CN217358158U

CN217358158U - 一种粉焦或粉体冷却设备

Info

Publication number: CN217358158U
Application number: CN202220938614.4U
Authority: CN
Inventors: 李灿灿; 王红莉; 陈树群; 彭国平; 鲁娟娟
Original assignee: Spang Technology Co ltd
Current assignee: Spang Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2032-04-21

Abstract

本实用新型属于煤热解技术领域，公开了一种粉焦或粉体冷却设备。该设备包括壳体和传热管组。壳体的一端具有进料口，另一端具有出料口。传热管组包括多层沿进料方向至出料方向间隔设置的盘管，盘管的一端与冷却介质进口连通，另一端与冷却介质出口连通，传热管组设置在壳体的内部，冷却介质进口与冷却介质出口设置在壳体的外部，粉焦或粉体由进料口进入壳体的内部，经传热管组冷却后，从出料口流出。该设备能够快速换热，降低冷却介质汽化超压的风险，承压能力强，不易超压，结构稳定性好，安全性高。

Description

一种粉焦或粉体冷却设备

技术领域

本实用新型涉及煤热解技术领域，尤其涉及一种粉焦或粉体冷却设备。

背景技术

在煤热解技术领域，干馏是分离煤炭中挥发分的有效手段，挥发分的化学成分和石油烃类似，可以转化为石油产品。煤粉流化床干馏温度在500～700℃，干馏后的粉焦或粉体需要冷却到80℃才能进行储存和运输，以免高温粉焦与空气接触发生自燃。这就要求冷却粉焦或粉体的冷却设备具有较大的换热负荷调节范围，且具有一定的承压能力。

现有技术中的用于冷却粉焦或粉体的设备通常是板片式结构。板片式冷却装置承压能力较差，只能在常压下进行工作，容易产生设备局部超压、变形等危险，严重时将造成高温粉焦泄露，安全性较差，应用场合具有一定局限性。

因此亟需提出一种粉焦或粉体冷却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焦或粉体冷却设备，该设备能够快速换热，降低冷却介质汽化超压的风险，承压能力强，不易超压，结构稳定性好，安全性高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种粉焦或粉体冷却设备，包括：

壳体，所述壳体的一端具有进料口，另一端具有出料口；

传热管组，所述传热管组包括多层沿进料方向至出料方向间隔设置的盘管，所述盘管的一端与冷却介质进口连通，另一端与冷却介质出口连通，所述传热管组设置在所述壳体的内部，所述冷却介质进口与所述冷却介质出口设置在所述壳体的外部，所述粉焦或粉体由所述进料口进入所述壳体的内部，经所述传热管组冷却后，从所述出料口流出。

可选地，所述传热管组包括由进料方向向出料方向依次排列的高温管组、中温管组和低温管组，所述高温管组的每层所述盘管均单独连通有所述冷却介质进口和所述冷却介质出口，所述中温管组中至少两层所述盘管并联共用一个所述冷却介质进口和一个所述冷却介质出口，所述低温管组中至少两层所述盘管并联共用一个所述冷却介质进口和一个所述冷却介质出口。

可选地，奇数层所述盘管与偶数层所述盘管错位设置。

可选地，所述盘管为扁管，所述扁管的长轴方向与粉焦或粉体的下落方向平行。

可选地，所述盘管为U型盘管。

可选地，所述壳体内具有进料段，所述进料段与所述进料口连通，所述进料段内设置有分料部。

可选地，所述分料部为在所述进料口下游倾斜设置的多个挡板。

可选地，所述壳体的内部设置有出料段，所述出料段与所述出料口连通。

可选地，所述出料段的下游连接有旋转阀。

可选地，所述旋转阀的外部连接有控速电机。

有益效果：

本实用新型提供的粉焦或粉体冷却设备通过将多层盘管沿进料口方向至出料口方向间隔布置，向盘管内通入冷却介质，粉焦或粉体从进料口进入壳体，从出料口流出，经过与多层盘管的换热，完成冷却。另外，盘管也能起到管板的作用，能够承载一定压力。多层盘管与粉焦或粉体之间的换热能够快速均匀地冷却粉焦或粉体，防止冷却介质汽化超压，盘管较好的承压能力能够有效避免管壁破裂，防止设备损坏。

