半焦冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了半焦冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括：一級冷卻裝置，包括換熱器，換熱器設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯下方，并與回轉(zhuǎn)窯相連通；以及二級冷卻裝置，二級冷卻裝置包括冷卻螺旋輸送機，冷卻螺旋輸送機與一級冷卻裝置相連通。通過將包含換熱器的一級冷卻裝置設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的下方，不僅節(jié)省了回轉(zhuǎn)窯與高溫?fù)Q熱器之間的高溫動力設(shè)備，避免了高溫造成設(shè)備故障，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，而且便于回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的半焦靠重力直接落到換熱器內(nèi)進(jìn)行一級冷卻；然后進(jìn)一步經(jīng)冷卻螺旋輸送機進(jìn)行二級冷卻，半焦物料在螺旋輸送軸的作用下在料管內(nèi)充分翻滾，與冷卻面充分接觸，使得最終出焦溫度一致，進(jìn)而提高了所冷卻的半焦產(chǎn)品的質(zhì)量。
【專利說明】
半焦冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及半焦冷卻設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半焦冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]半焦，又稱作蘭炭，可廣泛應(yīng)用于電石、鐵合金、化肥造氣、高爐噴吹和城市居民潔凈用煤等生產(chǎn)生活領(lǐng)域;生產(chǎn)半焦(蘭炭)的同時副產(chǎn)焦油和焦?fàn)t煤氣。
[0003]目前國內(nèi)用于工業(yè)化生產(chǎn)半焦(蘭炭)的主要方法是內(nèi)熱式直立炭化爐熱裂解制備半焦，它是目前運用最廣泛、規(guī)模最大、最多的一種熱裂解原煤制備半焦的工藝。單臺爐年產(chǎn)量大部分在10萬噸以下，由多臺爐并排組合后可達(dá)到年產(chǎn)量60萬噸以上的國家準(zhǔn)入規(guī)模。但隨之而言的問題是:如何有效地回收煤熱裂解干餾后產(chǎn)生的高溫半焦的余熱，以及如何對高溫半焦進(jìn)行有效冷卻并對冷卻后的冷卻氣進(jìn)行高效回收。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中針對直立炭化爐熱裂解制備的半焦冷卻處理時主要采用水封濕法熄焦，該種熄焦方法在熄焦時會產(chǎn)生大量的高溫廢水和蒸汽。其中含有有害成分，會對環(huán)境造成污染；同時在熄焦過程中消耗了一部分半焦的潛熱，影響半焦的質(zhì)量，限制半焦的使用；此外，產(chǎn)品含水量較高，增加了運輸成本。而且，這種爐型由于自身特點，不能利用粉煤和面煤生產(chǎn)蘭炭(即半焦)，原料必須是20?80mm的塊煤。而塊煤原料供應(yīng)不足，因而開發(fā)能加工粉煤和面煤的蘭炭爐型，成為推動蘭炭產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展的迫切所需。
[0005]目前已經(jīng)有開發(fā)回轉(zhuǎn)窯干餾粉煤的蘭炭生產(chǎn)工藝的報道。其中，已有專利文獻(xiàn)公開了一種用于蘭炭(半焦)干法熄焦的回轉(zhuǎn)冷卻爐，此裝置采用在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)設(shè)置盤管，盤管內(nèi)采用循環(huán)冷卻水對半焦進(jìn)行冷卻，冷卻的半焦品質(zhì)較好。但其中，半焦的溫度為500°C左右，余熱沒有充分利用，導(dǎo)致熱量浪費；回轉(zhuǎn)爐即為回轉(zhuǎn)窖，回轉(zhuǎn)窯的密封性比較脆弱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且高溫的半焦進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯時攜帶少量煤氣，一旦密封出現(xiàn)問題，則容易出現(xiàn)煤氣泄漏導(dǎo)致危險發(fā)生。
[0006]為提高冷卻效果，現(xiàn)有技術(shù)中還報道了一種回轉(zhuǎn)窯干餾粉料的蘭炭(半焦)干熄及余熱利用裝置，回轉(zhuǎn)窯下部設(shè)有多個出料管，每個出料管下端均通過高溫卸料閥連接耐高溫刮板輸送機頂部的進(jìn)料口，耐高溫刮板輸送機底部均勻間隔設(shè)置多個出料口，每個出料口下端均連接蘭炭流動冷卻通道，蘭炭流動冷卻通道連接輸送機。利用耐高溫刮板輸送機將蘭炭分配給多個蘭炭流動冷卻通道，進(jìn)行二級冷卻換熱，既保證了大量蘭炭的冷卻效果，又有效減少了每個蘭炭流動冷卻通道的換熱面積。此技術(shù)可回收余熱產(chǎn)生蒸汽，并將蒸汽用于發(fā)電，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高溫設(shè)備容易出現(xiàn)故障，半焦冷卻分為多個通道冷卻，如果每個分料不均，會出現(xiàn)半焦溫度不相同的現(xiàn)象，一旦半焦送出冷卻設(shè)備，對后續(xù)輸送設(shè)備有影響。
