本發(fā)明涉及換熱器領(lǐng)域，尤其是一種換熱反應(yīng)器及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

換熱器在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。這些過程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過換熱器來完成。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。換熱器的類型比較廣泛：反應(yīng)釜、壓力容器、冷凝器、反應(yīng)鍋、螺旋板式換熱器、波紋管換熱器、列管換熱器、板式換熱器、螺旋板換熱器、管殼式換熱器、容積式換熱器、浮頭式換熱器、管式換熱器、熱管換熱器、汽水換熱器、換熱機(jī)組、石墨換熱器空氣換熱器、鈦換熱器等。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，在熱量交換中常有一些腐蝕性、氧化性很強(qiáng)且易附著于換熱器上的物料。雖然可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金屬材料以及不銹鋼、鈦、鉭、鋯等金屬材料制造具有抗強(qiáng)腐蝕性能的換熱器。但對于易附著的物料隨著換熱的進(jìn)行，易附著物料會逐漸附著在換熱器上，逐漸降低換熱性能，直至使其失去換熱性能。

隨著工業(yè)大生產(chǎn)的工藝日趨復(fù)雜和自動(dòng)化水平不斷提高，對生產(chǎn)過程的環(huán)境污染要求也越來越高。目前國內(nèi)粉體輸送主要采用氣動(dòng)輸送和螺旋輸送兩種方式，螺旋輸送受到設(shè)備自身的影響對輸送距離有著明顯的限制，氣動(dòng)輸送雖然解決了輸送距離的限制，但存在能耗大、管道內(nèi)壁易磨損，尤其是彎頭處需定期更換，且具有較大噪音，輸送效率低下等問題。

中國發(fā)明專利申請cn201310712719.3公開了一種繩式管道輸送裝置，需要在彎頭處加裝傳動(dòng)裝置，以帶動(dòng)板鏈在管道的中心線行進(jìn)，傳動(dòng)裝置有帶動(dòng)力的主動(dòng)式，也有不帶動(dòng)力的被動(dòng)式，這些裝置使得板鏈?zhǔn)焦艿垒斔驮O(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高。如果板鏈?zhǔn)焦艿垒斔驮O(shè)備不在彎頭處加裝傳動(dòng)裝置，板鏈通過彎頭時(shí)，其中心線不能沿著彎頭的中心線行走，送料板會被拉成側(cè)翻或者倒伏，導(dǎo)致卡死。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種換熱反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；其具有耐腐耐壓和高效的節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)；使用過程中維護(hù)簡單、方便、成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種換熱反應(yīng)器，其包括：

反應(yīng)容器，為物料反應(yīng)的器具；

閉合的送料管路，所述送料管路與反應(yīng)容器底部相連通；在所述送料管路內(nèi)設(shè)有球鎖鏈以及驅(qū)動(dòng)所述球鎖鏈運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪；所述球索鏈包括若干個(gè)送料球以及連接相鄰兩個(gè)所述送料球的連接件；所述球索鏈為首尾相接的閉合等球距鏈條；所述送料球的直徑小于所述送料管路的內(nèi)徑，所述送料球與送料管路之間的間距小于0.05-5mm；所述驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置在驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)，在所述驅(qū)動(dòng)輪上均布有若干球形槽，所述球形槽直徑與所述送料球的直徑相匹配；所述驅(qū)動(dòng)腔具有球索鏈進(jìn)口和球索鏈出口；

載熱顆粒處理器，設(shè)置在所述送料管路的物料出口與反應(yīng)容器之間；所述載熱顆粒處理器上設(shè)有物料收集口；

使用時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)球鎖鏈在送料管路內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并將所述反應(yīng)容器內(nèi)的物料輸送到載熱顆粒處理器內(nèi)，經(jīng)過對物料的烘干、分離處理后，物料完成回收，分離出的載熱顆粒重新進(jìn)入所述反應(yīng)容器內(nèi)繼續(xù)使用。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述物料出口設(shè)置在所述送料管路的水平管路上，所述物料出口的寬度至少大于相鄰兩個(gè)所述送料球的圓心之間的間距；或者

