CN209445858U - 一种粉体换热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于粉体换热技术领域，公开了一种粉体换热设备，该粉体换热设备包括沿粉体下落方向依次设置的进料仓、至少一个换热仓和出料仓，所述进料仓的高度大于所述换热仓的半径与所述粉体安息角的正切值的乘积。本实用新型的进料仓的高度大于换热仓的半径与粉体安息角的正切值的乘积，可以避免物料在进料仓内出现堆积而导致进料口堵塞的情况，从而解决了现有板式换热器的进料仓高度可能因设计不合理存在使进料口堵塞的问题。

Description

一种粉体换热设备

技术领域

本实用新型涉及粉体换热技术领域，尤其涉及一种粉体换热设备。

背景技术

目前，国内外工业上对粉体进行换热的方法有接触式换热和间壁式换热两种类型。

接触式换热的类型有流化床换热器，在流化床换热器中，粉体在气体作用下保持流化状态，同时对粉体进行加热或冷却，气体和粉体直接接触换热，传热性能好。但是这种冷却方式由于是空气与粉体直接接触，会产生大量的含尘气体，需要配套增加粉尘回收装置，投资强度大，传热效率低，环保压力大。

非接触式换热设备有回转炉和板式换热器。回转式冷却是通过在回转壳内设置冷却水管，使管内的冷却介质与被冷却介质可以实现间接换热。该设备采用旋转装置，结构复杂，属于疲劳设备，故障率高，不利于项目实现长周期稳定运行的设计目标。此外，设备在运行过程中，需要不断的旋转，电能消耗大，装置运行成本高。而在板式换热器中，在加热或冷却流体与依靠重力向下流动的粉体进行间壁换热。加热或冷却流体自下而上通过波面板的内流道，粉体自上而下通过多块波面板组成的外通道。

但是现有板式换热器的粉体由进料仓进入到换热板时，由于进料速度大于出料速度可能在进料仓出现堆积的现象，当粉体堆积到一定程度时，会使粉体将进料仓的进料口堵塞，因此有必要对进料仓的高度进行设计。

因此，亟待需要提供一种新型粉体换热设备来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种粉体换热设备，以解决现有板式换热器的进料仓高度可能因设计不合理存在使进料口堵塞的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种粉体换热设备，包括沿粉体下落方向依次设置的进料仓、至少一个换热仓和出料仓，所述进料仓的高度大于所述换热仓的半径与所述粉体安息角的正切值的乘积。

作为优选，所述进料仓的顶部设有进料口和排气口，所述出料仓的底部设有出料口，所述进料口和所述排气口均与所述出料口连通。

作为优选，所述换热仓为两个且上下布置，每个所述换热仓分别均布有多个换热板。

作为优选，两个所述换热仓的所述换热板交错布置。

作为优选，位于下部的所述换热仓连接有冷却水入口，位于上部的所述换热仓连接有冷却水出口，冷却水依次沿所述冷却水入口、位于下部的所述换热板、位于上部的所述换热板和所述冷却水出口流动。

作为优选，位于下部的所述换热仓与所述出料仓之间设有软连接。

作为优选，位于下部的所述换热仓的底端设有松动风口。

作为优选，所述进料仓的顶部还设有料位计和与所述料位计电连接的料位控制器。

作为优选，所述出料仓的上方设有振动电机和与所述振动电机依次连接的变频器和频率控制器。

作为优选，所述出料口设有温度传感器和与所述温度传感器电连接的温度控制器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的进料仓的高度大于换热仓的半径与粉体安息角的正切值的乘积，可以避免物料在进料仓内出现堆积而导致进料口堵塞的情况，从而解决了现有板式换热器的进料仓高度可能因设计不合理存在使进料口堵塞的问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的粉体换热设备的结构示意图；

图2是进料仓出现粉体堆积时的状态示意图。

图中：

1、进料仓；11、进料口；12、排气口；13、料位计；14、料位控制器；

2、换热仓；21、换热板；22、冷却水入口；23、冷却水出口；24、松动风口；

3、出料仓；31、出料口；32、振动电机；33、变频器；34、频率控制器；35、温度传感器；36、温度控制器；

4、软连接；

H代表进料仓的高度；h代表粉体堆积的最大高度；a代表粉体的安息角；r代表换热仓的半径。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，其为本实用新型提供的一种粉体换热设备的结构示意图。该粉体换热设备包括沿粉体下落方向依次设置的进料仓1、至少一个换热仓2和出料仓3，其中：

进料仓1的顶部设有进料口11和排气口12，出料仓3的底部设有出料口31，进料口11和排气口12均与出料口31连通，排气口12与出料口31相连通，可以防止在出料仓3内形成真空，而引起出料仓3内可能存在粉体阻塞的问题。

换热仓2为两个且上下布置，可以延长高温粉体的冷却时间和冷却路径，提高冷却效果。每个换热仓2分别均布有多个换热板21，具体地，两个换热仓2的换热板21交错布置，如此使得高温粉体可以充分冷却。