[0007]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中大多是針對直立爐的熄焦工藝進(jìn)行的改進(jìn)，而針對回轉(zhuǎn)窯這一爐型產(chǎn)生的高溫半焦進(jìn)行熄焦的冷卻工藝仍有待改進(jìn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的主要目的在于提供一種半焦冷卻系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用回轉(zhuǎn)窯所產(chǎn)生的高溫半焦進(jìn)行熄焦的冷卻系統(tǒng)存在運行穩(wěn)定性差的問題。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種半焦冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括:一級冷卻裝置，包括換熱器，換熱器設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯下方，并與回轉(zhuǎn)窯相連通；以及二級冷卻裝置，二級冷卻裝置包括冷卻螺旋輸送機，冷卻螺旋輸送機與一級冷卻裝置相連通。
[0010]進(jìn)一步地，換熱器包括:第一殼體，第一殼體上設(shè)置有物料入口和物料出口；汽包，汽包設(shè)置在第一殼體外;其中，換熱器通過物料入口與回轉(zhuǎn)窯相連通，并通過物料出口與冷卻螺旋輸送機相連通。
[0011 ] 進(jìn)一步地，第一殼體上還設(shè)置有冷卻水入口、飽和水出口、飽和水入口、飽和蒸汽出口、飽和蒸汽入口和過熱蒸汽出口，換熱器還包括:換熱管，換熱管包括預(yù)熱管段、蒸發(fā)管段以及過熱管段；其中，所預(yù)熱管段與冷卻水入口相連通，并通過飽和水出口與汽包相連通，蒸發(fā)管段通過飽和水入口和飽和蒸汽出口與汽包相連通，過熱管段通過飽和蒸汽入口與過熱蒸汽出口與汽包相連通。
[0012]進(jìn)一步地，換熱管為臥式盤管。
[0013]進(jìn)一步地，一級冷卻裝置還包括布料器，設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的下方并通過管道與回轉(zhuǎn)窯相連通，布料器設(shè)置在換熱器的上方并與換熱器的物料入口相連通。
[0014]進(jìn)一步地，換熱器在靠近布料器的一端設(shè)置有料位檢測器。
[0015]進(jìn)一步地，一級冷卻裝置還包括第一溫度檢測器，第一溫度檢測器的檢測端位于布料器的腔體內(nèi)。
[0016]進(jìn)一步地，一級冷卻裝置還包括集焦倉，集焦倉設(shè)置在換熱器下方，且具有進(jìn)料口及卸料口，進(jìn)料口與換熱器的物料出口相連通，卸料口與二級冷卻裝置中的冷卻螺旋輸送機相連通。
[0017]進(jìn)一步地，集焦倉的下端設(shè)置有第二溫度檢測器。
[0018]進(jìn)一步地，沿物料流動方向，在集焦倉的卸料口與冷卻螺旋輸送機之間的管路上還依次設(shè)置有物料閘閥和閉風(fēng)器。
[0019]進(jìn)一步地，冷卻螺旋輸送機包括:第二殼體，螺旋輸送軸，螺旋輸送軸設(shè)置在第二殼體內(nèi)并且螺旋輸送軸的兩端延伸至第二殼體外，螺旋輸送軸為空心軸，空心軸兩端分別連接有第一進(jìn)水管和第一出水管。
[0020]進(jìn)一步地，第二殼體外壁上設(shè)置有水冷夾套，水冷夾套上連接有第二進(jìn)水管和第二出水管。
[0021]進(jìn)一步地，冷卻螺旋輸送機還包括噴淋裝置，噴淋裝置包括噴頭，噴頭設(shè)置在第二殼體內(nèi)。
[0022]進(jìn)一步地，第二殼體上還設(shè)置有蒸汽出口。
[0023]進(jìn)一步地，冷卻螺旋輸送機還包括:螺旋葉片，螺旋葉片設(shè)置在螺旋輸送軸上，螺旋輸送軸沿物料流動方向包括第一軸段和第二軸段，第一軸段上的螺旋葉片的間距小于第二軸段上的螺旋葉片的間距。
[0024]進(jìn)一步地，冷卻螺旋輸送機還包括:螺旋葉片，螺旋輸送軸沿物料流動方向包括第一軸段、第二軸段以及設(shè)置在第一軸段和第二軸段之間的第三軸段，螺旋葉片設(shè)置在第一軸段和第二軸段上。
