CN111397396A - 一种粉体物料冷却***及其冷却工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉体物料冷却***及其冷却工艺，涉及粉体物料冷却技术领域；其包括循环风机、粉体流化冷却器、旋风分离器、布袋除尘器和粉料输送机，粉体流化冷却器顶部出口与旋风分离器进口连通，且其底部气体进口与循环风机出口相连，以使气固两相从粉体流化冷却器顶部出口流出后进入旋风分离器；旋风分离器的底部为冷却后产品物料出料口，其顶部的尾气出口与布袋除尘器相连；布袋除尘器连接至循环风机进口，以使布袋除尘器收集的气体作为流化气体循环使用；通过实施本技术方案，可有效解决现有冷却技术针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料不适用的技术问题，可显著提高冷却技术的可靠性，同时降低运行费用成本。
Description
技术领域
本发明涉及粉体物料冷却技术领域，尤其涉及一种粉体物料冷却***及其冷却工艺。
背景技术
在无机盐、金属氧化物、金属粉末的生产中，常需要将煅烧得到的高温粉体物料进行冷却，以便包装运输。传统的粉体冷却技术采用冷却水间接换热或空气/惰性气体直接换热的方式进行冷却，但本申请发明人在实现本发明实施例的过程中，发现现有粉体冷却技术均有各自的局限性：
1.粉体流换热器技术：高温固体粉料依靠自身重力，自流通过板式换热器的狭窄通道，与另一侧的冷却水进行间接换热，达到将物料冷却的目的，必要时可以副产热水，使热量得到回收。但粉体流换热器技术只适用于具有良好流动性的粉体物料，通常要求粉料粒径＞150μm，安息角＜40°。该技术由加拿大Solex公司最早推广，在重质纯碱、尿素、氯化钾、蔗糖等产品上得到广泛应用；但对于流动性差的粉料，因其无法顺利在换热板间流动，不能使用该技术。
2.流化床冷却技术：是利用流态化原理，利用空气或惰性气体，将粉料流化起来，粉料依次通过多个流化腔室，每个流化腔室下均有冷却空气/惰性气体通入，空气/惰性气体与粉料直接接触换热，达到逐级冷却的目的。换热后的空气/惰性气体从顶部引出，经旋风分离器和布袋除尘器后排空。也可以将空气/惰性气体间接冷却后循环使用；但流化床冷却技术要求粉料可以稳定流化，通常适用的粒径范围为30-600μm(粒径过小无法形成稳定的流态化床层，粒径过大则压降过大)，该技术热量无法得到有效回收，耗费公用工程量较大。
3.回转式冷却技术：物料在回转窑中被抄板不断翻动，抄板和窑壁内通入冷却水，物料在被缓慢运输的过程中得到冷却；但回转式冷却技术设备占地面积大，易板结，难于清理，通常物料温度不宜过高(易板结)，物料应具有良好流动性。
4.盘式冷却技术：物料在一层层的圆盘上停留，盘内通入冷却水，固体与圆盘接触，利用热传导进行冷却；但盘式冷却技术传热效率低，因此只用于小规模冷却上，通常应用在食品、医药等领域。
5.气力输送冷却技术：在气力输送过程中，对粉体物料进行冷却。由于气力输送中空气和粉料的比例是有一定范围的，因此并不便于精确控制冷却后的粉料温度，且气力输送冷却技术尚无成熟应用。
由于上述技术均有各自的局限性，针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料，例如煅烧电石渣生产的活性氧化钙，上述的传统冷却技术均不适用，亟需本领域技术人员研究设计一种新的冷却***和/或冷却工艺，对于易吸潮、易变质的粉料也能进行针对性冷却，提高冷却技术的运行可靠性，降低运行费用成本。
发明内容
为解决上述现有冷却技术针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料不适用进而导致不具备工程可实施性的技术问题，本发明的目的在于提供一种粉体物料冷却***及其冷却工艺，其目的在于利用了少量气体携带高温粉体物料进行流动，使得固体粉料处于类似高速流体的状态下进行充分热交换，使得传热主要为对流传热，相对于粉体流换热、回转式、盘式换热的粉料热传导，效率大幅提高；尤其对于粒径低于30μm的粉料，并不易形成稳定的流态化床层，本冷却***控制的气流速度大于所有颗粒的带出速度，气固两相并不需要形成界限分明的稳定床层，只需要确保能通过换热管从顶部流出即可完成冷却操作，对控制要求低，可显著提高冷却技术的可靠性，同时降低运行费用成本，显著提高企业经济效益。