所述物料出口設(shè)置在所述送料管路的豎直管路上，所述物料出口為所述送料管路上的360度的鏤空體，所述鏤空體的高度至少大于相鄰兩個(gè)所述送料球的圓心之間的間距。更優(yōu)選的，所述物料出口的寬度大于相鄰兩個(gè)所述送料球的圓心之間的間距的2倍。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述球索鏈進(jìn)口高于所述球索鏈出口，在所述球索鏈進(jìn)口和球索鏈出口之間設(shè)有傾斜的面板，在重力的作用下，粘附于所述送料球或未完全排出的物料通過傾斜的面板滑入球索鏈出口處，在所述球索鏈的帶動(dòng)下重新進(jìn)入所述送料管路進(jìn)行傳輸。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述載熱顆粒處理器包括依次連接的烘干段、物料剝離段和加熱段；所述物料剝離段設(shè)有物料收集口；所述加熱段的末端通過管路與所述反應(yīng)容器的載熱顆粒進(jìn)口相連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述反應(yīng)容器為管道反應(yīng)器或反應(yīng)釜。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，相鄰兩個(gè)所述送料球中心線之間的間距為送料球半徑的2.1～5倍。優(yōu)選3～4倍。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述連接件為鉸鏈或繩索；所述連接件的兩端分別與送料球的兩個(gè)端面上的連接環(huán)固定連接，若干個(gè)所述連接件及送料球首尾閉合連接形成等球距的閉合的球鎖鏈；

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述連接件沿所述送料球的球體中心線穿過整個(gè)球體，并通過設(shè)置在所述送料球兩端的鎖扣將所述送料球固定在連接件上，所述連接件為首尾閉合的繩索，所述送料球等間距的分布在該繩索上；

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述送料球?yàn)榭招牡那蝮w。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述送料球在與鉸鏈或繩索固定處切成與中心線垂直的平臺，切去的厚度為送料球半徑的0.1～0.5倍。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述送料球的表面設(shè)有耐磨層和/或防腐層。

一種熱量交換反應(yīng)方法，其使用上述的換熱反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，包括如下步驟：

在所述反應(yīng)容器中加入載熱顆粒，在載熱顆粒的作用下使得反應(yīng)容器中的物質(zhì)升溫；

所述載熱顆粒與所述反應(yīng)容器中的物質(zhì)在接觸的過程中，表面附著了固體；

移除表面附著了固體后的載熱顆粒，經(jīng)過載熱顆粒處理器分離出物料和載熱顆粒，載熱顆粒循環(huán)使用。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述載熱顆粒是由碳化硅陶瓷、高鎳合金、鑄鐵、氟塑料、氟橡膠等材料的一種或幾種制成的物體。其中載熱顆粒為球體，直徑大于送料球121與送料管路11之間的間距，優(yōu)選的直徑為3-20mm。

有益效果

(1)該換熱反應(yīng)器，能夠有效解決換熱性能降低的問題。載熱顆粒能在換熱的同時(shí)將附著的物料帶出進(jìn)行干燥、剝離、收集。

(2)該換熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；其具有耐腐耐壓和高效的節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。使用過程中維護(hù)簡單、方便、成本低。

(3)該換熱反應(yīng)器采用閉合送料管路、球索鏈和驅(qū)動(dòng)腔相結(jié)合的方式，有效解決了在運(yùn)輸物料的過程中彎道易卡死或側(cè)翻漏料的問題，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單。

(4)球索鏈進(jìn)口高于球索鏈出口，在球索鏈進(jìn)口和球索鏈出口之間設(shè)有傾斜的面板，在重力的作用下，粘附于送料球或未完全排出的物料通過傾斜的面板滑入球索鏈出口處，在球索鏈的帶動(dòng)下重新進(jìn)入送料管路進(jìn)行傳輸，以防止物料對驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的換熱反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1的球鎖鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例1的驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例2的換熱反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為球鎖鏈的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