[0025]應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，通過將包含換熱器的一級冷卻裝置設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的下方，不僅節(jié)省了回轉(zhuǎn)窯與高溫?fù)Q熱器之間的高溫動力設(shè)備，避免了高溫造成設(shè)備故障，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，而且便于回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的半焦靠重力直接落到換熱器內(nèi)進(jìn)行一級冷卻;然后進(jìn)一步經(jīng)冷卻螺旋輸送機進(jìn)行二級冷卻，半焦物料在螺旋輸送軸的作用下在料管內(nèi)充分翻滾，與冷卻面充分接觸，使得最終出焦溫度一致，進(jìn)而提高了所冷卻的半焦產(chǎn)品的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0026]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0027]圖1示出了本實用新型的一種優(yōu)選的實施例中半焦冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0028]圖2示出了本實用新型的另一種優(yōu)選的實施例中一級冷卻裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3示出了本實用新型一種優(yōu)選的實施例中冷卻螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0030]圖4示出了本實用新型另一種優(yōu)選的實施例中冷卻螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0032]1、一級冷卻裝置;2、二級冷卻裝置;3、回轉(zhuǎn)窯；
[0033]11、換熱器；12、布料器；13、料位檢測器；14、第一溫度檢測器；15、集焦倉；16、第二溫度檢測器;17、物料閘閥；18、閉風(fēng)器；
[0034]21、冷卻螺旋輸送機；
[0035]111、第一殼體；112、汽包；113、換熱管；1131、預(yù)熱管段；1132、蒸發(fā)管段；1133、過熱管段；
[0036]211、第二殼體;212、螺旋輸送軸;213、水冷夾套;214、噴頭;215、水蒸汽出口。
【具體實施方式】
[0037]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。
[0038]首先需要說明的是，液態(tài)水與飽和蒸汽出于動態(tài)平衡的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)的蒸汽稱為飽和蒸汽，出于飽和狀態(tài)的液態(tài)水稱為飽和水。
[0039]如【背景技術(shù)】部分所提到的，現(xiàn)有技術(shù)中的半焦冷卻系統(tǒng)大多都是針對立式爐的，而針對回轉(zhuǎn)窯3的冷卻工藝存在運行穩(wěn)定性差的問題。為了改善現(xiàn)有狀況，在本實用新型一種典型的實施方式中，提供了一種半焦冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括:一級冷卻裝置I，包括換熱器11，換熱器11設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯3下方，并與回轉(zhuǎn)窯3相連通；以及二級冷卻裝置2，二級冷卻裝置2為冷卻螺旋輸送機21，冷卻螺旋輸送機21與一級冷卻裝置I相連通。
[0040]本實用新型的上述半焦冷卻系統(tǒng)，通過將包含換熱器11的一級冷卻裝置I設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯3的下方，不僅節(jié)省了回轉(zhuǎn)窯3與高溫?fù)Q熱器11之間的高溫動力設(shè)備，避免了高溫造成設(shè)備故障，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，而且便于回轉(zhuǎn)窯3產(chǎn)生的半焦靠重力直接落到換熱器11內(nèi)進(jìn)行一級冷卻;然后進(jìn)一步經(jīng)冷卻螺旋輸送機21進(jìn)行二級冷卻，半焦物料在螺旋輸送軸212的作用下在料管內(nèi)充分翻滾，與冷卻面充分接觸，使得最終出焦溫度一致，進(jìn)而提高了所冷卻的半焦產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0041]本實用新型的上述冷卻系統(tǒng)中，用于一級冷卻的換熱器11采用現(xiàn)有形式的換熱器11也能起到換熱冷卻作用。為了進(jìn)一步提高換熱效果，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，上述換熱器11包括:第一殼體111，第一殼體111上設(shè)置有物料入口和物料出口；汽包112，汽包112設(shè)置在第一殼體111外，其中，換熱器11通過物料入口與回轉(zhuǎn)窯3相連通，并通過物料出口與冷卻螺旋輸送機21相連通。
[0042]上述優(yōu)選實施例中的換熱器11通過設(shè)置在第一殼體111上的物料入口和物料出口實現(xiàn)半焦物料在換熱器內(nèi)的流通，而設(shè)置在第一殼體外的汽包112能夠使殼體內(nèi)部與高溫物料換熱后產(chǎn)生的蒸汽實現(xiàn)循環(huán)，在對物料進(jìn)行降溫的同時，產(chǎn)生的過熱蒸汽能夠用于半焦生產(chǎn)系統(tǒng)或者用于生活熱水，實現(xiàn)對余熱的回收利用。
