CN102620536A

CN102620536A - 立式热交换器

Info

Publication number: CN102620536A
Application number: CN2012101280195A
Authority: CN
Inventors: 刘银江; 杭宁; 刘宇
Original assignee: Nanjing Suye Calcium Industry Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Suye Calcium Industry Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本技术提供一种体积小、物料破损少、造价低、热交换效率高的立式热交换器。它包括筒体，在筒体上端设置有进料管，在筒体下端设置有出料管，在筒体内下部设置有分料导流装置，分料导流装置与筒体内壁之间具有供物料通过的间隙；出料管上设置有出料装置；下风管穿过筒体伸入到在分料导流装置下方与物料之间的形成的下部空间内；上风管穿过筒体伸入到在筒体内顶部与物料之间形成的上部空间内；上风管和下风管中的一个是进风管，另一个是出风管。

Description

立式热交换器

技术领域

本技术涉及立式热交换器、预热器、烘干器、冷却器或者立式窑，用于对块状物料进行热交换，对物料进行加热、冷却或者对物料进行加热的同时使之发生反应。

背景技术

一般块状物料的烘干大多采用回转筒式烘干机。这种烘干机的回转筒是呈一定角度倾斜布置，物料由高端送入回转筒内，与热烟气进行热交换。烘干后，物料从低端排出。为提高烘干效率，一般在回转筒体上安装扬料装置，将物料举到一定高度再抛洒下来，大大增加物料与烟气的接触面积。这种回转烘干机通常占地面积较大，热效率并不高，造价较高，一般置于厂房内，其传动机构维护维修复杂，排放的粉尘浓度大。它还有一个不足是，容易造成物料的破碎。如果是烘干兰炭采用这种烘干机，破损率就会很高。

现在的立式烘干机，其筒体内部有多层分撒料的上小下大的伞形体和上大下小的喇叭形体。其原理是物料从烘干机的顶部喂入，经喇叭形体的内部、伞形体外周与筒体内壁之间的间隙逐层流淌分洒，自由落到底部，热气流则从烘干机的底部进入，在上升过程中与物料进行热交换。这种立式烘干机通常比较高，高径比大，同样存在较大的物料破碎问题。

发明内容

本技术的目的是提供一种体积小、物料破损少、造价低、热交换效率高的立式热交换器。

本立式热交换器，包括筒体，在筒体上端设置有进料管，在筒体下端设置有出料管，在筒体内下部设置有分料导流装置，分料导流装置与筒体内壁之间具有供物料通过的间隙；出料管上设置有出料装置；下风管穿过筒体伸入到在分料导流装置下方与物料之间的形成的下部空间内；上风管穿过筒体伸入到在筒体内顶部与物料之间形成的上部空间内；上风管和下风管中的一个是进风管，另一个是出风管。

对于本技术来说，当进风管进入温度较高的气体，出风管排出温度较低的气体，它就相当于用于对物料进行加热的热交换器（烘干器），或者相当于用于对物料进行预加热的预热器。当进风管进入温度较低的气体，出风管排出温度较高的气体，它就相当于用于对物料进行冷却的热交换器（冷却器）。当进风管进入温度很高的烟气，出风管排出温度较低的烟气，它就相当于立式窑，物料在立式窑内不但与烟气有物理的热交换过程，物料还有化学反应的过程。至于是上风管还是下风管作为进风管均可（当然，上风管是进风管时，下风管则为出风管；上风管是出风管时，下风管则为进风管）。为了便于描述，下面以下风管作为进入温度较高气体的进风管，上风管作为排出温度较低气体的出风管。本技术适用于对块状物料的传热传质。

本技术与现有的立式烘干机区别：

现有的立式烘干机，在物料自由向下流淌时，在筒体同一个横截面上的物料具有分布的随机性，也就是说，物料之间的距离大小不同。为了使得气体与物料进行热交换，气体需要从物料之间穿过，物料之间有间隙是必须的。但是该间隙的大小是不可控制的（在筒体同一个横截面上的间隙可能不同），这导致气体“短路”，或者说，在筒体同一个横截面上的气体压力不同。这就造成了对物料烘干的不均匀。另外，对于块状物料，在自由向下流淌必然会带来较高的破损率。

