出口与所述汽包(112)相连通，所述过热管段(1133)通过所述饱和蒸汽入口与所述过热蒸汽出口与所述汽包(112)相连通。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述换热管(113)为卧式盘管。

5.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述一级冷却装置(1)还包括布料器(12)，设置在所述回转窑(3)的下方并通过管道与所述回转窑(3)相连通，所述布料器(12)设置在所述换热器(11)的上方并与所述换热器(11)的所述物料入口相连通。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述换热器(11)在靠近所述布料器(12)的一端设置有料位检测器(13)。

7.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述一级冷却装置(1)还包括第一温度检测器(14)，所述第一温度检测器(14)的检测端位于所述布料器(12)的腔体内。

8.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述一级冷却装置(1)还包括集焦仓(15)，所述集焦仓(15)设置在所述换热器(11)下方，且具有进料口及卸料口，所述进料口与所述换热器(11)的所述物料出口相连通，所述卸料口与所述二级冷却装置(2)中的所述冷却螺旋输送机(21)相连通。

9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述集焦仓(15)的下端设置有第二温度检测器(16)。

10.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，沿物料流动方向，在所述集焦仓(15)的所述卸料口与所述冷却螺旋输送机(21)之间的管路上还依次设置有物料闸阀(17)和闭风器(18)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却螺旋输送机(21)包括：

第二壳体(211)，

螺旋输送轴(212)，所述螺旋输送轴(212)设置在所述第二壳体(211)内并且所述螺旋输送轴(212)的两端延伸至所述第二壳体(211)外，所述螺旋输送轴(212)为空心轴，所述空心轴两端分别连接有第一进水管和第一出水管。

12.根据权利要求11所述的冷却系统，其特征在于，所述第二壳体(211)外壁上设置有水冷夹套(213)，所述水冷夹套(213)上连接有第二进水管和第二出水管。

13.根据权利要求12所述的冷却系统，其特征在于，冷却螺旋输送机(21)还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷头(214)，所述喷头(214)设置在所述第二壳体(211)内。

14.根据权利要求13所述的冷却系统，其特征在于，所述第二壳体(211)上还设置有水蒸汽出口(215)。

15.根据权利要求13所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却螺旋输送机(21)还包括：螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在所述螺旋输送轴(212)上，所述螺旋输送轴(212)沿物料流动方向包括第一轴段和第二轴段，所述第一轴段上的所述螺旋叶片的间距小于所述第二轴段上的所述螺旋叶片的间距。

16.根据权利要求13所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却螺旋输送机(21)还包括：螺旋叶片，所述螺旋输送轴(212)沿物料流动方向包括第一轴段、第二轴段以及设置在所述第一轴段和所述第二轴段之间的第三轴段，所述螺旋叶片设置在所述第一轴段和所述第二轴段上。