[0043]在另一種優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，第一殼體111上還設(shè)置有冷卻水入口、飽和水出口、飽和水入口、飽和蒸汽出口、飽和蒸汽入口以及過熱蒸汽出口 ；換熱器11還包括換熱管113，換熱管113包括預(yù)熱管段1131、蒸發(fā)管段1132以及過熱管段1133;其中，預(yù)熱管段1131與冷卻水入口相連通，并通過飽和水出口與汽包112相連通;蒸發(fā)管段1132通過飽和水入口和飽和蒸汽出口與汽包112相連通，過熱管段1133通過飽和蒸汽入口與過熱蒸汽出口與汽包112相連通。
[0044]上述優(yōu)選實施例中的換熱器11，通過設(shè)置在第一殼體111內(nèi)的至少具有上述三段換熱結(jié)構(gòu)的管段，以及設(shè)置在第一殼體111外的汽包112，使得預(yù)熱管段1131產(chǎn)生的飽和水強制循環(huán)到汽包112內(nèi)，在自重作用下，飽和水進(jìn)入上層的蒸發(fā)管段1132，蒸發(fā)管段1132產(chǎn)生的飽和蒸汽回到汽包112內(nèi)，汽水分離后，飽和蒸汽從汽包112出來后，進(jìn)入到過熱管段1133，產(chǎn)生的過熱蒸汽可以用去發(fā)電或系統(tǒng)自用。進(jìn)一步優(yōu)選地，每段換熱管113均為臥式結(jié)構(gòu)的盤管，能夠進(jìn)一步提到換熱面積和換熱效率。上述換熱器11的形狀和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要進(jìn)行合理選擇，優(yōu)選為圓柱形或方形的箱式結(jié)構(gòu)，換熱器11內(nèi)部至少具有上述三層盤管，每層盤管均為臥式盤管結(jié)構(gòu)，每層盤管之間串聯(lián)，水從下往上，高溫半焦物料從上向下，與水進(jìn)行逆向換熱，使高溫半焦物料實現(xiàn)充分換熱冷卻。
[0045]采用本實用新型的包含上述換熱器11的一級冷卻裝置I的冷卻系統(tǒng)能夠使高溫半焦進(jìn)行充分冷卻，冷卻效果好。為了進(jìn)一步對回轉(zhuǎn)窯3中依靠重力下落至換熱器11的高溫半焦進(jìn)行更均勻地冷卻換熱，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，上述一級冷卻裝置I還包括布料器12，布料器12設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯3的下方并通過管道與回轉(zhuǎn)窯3相連通，布料器12設(shè)置在換熱器11的上方并與換熱器11的物料入口相連通。
[0046]上述優(yōu)選實施例中，通過在布料器12的作用下，將高溫半焦均勻分布于換熱器11內(nèi)，使得物料在換熱器11的料位保持在一定范圍內(nèi)以使換熱更均勻。至于布料器12的具體形狀可以根據(jù)所使用的管道和換熱器11的結(jié)構(gòu)和形狀而進(jìn)行合理選擇。在一種優(yōu)選的實施例中，上述布料器12的形狀為上小下大的倒錐形，內(nèi)部設(shè)置有用于均勻布料的多層導(dǎo)料板。
[0047]在本實用新型一種更優(yōu)選的實施例中，換熱器11靠近布料器12的一端設(shè)置有料位檢測器13。能夠?qū)崟r監(jiān)測換熱器11內(nèi)物料的料位，盡量使料位始終位于過熱管段1133上層50cm?10cm的高度，以使荒煤氣中焦油不會析析出，不會出現(xiàn)半焦結(jié)塊現(xiàn)象，從而提高物料的換熱效果，并提高換熱器11的運行穩(wěn)定性。上述料位檢測器13的具體種類可以選擇為一種自動的非接觸式的料位計，比如微波料位計、雷達(dá)料位計或超聲波料位計，也可同時安裝一種接觸式料位計，即重錘式料位計。
[0048]上述連接布料器12與回轉(zhuǎn)窯3之間的管道可以采用現(xiàn)有的耐高溫的管道，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，上述管道為波紋管，該波紋管的外壁為碳鋼材質(zhì)，最里層有1mm厚不銹鋼內(nèi)膽，在內(nèi)膽和波紋管外壁之間有兩層保溫料，貼近波紋外壁的一層為50_厚的硅酸鋁保溫棉，貼近內(nèi)膽的一層為耐高溫澆筑料，具體可以為硅酸鋁纖維棉、纖維毯或纖維氈、其他輕型澆注料，最高耐700 °C。
[0049]上述一級冷卻裝置I相比現(xiàn)有的換熱器11具有半焦冷卻效果好且冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定的優(yōu)勢。為了更準(zhǔn)確地監(jiān)測換熱的效率，在本實用新型一種更優(yōu)選的實施例中，上述一級冷卻裝置I還包括第一溫度檢測器14，第一溫度檢測器14的檢測端位于布料器12的腔體內(nèi)。在上述布料器12內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置第一溫度檢測器14，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確檢測進(jìn)入換熱器11內(nèi)的待冷卻的半焦物料的溫度。