附图说明

图1是本实用新型提供的粉焦或粉体冷却设备的结构示意图；

图2是本实用新型提供的高温管组奇数层布管方式的示意图；

图3是本实用新型提供的高温管组偶数层布管方式的示意图；

图4是本实用新型提供的中温管组和低温管组奇数层布管方式的示意图；

图5是本实用新型提供的中温管组和低温管组偶数层布管方式的示意图；

图6是图5中盘管在A-A处的截面示意图。

图中：

100：进料口；200：出料口；300：盘管；400：冷却介质进口；500：冷却介质出口；600：进料段；610：高温管组；700：换热段；710：中温管组；800：出料段；810：低温管组；900：分料部；1000：旋转阀；

N1：排气口；P1、P2：压力表接口；L1：高料位计接口；M1：控速电机； M2：冷却电机；S1、S2、S3、S4：排气口；UC：吹扫口；L1：高料位计接口； L2：低料位计接口；VSD：控速器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

现有技术中的粉焦或粉体冷却设备中的换热管通常为竖直布置的圆管，采用一块管板对冷却设备起到全部的支撑作用，粉焦或粉体流速慢，积聚在高温段的粉焦或粉体容易造成冷却水汽化超压，汽化超压后，导致传热管破裂，管板损坏。并且，管板的存在容易导致粉焦或粉体堆积，同样容易引起冷却水汽化超压的问题。本实施例提供的一种粉焦或粉体冷却设备，能够有效解决上述问题。

该设备包括壳体和传热管组。壳体的一端具有进料口100，另一端具有出料口200。传热管组包括多层沿进料方向至出料方向间隔设置的盘管300，盘管 300的一端与冷却介质进口400连通，另一端与冷却介质出口500连通，传热管组设置在壳体的内部，冷却介质进口400与冷却介质出口500设置在壳体的外部，粉焦或粉体由进料口100进入壳体的内部，经传热管组冷却后，从出料口 200流出。

上述的粉焦或粉体冷却设备通过将多层盘管300沿进料口100方向至出料口200方向间隔布置，在使用时，向盘管300内通入冷却介质，冷却介质通过盘管300在壳体内流动，粉焦或粉体从进料口100进入壳体，经过与多层盘管 300的换热，温度逐渐降低，然后从出料口200流出，完成冷却。同时，盘管 300能够代替管板，具有更优的承压能力。传热管组的多层盘管300能够快速均匀换热，防止冷却介质汽化超压，盘管300较好的承压能力能够有效避免管壁破裂或设备损坏。

在本实施例中，壳体由进料方向至出料方向依次被分成位于上部的进料段 600，位于中部的换热段700和位于下部的出料段800。进料段600与换热段700 之间、换热段700与出料段800之间均通过电弧焊接的方式连接在一起，进料段600和进料口100连通，出料段800和出料口200连通。

参见图1，为使得粉焦或粉体能够均匀分散地落入进料段600，可以在进料段600内设置分料部900。具体地，分料部900设置在进料口100的下游，分料部900可以为倾斜设置的多个挡板。在本实施例中，分料部900为两个呈角度连接的挡板，连接处朝向进料口100设置，粉焦或粉体从进料口100进入后，被挡板分散至不同的方向，均匀分布在传热管组的盘管300之间，防止粉焦或粉体的大量聚集，影响换热效果，同时，挡板对粉焦或粉体的下落起到缓冲的作用，防止下落速度过快，对盘管300造成压力。可选地，在进料段600的顶部设置进料口100、排气口N1、压力表接口P1、P2，侧壁上设置高料位计接口 L1。

进一步地，出料段800的下部逐渐收缩成满足工艺要求的锥形，为了防止粉焦或粉体偏析，该部分根据粉焦或粉体的安息角以及相关的流动性参数来调节锥角度数，本实施例中的锥角为65°～85°，示例性地，可以为65°、75°或85°等，在其他实施例中，根据实际需要设计即可。

进一步地，出料段800的下游连接有旋转阀1000，以防止粉焦或粉体堵塞出料口200。具体地，出料段800和旋转阀1000可以通过法兰螺栓进行连接。旋转阀1000在转动时单一方向旋转，会导致物料单侧塌陷式下落，可以在旋转阀1000的下游预留足够长的导管段，用于有效地消除偏析。

进一步地，旋转阀1000连接有控速电机M1和冷却电机M2。控速电机M1与控速器VSD连接，对出料段800的下料速率进行控制。冷却电机M2用于对控速电机M1进行冷却。出料段800底部还设有4个排气口S1、S2、S3、S4,一个吹扫口UC以及一个低料位计接口L2。