本发明采用的技术方案如下：
一种粉体物料冷却***，包括循环风机、粉体流化冷却器、旋风分离器、布袋除尘器和粉料输送机；其中，所述粉体流化冷却器为立式安装，所述粉体流化冷却器的下端设置有粉体物料进口，其顶部出口与所述旋风分离器进口连通，且粉体流化冷却器的底部气体进口与所述循环风机出口相连，以使气固两相从粉体流化冷却器顶部出口流出后进入旋风分离器；所述旋风分离器的底部为冷却后产品物料出料口，其顶部为尾气出口，且所述旋风分离器顶部的尾气出口与所述布袋除尘器相连；所述布袋除尘器连接至所述循环风机进口，以使所述布袋除尘器收集的气体作为流化气体循环使用；在所述旋风分离器和布袋除尘器的底部均设置有粉料输送机，以使经所述旋风分离器和布袋除尘器底部出料的产品物料通过所述粉料输送机外送。
本技术方案粉料只需要少量的气体就能够进行流化，载气为循环使用，对于易吸潮、易变质的粉体物料，可以针对性的选择干燥空气或者氮气等惰性气体，相较于传统的流化床冷却器，气体循环量大幅减少；正常操作工况下，只需要补充或排放极少量气体用于平衡***压力；而对于粒径低于30μm的粉料，并不易形成稳定的流态化床层，本技术方案中冷却***控制的气流速度大于所有颗粒的带出速度，气固两相并不需要形成界限分明的稳定床层，只需要确保能通过换热管从顶部流出即可完成冷却操作，对控制要求低，易于控制，可有效解决一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料冷却效果差的技术难题。
可选地，所述粉体流化冷却器包括流态化腔室和位于流态化腔室上方的管壳式换热段，所述粉体物料进口与所述流态化腔室连通，所述管壳式换热段的管程为气固两相流通通道，所述管壳式换热段的壳程为冷却介质流通通道。
可选地，在流态化腔室底部设置有布风板，所述粉体流化冷却器的底部气体进口位于布风板的正下方，以使通过所述循环风机输出的气体均匀进入流态化腔室内。
可选地，所述布风板至少是双层筛孔式布风板、风帽式布风板或鳃孔式布风板中的一种。
上述技术方案中，粉体流化冷却器为冷却***的核心设备，其中布风板可根据粉体物料性质，选择双层筛孔式布风板、风帽式布风板或鳃孔式布风板等，其具有两个主要作用：(a)布风板可以承受物料落料时的重量，防止物料落入进风管导致管道堵塞；(b)布风板可以使气体均匀进入流态化腔室，如此有利于进入管壳式换热段的粉体物料均匀分布、充分换热。粉体流化冷却器的工作原理为：粉体流化冷却器布风板上部为流态化腔室，其可有效提供流态化床层空间，起到增加停留时间以及分散物料的作用；而流态化腔室上方的管壳式换热段为换热管管板，换热管作为流动通道；固体粉料进入粉体流化冷却器的流化腔室后，被少量空气或惰性气体流态化，并分配进入换热器管程，粉料在气相曳力作用下在换热管中向上流动，粉料和载气之间、载气和管壁之间、粉料和管壁之间充分换热；气体流态化的目的是使固体粉料获得与流体相似的性质，整个气固混合相密度均一，便于均匀的输送到每一根换热管中，如此针对不同类型粉体物料均具有较好的冷却效果；本技术方案中粉体流化冷却器内冷却介质的流量受气固两相出口温度控制。
可选地，所述壳程内的冷却介质至少是空气、水、导热油、辛烷或庚烷中的一种；如果使用水，则可以副产热水或蒸汽；且所述壳程内的冷却介质与所述管程内的气固两相流动方向相反。其中管壳式换热段结构使得冷热介质可以纯逆流操作，壳程冷却介质可根据能量回收的方式进行灵活选择。
可选地，所述管壳式换热段包括换热管、换热管管板、换热器壳体和位于换热器壳体顶部的封头结构，所述换热管管板安装在换热管壳体的上端和下端，且上端和下端的换热管管板上对应均布有数个圆孔，每个圆孔内均固定有一根连通流态化腔室和封头结构的换热管，其换热管为直管式换热管、波纹管式换热管或螺旋管式换热管；所述顶部出口设于所述封头结构顶部，且封头结构与所述换热管壳体采用法兰连接或焊接，以使流态化腔室内的气固两相经换热管进入封头结构内并由位于封头结构顶部的所述顶部出口流出。