[0050]上述一級冷卻裝置I中換熱器11的物料出口可以直接設(shè)置為與二級冷卻裝置2中的冷卻螺旋輸送機21上的物料進(jìn)口相連通，也可以通過其他輸送管道相連通。為了更有序、更穩(wěn)定地向二級冷卻裝置2中輸送物料以確保二級冷卻裝置2中的冷卻螺旋輸送機21的運行穩(wěn)定和冷卻效果，在本實用新型另一種優(yōu)選的實施例中，上述一級冷卻裝置I還包括集焦倉15，集焦倉15設(shè)置在換熱器11下方，且具有進(jìn)料口及卸料口，進(jìn)料口與換熱器11的物料出口相連通，卸料口與二級冷卻裝置2中的冷卻螺旋輸送機21相連通。
[0051 ]上述優(yōu)選實施例中，通過將集焦倉15設(shè)置在所述換熱器11的下方，使得物料在重力作用下自動落入集焦倉15;而將換熱器11與二級冷卻裝置2之間設(shè)置集焦倉15，便于對一級冷卻后的物料進(jìn)行收集以更穩(wěn)定有序的方式輸送入二級冷卻裝置2，從而提高一級冷卻裝置I與二級冷卻裝置2之間的銜接穩(wěn)定性。
[0052]具體地，集焦倉15可以根據(jù)需要設(shè)置為包括4N個集焦器，其中N為正整數(shù)。通過分割為多個分散的集焦器，能夠均勻散射輸送換熱器11冷卻的物料，并且當(dāng)在每個集料器的出口端設(shè)置閥門時，更能合理控制各個集焦器的物料流通量和流通速度。
[0053]上述一級冷卻裝置I在布料器12與換熱器11的連接處設(shè)置第一溫度檢測器，有助于監(jiān)測進(jìn)入換熱器11的物料的溫度，為了更準(zhǔn)確監(jiān)測物料在一級冷卻裝置I中的冷卻效果以及更有針對性地控制二級冷卻裝置2的冷卻溫度，在本實用新型又一種優(yōu)選的實施例中，在上述集焦倉15的下端設(shè)置有第二溫度檢測器16。這樣便于對經(jīng)過一級冷卻后的物料的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確把握，從而能夠合理調(diào)節(jié)二級冷卻裝置2的冷卻設(shè)施的布置和設(shè)計。
[0054]由于本實用新型的冷卻系統(tǒng)所針對的物料主要是高溫半焦之類的高溫易燃易爆物料，因而，上述冷卻系統(tǒng)中所提及的物料都是在密閉環(huán)境中的，各個裝置和部件之間都不得有泄漏之處。出于安全及可能出現(xiàn)故障考慮，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，沿物料流動方向，在集焦倉15的卸料口與冷卻螺旋輸送機21之間的管路上還依次設(shè)置有物料閘閥17和閉風(fēng)器18。
[0055]上述優(yōu)選的實施例中，在卸料口的下方設(shè)置物料閘閥17便于更靈活地根據(jù)二級冷卻裝置2的冷卻效果合理調(diào)節(jié)進(jìn)入二級冷卻裝置2的物料量。而且，當(dāng)換熱器11或閉風(fēng)器18出現(xiàn)故障或需要檢修時，可以關(guān)閉閘閥。閉風(fēng)器18，實質(zhì)上是一閥門，當(dāng)換熱器11內(nèi)物料未達(dá)到預(yù)定料位高度之前，通過關(guān)閉閉風(fēng)器18，使換熱器11內(nèi)堆積一定量的物料。而當(dāng)換熱器11內(nèi)的物料達(dá)到預(yù)定高度后，開啟物料閘閥17和閉風(fēng)器18，使經(jīng)一級冷卻后的物料逐漸下落至二級冷卻裝置2中。此外，在物料閘閥17的下游設(shè)置一閉風(fēng)器18能夠防止在與二級冷卻裝置2相連接的管道上因密封問題而產(chǎn)生從換熱器11底部進(jìn)氣的危險。閉風(fēng)器18為耐500 °C左右高溫的閥門，為方便操作，可以采用變頻控制。
[0056]本實用新型的上述冷卻系統(tǒng)中冷卻螺旋輸送機21，可以根據(jù)具體需要冷卻降溫的效果合理選擇合適的冷卻螺旋輸送機21的具體種類。在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，上述冷卻螺旋輸送機21包括:第二殼體211，螺旋輸送軸212，螺旋輸送軸212設(shè)置在第二殼體211內(nèi)并且螺旋輸送軸212的兩端延伸至第二殼體211外，螺旋輸送軸212為空心軸，空心軸兩端分別連接有第一進(jìn)水管和第一出水管。
[0057]上述優(yōu)選實施例中，冷卻螺旋輸送機21中采用在螺旋輸送軸212內(nèi)部通通循環(huán)水對軸進(jìn)行冷卻，保持軸在高溫時同軸度，解決卡死現(xiàn)象。
[0058]根據(jù)具體需要冷卻的效果，可以在上述螺旋輸送軸212內(nèi)設(shè)置冷卻管，也可以在冷卻螺旋輸送機21的第二殼體211外部設(shè)置水冷夾套213，水冷夾套213兩端分別連接有第二進(jìn)水管和第二出水管。采用水冷夾套213內(nèi)通循環(huán)水與半焦進(jìn)行逆向換熱增強換熱效果。水冷夾套213中進(jìn)水口和出水口的具體位置可以根據(jù)情況可以選擇，比如可以將進(jìn)水口設(shè)置在水冷夾套213右下方，出水口設(shè)置在水冷夾套213左上方，也可以將進(jìn)水口設(shè)置在右下方，出水口設(shè)置在水冷夾套213的左下方。上述兩種冷卻設(shè)施根據(jù)冷卻需要可以同時設(shè)置也可以單獨設(shè)置。
[0059]在本實用新型另一種優(yōu)選的實施例中，上述冷卻螺旋輸送機21的第二殼體211為具有空腔的雙層結(jié)構(gòu)，第二殼體211的兩端連接有第二進(jìn)水管和第二出水管，第二進(jìn)水管和第二出水管與第二殼體211的空腔相連通。這種在第二殼體211外部設(shè)置冷卻循環(huán)水的方式，冷卻水從冷卻螺旋輸送機21第二殼體211的入料端貫通至出料端，冷卻效果更好。