进一步地，根据壳体内部的温度大小，传热管组包括由进料方向向出料方向依次排列的高温管组610、中温管组710和低温管组810，如图1中所示，在本实施例中的传热管组包括21层水平布置的盘管300，其中，1-7层为高温管组610，设置在壳体的进料段600，8-14层为中温管组710，设置在壳体的中间换热段700，15-21层为低温管组810，设置在壳体的出料段800。由于刚进入壳体换热段700的粉焦或粉体温度较高，所以高温段管组的每层盘管300均单独连通有冷却介质进口400和冷却介质出口500，冷却介质从壳体的一侧进入，经过水平布置的盘管300从壳体的另一侧流出，由于不同层级的盘管300进出口换热面积比较小，各层温差控制合理，从而冷却介质能够与高温粉焦或粉体之间充分换热，有效避免气化超压问题的出现。由于到达中温管组710的粉焦或粉体，其温度已经大幅降低，所以，冷却介质进口400和冷却介质出口500 均采用集合管的形式，即，中温管组710中的至少两层盘管300并联共用一个冷却介质入口和一个冷却介质出口500，同理，低温管组810中的至少两层盘管 300并联共用一个冷却介质进口400和一个冷却介质出口500。在本实施例中，中温管组710的8-14层盘管300并联，低温管组810的15-21层管组并联，在其他实施例中，可以将两层、三层或四层等管路并联，以简化管路结构，并联方式根据需要进行设置即可。当然，传热管组的层数也可以根据粉焦或粉体的进料温度以及单位进料量来设置，在此，不做具体的限定。

进一步地，如图2至图5所示，奇数层盘管300与偶数层盘管300错位设置。其中，参见图4和图5，中温管组710和低温管组810的奇数层盘管300的接口正对冷却介质出口500或冷却介质进口400设置，偶数层盘管300的接口错开冷却介质出口500或冷却介质进口400一段距离设置。采用上述的布局方式，可以增加传热效率，快速降低粉焦或粉体的温度。

继续参见图2至图5，在本实施例中，壳体在水平方向的截面为四边形，盘管300为U型盘管300，可以理解地，为避免产生冷却死角，使粉焦或粉体充分冷却，U型盘管300在水平方向的分布应尽量占据壳体的整个横截面。在其他实施例中，壳体的横截面可以为圆形或其他形状，盘管300也可以采用其他布局方式，在此不做详尽说明。

进一步地，盘管300为扁管，采用S304钢材制成，截面形状为如图6所示的椭圆形，其长轴方向与粉焦或粉体的下落方向平行，粉焦或粉体落到扁管上，由于接触面积较小，不易在扁管上堆积，利于下落。在本实施例中，扁管的长轴与短轴之比为1.2～1.8，示例性地，可以为1.2、1.4、1.6或1.8等，当然，在其他实施例中，也可以采用其他形状的扁管或是圆管。

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人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。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

1.一种粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一端具有进料口(100)，另一端具有出料口(200)；

传热管组，所述传热管组包括多层沿进料方向至出料方向间隔设置的盘管(300)，所述盘管(300)的一端与冷却介质进口(400)连通，另一端与冷却介质出口(500)连通，所述传热管组设置在所述壳体的内部，所述冷却介质进口(400)与所述冷却介质出口(500)设置在所述壳体的外部，粉焦或粉体由所述进料口(100)进入所述壳体的内部，经所述传热管组冷却后，从所述出料口(200)流出。

2.根据权利要求1所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述传热管组包括由进料方向向出料方向依次排列的高温管组(610)、中温管组(710)和低温管组(810)，所述高温管组(610)的每层所述盘管(300)均单独连通有所述冷却介质进口(400)和所述冷却介质出口(500)，所述中温管组(710)中至少两层所述盘管(300)并联共用一个所述冷却介质进口(400)和一个所述冷却介质出口(500)，所述低温管组(810)中至少两层所述盘管(300)并联共用一个所述冷却介质进口(400)和一个所述冷却介质出口(500)。

3.根据权利要求1所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，奇数层所述盘管(300)与偶数层所述盘管(300)错位设置。

4.根据权利要求1所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述盘管(300)为扁管，所述扁管的长轴方向与粉焦或粉体的下落方向平行。

5.根据权利要求1所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述盘管(300)为U型盘管(300)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述壳体内具有进料段(600)，所述进料段(600)与所述进料口(100)连通，所述进料段(600)内设置有分料部(900)。

7.根据权利要求6所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述分料部(900)为在所述进料口(100)下游倾斜设置的多个挡板。

8.根据权利要求1-5任一项所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述壳体的内部设置有出料段(800)，所述出料段(800)与所述出料口(200)连通。

9.根据权利要求8所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述出料段(800)的下游连接有旋转阀(1000)。

10.根据权利要求9所述的粉焦或粉体冷却设备，其特征在于，所述旋转阀(1000)的外部连接有控速电机(M1)。