可选地，所述管壳式换热段的壳程根据粉体物料的温度设置有膨胀节，用以消除因管程温度高于壳程温度而产生的温差应力。
可选地，在所述循环风机进口设置有补气管线，所述补气管线被配置为当循环气压力低于设定值则进行补充气体，用以稳定***压力。
另一方面，本发明还提供有一种粉体物料冷却***的冷却工艺，利用上述粉体物料冷却***，具体包括以下步骤：
步骤一，开启补气管线上的补气阀门，开启循环风机，将冷却***内的空气置换；在此过程中，循环风机为低负荷运行；
步骤二，开启粉体物料进口的进料阀门，粉体物料进入粉体流化冷却器的流态化腔室中，形成稳定的流态化状态，使粉体物料均匀分布在布风板上方；
步骤三，增大循环风机流量，同时增加粉体物料进料量，粉料在载气的带动下均匀进入管壳式换热段的管程并向粉体流化冷却器顶部出口方向流动，进行充分换热；气固两相从粉体流化冷却器顶部流出，进入旋风分离器进行分离；其中颗粒较大的粉体物料从旋风分离器的底部出料，而颗粒较小的粉体物料随气体进入布袋除尘器；
步骤四，袋式除尘器由压力控制进行自动反吹清灰，在布袋除尘器中除去超细粉后的气体进入循环风机入口循环使用，旋风分离器和布袋除尘器底部冷却后产品物料经粉料输送机外送。
优选地，步骤三中，粉体流化冷却壳程的冷却介质流量与粉料出口的温度为一个调节回路，通过检测旋风分离器的尾气的温度调节冷却介质的进口阀门开度，从而控制自粉体流化冷却器冷却后的粉体物料的出料温度；本技术方案中气体和粉料在流动经过粉体流化冷却器管壳式换热段的过程中已经充分换热，只需测得出旋风分离器的尾气温度调节冷却介质的进口阀门开度，就可以精确控制粉料的出料温度，控制回路简单，可靠性强。
如上所述，本发明相对于现有技术至少具有如下有益效果：
1.本发明针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料提出了一种更具有工程可靠实施性的粉体物料冷却***，其巧妙地将流化技术与换热器技术相结合，利用了少量气体携带高温粉体物料进行流动，使得固体粉料处于类似高速流体的状态下进行充分热交换，使得传热主要为对流传热，相对于粉体流换热、回转式、盘式换热的粉料热传导，换热效率大幅提高，可显著提高上述粉体物料的冷却效果。
2.本发明针对粒径低于30μm的粉料，传统冷却技术并不易形成稳定的流态化床层；而本发明冷却***控制的气流速度大于所有颗粒的带出速度，气固两相并不需要形成界限分明的稳定床层，只需要确保能通过换热管从顶部流出即可完成冷却操作，对控制要求低，可显著提高冷却技术实施运行的可靠性。
3.本发明粉体流化冷却器为本技术核心设备，在管壳式换热器管板正下方设置有带布风板结构的流态化腔室，流化载气与高温粉料可充分混合，便于均匀的输送到每一根换热管中，布风板可以使载气均匀分布，使得粉料、载气和管壁之间进行充分的热交换，如此针对不同类型粉体物料均具有较好的冷却效果。
4.本发明可有效降低运行费用成本，显著提高企业经济效益；主要体现为：一是间接换热中，粉体流换热器是较为常见的粉体冷却技术，但对于颗粒较细，流动性不好的粉体，因易于架桥堵塞，并不适用；采用本发明技术方案，使用极少量的干空气就可以带动颗粒流动，且流化气体可循环使用，大幅降低气体使用量，降低运行费用成本；二是针对于金属颗粒物、易燃易爆的粉料冷却，则需要使用氮气或氩气等惰性气体，这些气体的成本是干燥空气的几倍甚至几十倍，因此针对需要使用惰性气体进行保护的粉体物料，上述成本优势更加显著；三是本发明冷却***采用采用间接换热，逆流操作，使得粉体物料的热能够传递给壳程的冷却介质，得到回收利用，可以根据能量回收的用途，采用水、辛烷、庚烷、导热油等进行热量回收。
5.本发明冷却***易于大型化，对传统的粉体流换热器，由于其采用重力自流，粉料的热量主要通过热传导的形式传递给壁面，总传热系数低，单台换热器处理能力小，设备高度高达8-15米，对于一小时处理50吨物料的规模，需要至少4-6台。而本***冷却器为管壳式粉体流化冷却器，粉料的热量主要通过对流的形式传递给换热管壁面，传热系数高，换热面积仅需50-300平米(根据传热温差不同)，单套就可以满足负荷要求，占地小，***配置简单；可显著提高企业经济效益。