[0060]無論在上述螺旋輸送軸212內(nèi)設(shè)置水冷管還是在螺旋輸送機的第二殼體211上設(shè)置水冷管或第二殼體211外設(shè)置水冷夾套，都是對物料進(jìn)行間接冷卻的方式，全部采用間接冷卻方式，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)物料冷卻效果，但難免增加設(shè)備的體積及設(shè)備的能耗。為了優(yōu)化設(shè)備體積，節(jié)約能耗，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，上述冷卻螺旋輸送機21上還包括噴淋裝置，該噴淋裝置包括噴頭214，噴頭214設(shè)置在第二殼體211內(nèi)，相應(yīng)地，螺旋輸送機的第二殼體211上還設(shè)置有水蒸汽出口 215。
[0061]上述間接冷卻方式和直接噴淋的冷卻方式可以根據(jù)實際冷卻需要，單獨設(shè)置或者相互組合設(shè)置。上述優(yōu)選的實施例中，采用噴淋裝置直接對物料進(jìn)行冷卻的方式，能夠降低相應(yīng)減少間接冷卻的換熱面積，設(shè)備體積不用太大，能耗相對較小。上述噴淋裝置設(shè)置為包含多個噴霧元件，如2?3個噴嘴，利于對物料進(jìn)行噴霧直接冷卻;并在螺旋輸送機的第二殼體211上設(shè)置有水蒸汽出口 215，最好設(shè)置在出料口的上端，使得噴霧細(xì)水與物理換熱后變成蒸汽排出或者進(jìn)行回收利用。
[0062]上述冷卻螺旋輸送機21中的螺旋葉片采用常規(guī)螺旋輸送機中葉片的設(shè)置方式即可。為了進(jìn)一步提高安全和密封效果，在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，如圖3所示，上述冷卻螺旋輸送機21還包括:螺旋葉片，螺旋葉片設(shè)置在螺旋輸送軸212上，螺旋輸送軸212沿物料流動方向包括第一軸段和第二軸段，第一軸段上的螺旋葉片的間距小于第二軸段上的螺旋葉片的間距。通過在物料流動方向上的第一軸段的螺旋葉片的間距小于第二軸段上的螺旋葉片的間距，這種變螺距的輸送方式為螺旋密封方式，使得冷卻螺旋輸送機21的前段有密封效果，即能換熱器11底部有少量煤氣也不會從螺旋輸送機的出料口泄漏出來。
[0063]在本實用新型的另一種優(yōu)選的實施例中，提供了又一種斷螺距的螺旋密封形式。如圖4所示，在該實施例中，冷卻螺旋輸送機21還包括:螺旋葉片，螺旋輸送軸212沿物料流動方向包括第一軸、第二軸段以及設(shè)置在第一軸段和第二軸段之間的第三軸段，螺旋葉片設(shè)置在第一軸段和第二軸段上。
[0064]通過在物料流動方向上的設(shè)置中間間斷的螺旋葉片，這樣中間缺少的螺旋葉片能夠使前一軸段輸送的物料堆積在該部位，因而在后一軸段輸送出第二殼體211外的這段與空氣隔絕，從而也能起到防煤氣泄漏的密封效果。
[0065]在本實用新型一種具體的實施例中，如圖1所示，提供了一種高溫半焦的冷卻系統(tǒng)，主要包括波紋管，波紋管的進(jìn)口與回轉(zhuǎn)窯3半焦出口連接，波紋管的出口與布料器12進(jìn)口連接，布料器12的出口與高溫?fù)Q熱器11進(jìn)口連接，高溫?fù)Q熱器11的出口與集焦倉15進(jìn)口連接，集焦倉15的出口與插板閥的進(jìn)口連接，插板閥的出口與閉料器的進(jìn)口連接，閉料器的出口與冷卻螺旋輸送機21的進(jìn)口連接，半焦從冷卻螺旋輸送機21的出口輸送到輸焦皮帶上，直接送到半焦儲存區(qū)域。
[0066]上述波紋管、布料器12、高溫?fù)Q熱器11、閘板閥和閉風(fēng)器18組成高溫段冷卻裝置，能夠使半焦溫度從600°C左右降至160°C左右。
[0067]如圖3和圖4所示，從高溫冷卻裝置出來的半焦溫度較高，如果采用皮帶輸送容易對皮帶造成損壞，因此進(jìn)一步采用冷卻螺旋輸送機21對半焦進(jìn)行冷卻。上述實施例中所使用的冷卻螺旋輸送機21由進(jìn)料口、螺旋輸送軸212、料管、水冷夾套213和出料口組成。
[0068]上述螺旋輸送軸212采用空心軸，軸內(nèi)部通循環(huán)水，對軸進(jìn)行冷卻，保持軸在有溫度情況下同心度。如圖3所示，螺旋輸送軸212采用變螺距，前小后大，可保證密封，進(jìn)口段附半焦密實，出料口附近物料稀疏。上述的水冷夾套213內(nèi)通循環(huán)水作為水冷介質(zhì)，進(jìn)水口在夾套右下方，出水口在左下方，與半焦進(jìn)行逆向換熱，半焦溫度從160°C降低至120°C以下。
[0069]上述優(yōu)選實施例中的冷卻系統(tǒng)的工作過程如下:
[0070]實施例1:當(dāng)整個系統(tǒng)正常運行時，煤在回轉(zhuǎn)窯3吸熱后生成荒煤氣和半焦，高溫半焦在重力作用下，經(jīng)波溫管滑落到布料器12內(nèi)，半焦在布料器12的導(dǎo)流板作用下，均勻分布到整個換熱器11內(nèi)，半焦在下降過程中與換熱器11內(nèi)各換熱管113段的盤管中軟水逐漸進(jìn)行換熱，半焦在換熱過程中溫度從600°C降至160°C，軟水從104°C蒸發(fā)成中低壓蒸汽，蒸汽進(jìn)入到汽包112內(nèi)待使用。降溫后的半焦進(jìn)入到集焦倉15內(nèi)，經(jīng)閘閥降落至閉風(fēng)器18的上端，在閉風(fēng)器18的作用進(jìn)入到冷卻螺旋輸送機21內(nèi)，料管水冷夾套213內(nèi)通循環(huán)水，半焦在螺旋輸送軸212的作用下充分?jǐn)嚢瑁虢购土瞎艹浞纸佑|，將熱量傳遞給循環(huán)水，半焦溫度降低至皮帶輸送機可接受的溫度。螺旋輸送軸212的軸心內(nèi)通循環(huán)水，可以保護(hù)螺旋輸送軸212不受溫度影響，可以帶走部分熱量。水冷夾套213內(nèi)可產(chǎn)生循環(huán)熱水或低壓蒸汽，熱水可作為廠區(qū)生活用水，低壓蒸汽可作為鍋爐除氧用或供熱。換熱器11內(nèi)半焦料位通過閉風(fēng)器18的頻率進(jìn)行調(diào)整，使得料位始終保持在安全范圍內(nèi)。
[0071]實施例2:當(dāng)整個系統(tǒng)正常運行時，煤在回轉(zhuǎn)窯3吸熱后生成荒煤氣和半焦，半焦開始從回轉(zhuǎn)窯3內(nèi)在重力作用下，經(jīng)波紋管落到布料器12上，均勻分布到換熱器11內(nèi)，此時換熱器11底部的閘板閥、閉風(fēng)器18和冷卻螺旋輸送機21不運行，換熱器11內(nèi)半焦的料位到達(dá)設(shè)定高度時，開啟閘板閥，逐漸開啟閉風(fēng)器18，增加卸料量，同時開啟冷卻螺旋輸送機21，水冷夾套213內(nèi)水循環(huán)開啟，旋轉(zhuǎn)輸送軸內(nèi)水循環(huán)開啟，旋轉(zhuǎn)輸送軸的頻率不斷調(diào)整，直到換熱器11內(nèi)的料位波動正常，冷卻螺旋輸送機21的出料口溫度正常。
[0072]從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0073]I)通過將包含換熱器的一級冷卻裝置設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的下方，不僅節(jié)省了回轉(zhuǎn)窯與高溫?fù)Q熱器之間的高溫動力設(shè)備，避免了高溫造成設(shè)備故障，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，而且便于回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的半焦靠重力直接落到換熱器內(nèi)進(jìn)行一級冷卻;然后進(jìn)一步經(jīng)冷卻螺旋輸送機進(jìn)行二級冷卻，半焦物料在螺旋輸送軸的作用下在料管內(nèi)充分翻滾，與冷卻面充分接觸，使得最終出焦溫度一致，進(jìn)而提高了所冷卻的半焦產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0074]2)本實用新型采用包含換熱器的一級冷卻裝置和冷卻螺旋輸送機的二級冷卻裝置對高溫半焦進(jìn)行兩級冷卻，既可以對半焦進(jìn)行冷卻得到高品質(zhì)的半焦，又能將半焦冷卻到皮帶輸送器可以接受的溫度。
[0075]3)本實用新型的半焦冷卻過程中余熱回收效率高，一級冷卻裝置中的換熱器內(nèi)可以產(chǎn)生中低壓蒸汽，能夠用于發(fā)電或系統(tǒng)自用，二級冷卻裝置內(nèi)產(chǎn)生的熱水可用于廠區(qū)生活用水或產(chǎn)生低溫低壓蒸汽。
[0076]4)回轉(zhuǎn)窯與換熱器之間無高溫動力設(shè)備，避免高溫造成設(shè)備故障，致使系統(tǒng)不能正常生產(chǎn)。
[0077]5)低溫冷卻裝置采用冷卻螺旋輸送器作為冷卻器，物料在旋轉(zhuǎn)軸的作用下，在料管內(nèi)充分翻滾，與冷卻面充分接觸，可使得最終出焦溫度一致，半焦品質(zhì)高。
[0078]6)工藝結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，便于維護(hù)，無高溫動力設(shè)備，故障率低，能耗低，同時生產(chǎn)過程中無廢氣，廢渣和廢液產(chǎn)生。
[0079]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種半焦冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括: 一級冷卻裝置(I)，包括換熱器(11)，所述換熱器(11)設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯(3)下方，并與所述回轉(zhuǎn)窯(3)相連通；以及 二級冷卻裝置(2)，所述二級冷卻裝置(2)包括冷卻螺旋輸送機(21)，所述冷卻螺旋輸送機(21)與所述一級冷卻裝置(I)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(11)包括: 第一殼體(111)，所述第一殼體(111)上設(shè)置有物料入口和物料出口 ； 汽包(112)，所述汽包(112)設(shè)置在所述第一殼體(111)外； 