具体地，位于下部的换热仓2连接有冷却水入口22，位于上部的换热仓2连接有冷却水出口23，冷却水依次沿冷却水入口22、位于下部的换热板21、位于上部的换热板21和冷却水出口23流动，粉体在重力的作用下在换热板21之间自上而下流动，冷却水在换热板21内则自下而上流动，形成逆流换热，提高粉体的换热效率。同时在冷却水一侧设置流量计(图中未示出)，用于实时监控冷却水的流量，防止因断水或流量不足等非正常工况引起设备损坏，引发安全事故。

具体地，出料仓3的上方设有振动电机32和与振动电机32依次连接的变频器33和频率控制器34，通过频率控制器34给变频器33发出控制信号，再由变频器33驱动振动电机32工作，从而实现了出料仓3对出料速度的控制。

具体地，位于下部的换热仓2与出料仓3之间设有软连接4，避免因振动电机32的振动带动出料仓3的振动，保证设备长周期稳定运行。

具体地，位于下部的换热仓2的底端设有松动风口24，考虑到粉体粒径较小，易产生堆积、架桥，影响设备正常换热，因此将松动风口24接入氮气源，并向换热仓2的底端(即出料仓3的顶端)通入一定量的氮气，达到对粉体松动的效果。由松动风产生的含尘气体则由进料仓1顶部的排气口12排出，送至过滤器处理排放。

具体地，进料仓1的顶部还设有料位计13和与料位计13电连接的料位控制器14，通过料位计13实时监测进料仓1的实时高度，并将信号传递给料位控制器14，料位控制器14与频率控制器34电连接，当进料仓1内的物料高度超过预设高度时，频率控制器34控制振动电机32的频率加快，以使物料在换热设备内的出料速度加快，减轻进料仓1内物料堆积的影响。

具体地，出料口31设有温度传感器35和与温度传感器35电连接的温度控制器36，通过温度传感器35实时监测出料口31的实时温度，并将信号传递给温度控制器36，温度控制器36与频率控制器34电连接，当出料口31的物料温度超过预设温度时，频率控制器34控制振动电机32的频率减慢，以使物料在换热仓2内停留的时间增长，实现在一定范围内对出料温度的调节，提高粉体换热设备的鲁棒性，避免因粉料生产装置负荷的变化对冷却质量的影响。

如图2所示，其为进料仓1出现粉体堆积时的状态示意图。进料仓1的高度大于换热仓2的半径与粉体安息角的正切值的乘积，即

H＞r*tan(a)，

其中：H代表进料仓1的高度；h代表粉体堆积的最大高度；a代表粉体的安息角；r代表换热仓2的半径。

本实用新型的进料仓1的高度大于换热仓2的半径与粉体安息角的正切值的乘积，可以避免物料在进料仓1内出现堆积而导致进料口11堵塞的情况，从而解决了现有板式换热器的进料仓高度可能因设计不合理存在使进料口堵塞的问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉体换热设备，其特征在于，包括沿粉体下落方向依次设置的进料仓(1)、至少一个换热仓(2)和出料仓(3)，所述进料仓(1)的高度大于所述换热仓(2)的半径与所述粉体安息角的正切值的乘积。

2.根据权利要求1所述的粉体换热设备，其特征在于，所述进料仓(1)的顶部设有进料口(11)和排气口(12)，所述出料仓(3)的底部设有出料口(31)，所述进料口(11)和所述排气口(12)均与所述出料口(31)连通。

3.根据权利要求1所述的粉体换热设备，其特征在于，所述换热仓(2)为两个且上下布置，每个所述换热仓(2)分别均布有多个换热板(21)。

4.根据权利要求3所述的粉体换热设备，其特征在于，两个所述换热仓(2)的所述换热板(21)交错布置。

5.根据权利要求3所述的粉体换热设备，其特征在于，位于下部的所述换热仓(2)连接有冷却水入口(22)，位于上部的所述换热仓(2)连接有冷却水出口(23)，冷却水依次沿所述冷却水入口(22)、位于下部的所述换热板(21)、位于上部的所述换热板(21)和所述冷却水出口(23)流动。

6.根据权利要求3所述的粉体换热设备，其特征在于，位于下部的所述换热仓(2)与所述出料仓(3)之间设有软连接(4)。

7.根据权利要求3所述的粉体换热设备，其特征在于，位于下部的所述换热仓(2)的底端设有松动风口(24)。

8.根据权利要求1所述的粉体换热设备，其特征在于，所述进料仓(1)的顶部还设有料位计(13)和与所述料位计(13)电连接的料位控制器(14)。

9.根据权利要求1所述的粉体换热设备，其特征在于，所述出料仓(3)的上方设有振动电机(32)和与所述振动电机(32)依次连接的变频器(33)和频率控制器(34)。

10.根据权利要求2所述的粉体换热设备，其特征在于，所述出料口(31)设有温度传感器(35)和与所述温度传感器(35)电连接的温度控制器(36)。