6.本发明利于环保，冷却***由于载气为循环使用，仅在超压情况下少量外排，正常操作工况下无废气外排，比空气直接冷却含粉尘废气大幅减少，对环境友好；按排放粉尘中含30mg/Nm3粉尘计算，本***相较流化床气体直接接触冷却，一年减少粉尘排放87.12吨，也同时是减少了产品损失87.12吨；可显著提高企业经济效益。
7.本发明冷却工艺操作简单，在实践中具有较好的实用性，通过测得出旋风分离器的尾气温度调节冷却介质的进口阀门开度，便可有效精确控制粉料的出料温度，控制回路简单，可靠性强，具备较好的工程实施性，适合推广应用。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中
图1是本发明实施例粉体物料冷却***的流程示意图；
图2是本发明实施例中粉体流化冷却器的结构示意图。
附图标记说明：1-循环风机；2-粉体流化冷却器；21-底部气体进口；22-粉体物料进口；23-冷却介质进口；24-冷却介质出口；25-粉体流化冷却器顶部出口；26-布风板；27-流态化腔室；28-管壳式换热段；29-膨胀节；3-旋风分离器；4-布袋除尘器；5-粉料输送机一；6-粉料输送机二。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
实施例基本如图1和图2所示：本实施例提供了一种粉体物料冷却***，可用于化学工程、无机盐工业、金属氧化物、金属粉末的生产等领域，以解决现有冷却技术针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料冷却效果差、不适用而导致不具备工程可实施性的难题，具有较好的实用性；具体地，如图1所示，该冷却***包括循环风机1、粉体流化冷却器、旋风分离器3、布袋除尘器和粉料输送机；其中，粉体流化冷却器为立式安装，粉体流化冷却器的下端设置有粉体物料进口22，其顶部出口25与旋风分离器3进口连通，且粉体流化冷却器的底部气体进口21与循环风机1出口相连，以使气固两相从粉体流化冷却器顶部出口25流出后进入旋风分离器3；旋风分离器3的底部为冷却后产品物料出料口，其顶部为尾气出口，且旋风分离器3顶部的尾气出口与布袋除尘器相连；布袋除尘器收集超细分后连接至循环风机1进口，以使所述布袋除尘器收集的气体作为流化气体循环使用；由此，本实施例中粉体流化冷却器的底部气体进口21即为循环风进口，且粉体流化冷却器顶部出口25即为循环风出口；在旋风分离器3的底部设置有粉料输送机一5，在布袋除尘器的底部设置有粉料输送机二6，以使经旋风分离器3和布袋除尘器底部出料口输出的冷却后的产品物料分别通过粉料输送机一5和粉料输送机二6外送。
如图2所示，本实施例提供的粉体流化冷却器是本实施例冷却***的核心设备，其包括安装于冷却器壳体内的流态化腔室27和位于流态化腔室27上方的管壳式换热段28，具体地，管壳式换热段28包括换热管、换热管管板、换热器壳体和位于换热器壳体顶部的封头结构，换热管管板安装在换热管壳体的上端和下端，且换热管壳体上端和下端的换热管管板上对应均布有数个圆孔，每个圆孔内均焊接有一根连通流态化腔室和封头结构的换热管；冷却器的顶部出口25设于封头结构顶部，封头结构与换热管壳体采用法兰连接或焊接，以使流态化腔室内的气固两相经换热管进入封头结构内并由位于封头结构顶部的顶部出口25流出；粉体物料进口22与流态化腔室27连通，管壳式换热段28的管程为气固两相流通通道，管壳式换热段28的壳程为冷却介质流通通道；在流态化腔室27底部设置有布风板26，粉体流化冷却器的底部气体进口21位于布风板26的正下方，以使通过循环风机1输出的气体均匀进入流态化腔室27内，布风板26可根据粉体物料性质，选择双层筛孔式布风板26、风帽式布风板26或鳃孔式布风板26中的一种；其具有两个主要作用：(a)布风板26可以承受物料落料时的重量，防止物料落入进风管导致管道堵塞；(b)布风板26可以使气体均匀进入流态化腔室27；如此有利于进入管壳式换热段28的粉体物料均匀分布、充分换热。