參見圖1所示：一種換熱反應(yīng)器1，包括：反應(yīng)容器101、球索型管道輸送裝置102和載熱顆粒處理器103。其中反應(yīng)容器101為物料反應(yīng)的器具，其可以為管道反應(yīng)器或反應(yīng)釜，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇。球索型管道輸送裝置102包括閉合的送料管路11、球索鏈12、驅(qū)動(dòng)腔13以及驅(qū)動(dòng)輪131。該送料管路11與反應(yīng)容器101的底部相連通，該送料管路11采用防腐材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要選擇使用普通材料，在送料管路11的內(nèi)壁涂覆防腐層。送料管路11內(nèi)設(shè)置有用于傳輸物料的球索鏈12。該球索鏈12包括若干個(gè)送料球121以及連接相鄰兩個(gè)送料球121的連接件122，其中連接件122可以選用鉸鏈，還可以選用繩索等。參見圖2所示：該鉸鏈與送料球121相連接，鉸鏈的兩端分別與送料球121的兩個(gè)端面上的連接環(huán)1211固定連接，若干個(gè)鉸鏈及送料球121首尾閉合連接形成等球距的閉合的球鎖鏈。送料球121的直徑小于送料管路11的內(nèi)徑，送料球121與送料管路11之間的間距小于0.05-5mm。相鄰兩個(gè)送料球121之間的中心線間距為送料球121半徑的2.1～5倍，更優(yōu)選3～4倍。送料球121在與鉸鏈固定處切成與中心線垂直的平臺，切去的厚度為送料球半徑的0.1～0.5倍。參見圖3所示：驅(qū)動(dòng)腔13設(shè)置在送料管路11上，其內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪131，該驅(qū)動(dòng)輪131由驅(qū)動(dòng)電機(jī)15帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，提供動(dòng)力。該驅(qū)動(dòng)輪131上均布有若干球形槽1311，球形槽1311直徑與送料球121的直徑相匹配。驅(qū)動(dòng)腔13具有球索鏈進(jìn)口132和球索鏈出口133。載熱顆粒處理器103，其設(shè)置在送料管路11的物料出口112與反應(yīng)容器101之間。該物料出口112可以設(shè)置在送料管路11的水平管路上，物料出口112的寬度至少大于相鄰兩個(gè)送料球121的圓心之間的間距；或者物料出口112可以設(shè)置在送料管路11的豎直管路上，物料出口112為送料管路11上的360度的鏤空體，鏤空體的高度至少大于相鄰兩個(gè)送料球121的圓心之間的間距；本實(shí)施例中為360度的鏤空體。該載熱顆粒處理器103包括烘干段1031、物料剝離段1032和加熱段1033，其中烘干段1031、物料剝離段1032和加熱段1033依次連接。物料剝離段1032設(shè)有物料收集口10321。通過球索型管道輸送裝置102輸送來的物料，該物料附著在載熱顆粒上，經(jīng)過烘干段1031烘干，在物料剝離段1032通過互相摩擦把烘干后的物料從載熱顆粒上剝離，分離了物料后的載熱顆粒通過加熱段1033再次加熱至工藝溫度后，進(jìn)入反應(yīng)容器101中進(jìn)行循環(huán)使用。

使用時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪131帶動(dòng)球鎖鏈12在送料管路11內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并將反應(yīng)容器101內(nèi)的物料輸送到載熱顆粒處理器103內(nèi)，經(jīng)過對物料的烘干、分離處理后，物料完成回收，分離出的載熱顆粒重新進(jìn)入反應(yīng)容器101內(nèi)繼續(xù)使用。