本技术则不同，本技术中，物料的排出是依靠出料管上的出料装置控制，物料从进料管进入筒体。在出料装置动作，物料从出料管排出时，物料经进料管进入筒体，筒体内的物料是上下紧密相连，不会有断层。因此，本技术中，物料的流动不是象现有的立式烘干机那样的自由下落，而是受控的移动；这使得物料之间的间隙是基本相同的，因此，从物料之间的间隙内流过的气体，在筒体同一个横截面上的气体压力基本相同，气体不会“短路”，气体与物料热交换是均匀的，保证了物料的均质性。同时，也提高了气体与物料的热交换效率。另外，本技术中，物料是受控向下移动，与自由向下流淌相比，必然破损率低，本技术尤其适用于对兰炭的烘干。另外，本技术相对于现有的筒体内部有多层分撒料的伞形体和喇叭形体的立式烘干机来说，筒体高度可以较低，体积小。

上述的立式热交换器，在同一个横截面上沿着径向方向，所述间隙是相等的。所述间隙相等，从间隙内流过的物料在在同一个横截面上更加均匀，进一步保证了在筒体同一个横截面上的气体压力基本相同，这样，气体与同一个横截面上的物料热交换是更加均匀，保证了物料的均质性。

上述的立式热交换器，分料导流装置是上小下大的锥形体；或者分料导流装置是一块平板。

上述的立式热交换器，所述进料管和出料管均为一个，筒体、进料管、出料管同轴。最好，上风管靠近其端部的末段与进料管是同轴结构，下风管靠近其端部的末段与筒体同轴。

上述的立式热交换器，所述进料管和出料管均为两个以上，且进料管和出料管均布在以筒体轴线为中心的圆周上。

为了能够方便控制出料量和进料量，上述的立式热交换器，进料管上设置喂料装置，控制喂料装置动作的喂料控制器、控制出料装置动作的出料控制器均与中央处理器电连接。这样，能够精确控制出料量和进料量，使得出料量和进料量基本相同。

上述的立式热交换器，进料管能够相对于筒体上下伸缩地设置在筒体上。通过进料管的上下伸缩（升降），可以控制筒体内物料的高度。

上述的立式热交换器，上下风管上均设置有用于检测上下风管内气体温度的风温传感器，它还包括设置在下风管下部的、用于检测准备从出料管排出的物料温度的物料温度传感器。通过风温传感器检测进入和排出筒体的气体温度，控制物料在筒体内的停留时间，使得物料能够在设定的物料温度时排出筒体，方便控制，也能够节约能耗。

上述的立式热交换器，它还包括连接在筒体下端的上大下小的锥形收料筒，锥形收料筒的下部连接出料管。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1所示的立式烘干机，包括圆柱形筒体1，在料仓2的下部设置有可上下伸缩的进料管3。进料管的下端出口伸入到筒体上端。上大下小的锥形收料筒4连接在筒体下端，锥形收料筒的下部连接出料管5。在筒体内下部设置有上小下大的锥形体6（分料导流装置），锥形体与筒体内壁之间具有供物料通过的环形间隙7。锥形体6通过支腿23支撑在锥形收料筒4的内壁上。筒体、进料管、出料管、锥形体同轴。在同一个横截面上，锥形体的外周边到筒体内周边之间的距离相等，或者说在同一个横截面上沿着径向方向，所述环形间隙的宽度是相等的。

物料8经料仓经进料管进入筒体内，通过间隙7进入锥形收料筒4，经过出料管排出。由于锥形体6对物料的阻挡，在锥形体的底部下方形成一个没有物料的下部空间9。当然，在物料从进料管进入筒体内时，筒体内物料的上表面10也基本是一个锥形面10。锥形面10与筒体内的内顶部之间形成了上部空间11。

上风管12的靠近其端部的上风管末段14与进料管是同轴结构，下风管13靠近其端部的下风管末段15与筒体同轴。下风管末段15位于下部空间9内；上风管末段14穿过筒体伸入到上部空间内。由于下风管末段15上部有锥形体6，在下风管末段15的周围形成了没有物料的空腔（下部空间），物料从锥形体的周边下落，而不会进入或堵塞下风管。

进料管上串联有锁风喂料装置（机构）16（包括喂料装置和进料管锁风装置）。锁风喂料装置16能够保证喂入物料，同时起到防止筒体内的气体从进料管流出或外界的空气流入筒体内的作用。出料管上串联有闸门24、锁风出料装置（机构）17（包括出料装置和出料管锁风装置）。锁风出料装置17能够保证控制物料的排出，同时起到筒体内的气体从出料管流出或外界的空气流入筒体内的作用。锁风喂料装置16、锁风出料装置17属于现有技术。