其中，所述換熱器(11)通過所述物料入口與所述回轉(zhuǎn)窯(3)相連通，并通過所述物料出口與所述冷卻螺旋輸送機(21)相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一殼體(111)上還設(shè)置有冷卻水入口、飽和水出口、飽和水入口、飽和蒸汽出口、飽和蒸汽入口和過熱蒸汽出口，所述換熱器(11)還包括: 換熱管(113)，所述換熱管(113)包括預(yù)熱管段(1131)、蒸發(fā)管段(1132)以及過熱管段(1133); 其中，所述預(yù)熱管段(1131)與所述冷卻水入口相連通，并通過所述飽和水出口與所述汽包(112)相連通，所述蒸發(fā)管段(1132)通過所述飽和水入口和所述飽和蒸汽出口與所述汽包(112)相連通，所述過熱管段(1133)通過所述飽和蒸汽入口與所述過熱蒸汽出口與所述汽包(112)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱管(113)為臥式盤管。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻裝置(I)還包括布料器(12)，設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)窯(3)的下方并通過管道與所述回轉(zhuǎn)窯(3)相連通，所述布料器(12)設(shè)置在所述換熱器(11)的上方并與所述換熱器(11)的所述物料入口相連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(11)在靠近所述布料器(12)的一端設(shè)置有料位檢測器(13)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻裝置(I)還包括第一溫度檢測器(14)，所述第一溫度檢測器(14)的檢測端位于所述布料器(12)的腔體內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻裝置(I)還包括集焦倉(15)，所述集焦倉(15)設(shè)置在所述換熱器(11)下方，且具有進(jìn)料口及卸料口，所述進(jìn)料口與所述換熱器(11)的所述物料出口相連通，所述卸料口與所述二級冷卻裝置(2)中的所述冷卻螺旋輸送機(21)相連通。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述集焦倉(15)的下端設(shè)置有第二溫度檢測器(16)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，沿物料流動方向，在所述集焦倉(15)的所述卸料口與所述冷卻螺旋輸送機(21)之間的管路上還依次設(shè)置有物料閘閥(17)和閉風(fēng)器(18) ο11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻螺旋輸送機(21)包括: 第二殼體(211)， 螺旋輸送軸(212)，所述螺旋輸送軸(212)設(shè)置在所述第二殼體(211)內(nèi)并且所述螺旋輸送軸(212)的兩端延伸至所述第二殼體(211)外，所述螺旋輸送軸(212)為空心軸，所述空心軸兩端分別連接有第一進(jìn)水管和第一出水管。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第二殼體(211)外壁上設(shè)置有水冷夾套(213)，所述水冷夾套(213)上連接有第二進(jìn)水管和第二出水管。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，冷卻螺旋輸送機(21)還包括噴淋裝置，所述噴淋裝置包括噴頭(214)，所述噴頭(214)設(shè)置在所述第二殼體(211)內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第二殼體(211)上還設(shè)置有水蒸汽出口(215)。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻螺旋輸送機(21)還包括:螺旋葉片，所述螺旋葉片設(shè)置在所述螺旋輸送軸(212)上，所述螺旋輸送軸(212)沿物料流動方向包括第一軸段和第二軸段，所述第一軸段上的所述螺旋葉片的間距小于所述第二軸段上的所述螺旋葉片的間距。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻螺旋輸送機(21)還包括:螺旋葉片，所述螺旋輸送軸(212)沿物料流動方向包括第一軸段、第二軸段以及設(shè)置在所述第一軸段和所述第二軸段之間的第三軸段，所述螺旋葉片設(shè)置在所述第一軸段和所述第二軸段上。
【文檔編號】C10B39/12GK205653396SQ201620257580
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月29日 公開號201620257580.7, CN 201620257580, CN 205653396 U, CN 205653396U, CN-U-205653396, CN201620257580, CN201620257580.7, CN205653396 U, CN205653396U
【發(fā)明人】宋東升, 陸偉, 宋自力, 袁國慶, 李俊奇, 趙創(chuàng), 李軍付
【申請人】新疆廣匯中化能源技術(shù)開發(fā)有限公司