該實(shí)施例中的送料球121為空心的球體，其制作簡單，節(jié)省材料，成本較低，即將2個(gè)半球合在一起的結(jié)構(gòu)。采用沖壓、鑄造、注塑、壓制成型等均可。送料球121的表面可以根據(jù)需要設(shè)置耐磨層和/或防腐層。

采用上述的換熱反應(yīng)器進(jìn)行熱量交換反應(yīng)，包括如下步驟：

將載熱顆粒加入反應(yīng)容器101中，由于加入的載熱顆粒是高溫的，所以在載熱顆粒的作用下使得反應(yīng)容器101中的物料升溫，達(dá)到要求的反應(yīng)溫度即可。通過控制加入的載熱顆粒的溫度即可控制反應(yīng)溫度。該載熱顆粒是由碳化硅陶瓷、高鎳合金、鑄鐵、氟塑料、氟橡膠等材料的一種或幾種制成的物體；載熱顆粒為球體，直徑大于送料球121與送料管路11之間的間距，優(yōu)選的直徑為3-20mm。該載熱顆粒與反應(yīng)容器101中的物料在接觸的過程中，表面附著了該物料，通過球索型管道輸送裝置102將附著了物料的載熱顆粒輸送到載熱顆粒加熱器103處，經(jīng)過烘干段1031烘干，在物料剝離段1032通過互相摩擦把烘干后的物料從載熱顆粒上剝離，分離了物料后的載熱顆粒通過加熱段1033再次加熱至工藝溫度后，進(jìn)入反應(yīng)容器101中進(jìn)行循環(huán)使用。

傳統(tǒng)換熱器對于易附著的物料隨著換熱的進(jìn)行，易附著物料會逐漸附著在換熱器上，逐漸降低換熱性能，直至使其失去換熱性能。對于這一問題，傳統(tǒng)換熱器目前還無法解決。采用上述換熱反應(yīng)器，能夠有效解決換熱性能降低的問題。載熱顆粒能在換熱的同時(shí)將附著的物料帶出進(jìn)行干燥、剝離、收集。該換熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；其具有耐腐耐壓和高效的節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。使用過程中維護(hù)簡單、方便、成本低。另外該換熱反應(yīng)器采用閉合送料管路、球索鏈和驅(qū)動(dòng)腔相結(jié)合的方式，有效解決了在輸送物料的過程中彎道易卡死或側(cè)翻漏料的問題，保證了物料輸送的可靠性。

實(shí)施例2

參見圖4所示：一種球索型管道輸送裝置2，該輸送裝置與實(shí)施例1的區(qū)別如下：

其物料出口112設(shè)置在送料管路11的水平管路上，物料出口112的寬度至少大于相鄰兩個(gè)送料球121的圓心之間的間距。更好的方案是物料出口112的寬度大于相鄰兩個(gè)送料球121的圓心之間的間距的2倍。

參見圖5所示：該實(shí)施例中連接件122為繩索。繩索沿送料球121的球體中心線穿過整個(gè)球體，并通過設(shè)置在送料球121兩端的鎖扣1212將送料球固定在繩索上，該繩索首尾閉合，送料球等間距的分布在該繩索上。

球索鏈進(jìn)口132高于球索鏈出口133，在球索鏈進(jìn)口132和球索鏈出口133之間設(shè)有傾斜的面板14，在重力的作用下，粘附于送料球121或未完全排出的物料通過傾斜的面板14滑入球索鏈出口處，在球索鏈12的帶動(dòng)下重新進(jìn)入送料管路11進(jìn)行傳輸，以防止物料對驅(qū)動(dòng)輪131產(chǎn)生影響。驅(qū)動(dòng)輪131的下端與面板14具有一定間距。

另外，還可以根據(jù)需要在球索鏈進(jìn)口132和球索鏈出口133的下端設(shè)有傾斜過橋管路16，其作用與面板14相似，即防止物料進(jìn)入驅(qū)動(dòng)腔13，防止其對驅(qū)動(dòng)輪131造成影響，防止打滑。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。