上下风管上均设置有用于检测上下风管内气体温度的风温传感器18和检测上下风管内气体压力的压力传感器19，在锥形收料筒4上设置有位于下风管侧下部的、用于检测准备卸出的物料的温度的物料温度传感器20。在料仓上设置有上下两个料位传感器21、25。风温传感器18、压力传感器19、物料温度传感器20、料位传感器、控制锁风喂料装置动作的喂料控制器、控制锁风出料装置动作的出料控制器均与中央处理器电连接。料位传感器用于检测料仓内的物料高度。当料位低于下面的一个料位传感器25所在位置时，通过加料装置（没有示出）向料仓内加料，料仓内物料高于上面的一个料位传感器21所在位置时，停止加料。

块状物料（如兰炭）从料仓经进料管进入筒体内，经间隙7进入锥形收料筒4，经下部的出料管排出。温度较高的气体从下风管进入到下部空间9内，经间隙7向上穿过物料之间的间隙后到达上部空间11，再经上风管排出，作为出风管的上风管与引风机22相连。或者温度较高的气体从上部风管进入到筒体内上部空腔11，向下穿过料层8，经过间歇7到达下部空间9内，进入下部风管由引风机（未示出）排出。

出料管伸入筒体内的长度较长时，筒体内物料的量较少，相反，出料管伸入筒体内的长度较短时，筒体内的物料的量较多。当出料速度较快慢时，物料在筒体内进行热交换的时间较长，相反，当出料速度较快慢时，物料在筒体内进行热交换的时间较长。通过对上下风管内气体温度、压力的检测，调节进料管的上下位置，并控制物料从出料管排出的出料速度，使得出料管排出的物料温度达到要求。物料达到要求的温度，打开闸门24，中央处理器向出料控制器发出指令，使得锁风出料装置动作，物料从出料管排出。同时，中央处理器向喂料料控制器发出指令，使得锁风喂料装置动作，物料通过进料管进入筒体，对筒体补充物料。在该过程中，气体与物料直接接触，进行热交换；筒体内的物料的总量（物料的高度）保持不变。

本技术中，物料的排出是依靠出料管上的出料装置控制，物料的进入的依靠进料管上的喂料装置控制；在出料装置动作，物料从出料管排出时，喂料装置动作，物料经进料管进入筒体，筒体内的物料是上下紧密相连，不会有断层。因此，本技术中，物料的流动不是象现有的立式烘干机那样的自由下落，而是受控的移动；加上在同一个横截面上，分料导流装置的外周边到筒体内周边之间的距离相等；这使得，筒体同一个横截面上的物料的分布是均匀的，物料之间的间隙的基本相同的，因此，从物料之间的间隙内流过的气体，在筒体同一个横截面上的气体压力基本相同。气体与物料的热交换的均匀的，保证了物料的均质性。同时，也提高了气体与物料的热交换效率。本技术特别适用于对兰炭的烘干。兰炭在静止不动的本技术的立式热交换器（烘干机）内自上而下受控运动时与自下而上运动气体进行热交换被干燥，兰炭破损率大大降低。

Claims

1.立式热交换器，包括筒体，在筒体上端设置有进料管，在筒体下端设置有出料管，其特征是：在筒体内下部设置有分料导流装置，分料导流装置与筒体内壁之间具有供物料通过的间隙；出料管上设置有出料装置；下风管穿过筒体伸入到在分料导流装置下方与物料之间的形成的下部空间内；上风管穿过筒体伸入到在筒体内顶部与物料之间形成的上部空间内；上风管和下风管中的一个是进风管，另一个是出风管。

2.如权利要求1所述的立式热交换器，其特征是：在同一个横截面上沿着径向方向，所述间隙是相等的。

3.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：分料导流装置是上小下大的锥形体。

4.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：分料导流装置是一块平板。

5.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：所述进料管和出料管均为一个，筒体、进料管、出料管同轴。

6.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：所述进料管和出料管均为两个以上，且进料管和出料管均布在以筒体轴线为中心的圆周上。

7.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：进料管上设置喂料装置，控制喂料装置动作的喂料控制器、控制出料装置动作的出料控制器均与中央处理器电连接。

8.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：进料管能够相对于筒体上下伸缩地设置在筒体上。

9.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：上下风管上均设置有用于检测上下风管内气体温度的风温传感器，它还包括设置在下风管下部的、用于检测准备从出料管流出的物料温度的物料温度传感器。

10.如权利要求1或2所述的立式热交换器，其特征是：它还包括连接在筒体下端的上大下小的锥形收料筒，锥形收料筒的下部连接出料管。