粉体流化冷却器的工作原理为：粉体流化冷却器布风板26上部为流态化腔室27，其可有效提供流态化床层空间，起到增加停留时间以及分散物料的作用；而流态化腔室27上方管壳式换热段28中的换热管作为流动通道；固体粉料进入粉体流化冷却器的流化腔室后，被少量空气或惰性气体流态化，并分配进入换热器管程，粉料在气相曳力作用下在换热管中向上流动，粉料和载气之间、载气和管壁之间、粉料和管壁之间充分换热；气体流态化的目的是使固体粉料获得与流体相似的性质，整个气固混合相密度均一，便于均匀的输送到每一根换热管中，如此针对不同类型粉体物料均具有较好的冷却效果；本技术方案中粉体流化冷却器内冷却介质的流量受气固两相出口温度控制。
本实施例中管壳式换热段28中的冷却介质进口23位于管壳式换热段28的换热器壳体上端左侧，而管壳式换热段28中的冷却介质出口24位于管壳式换热段28的换热器壳体下端右侧；其壳程内的冷却介质至少是空气、水、导热油、辛烷或庚烷中的一种；如果使用水，则可以副产热水或蒸汽；且本实施例优选为壳程内的冷却介质与管程内的气固两相流动方向相反，如此管壳式换热段28结构使得冷热介质可以纯逆流操作，壳程冷却介质可根据能量回收的方式进行灵活选择；本实施例中管壳式换热段28的壳程根据粉体物料的温度设置有膨胀节29，用以消除因管程温度高于壳程温度而产生的温差应力。
在循环风机1进口设置有补气管线，补气管线被配置为当循环气压力低于设定值则进行补充气体，用以稳定***压力；由上述可知，本实施例只需少量的气体就能够进行流化，载气气体为循环使用，从而对于易吸潮、易变质的粉体物料，可以针对性的选择干燥空气或者氮气等惰性气体，相较于传统的流化床冷却器，气体循环量大幅减少；正常操作工况下，只需要补充或排放极少量气体用于平衡***压力；而针对于粒径低于30μm的粉料，并不易形成稳定的流态化床层的技术难题，本实施例冷却***巧妙地控制的气流速度大于所有颗粒的带出速度，气固两相并不需要形成界限分明的稳定床层，只需要确保能通过换热管从顶部流出即可完成冷却操作，对控制要求低，显著降低粒径较小粉体物料的冷却难度。
本实施例的具体实施方式为：
1.冷却过程：高温气体自粉体物料进口22进入粉体流化冷却器的流态化腔室27，循环气体自粉体流化冷却器的底部气体进口21通过布风板26均匀进入流态化强室，分散物料并均匀进入粉体流化冷却器换热段管程；同时冷却介质自粉体流化冷却器上端的冷却介质进口23进入管壳式换热段28壳程内，循环风机1使固体粉料处于类似高速流体的状态，粉料、载气和管壁之间进行充分的热交换，气体和粉料在流动经过管壳式换热段28的过程中已经充分换热，尾气温度接近粉料温度；只需要测得出旋风分离器3的尾气温度调节冷却介质的进口阀门开度，就可以精确控制粉料的出料温度，控制回路简单。
2.分离过程：气体和粉料两相从粉体流化冷却器顶部出口25流出进入旋风分离器3，大部分粉料从旋风分离器3底部出料口输出，而少部分粉料随气相流出进入布袋除尘器，在布袋除尘器中除去超细粉后作为流化气体进入循环风机1入口，而在循环风机1进口设置有补气管线可用以稳定***压力；如此流化气体可循环使用，大幅降低气体使用量，通过压力调节补气阀门，自动补充因泄漏而损失的少量气体。
3.输出过程：利用旋风分离器3和布袋除尘器的底部设置的粉料输送机将旋风分离器3和布袋除尘器底部出料的冷却后的产品物料输送至成品料仓。
由此，本实施例是其巧妙地将流化技术与换热器技术相结合，利用了少量气体携带高温粉体物料进行流动，使得固体粉料处于类似高速流体的状态下进行充分热交换，固体粉料进入进入粉体流化冷却器的流化腔室后，被少量空气或惰性气体流态化，并分配进入换热器管程内，流态化的目的是使固体粉料获得与流体相似的性质，整个气固混合相密度均一，便于均匀的输送到每一根换热管中，以针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料达到较好的冷却效果，且可显著提高企业经济效益；本实施例以易吸潮、易变质的煅烧电石渣生产活性氧化钙为例，煅烧后的氧化钙温度约700℃，需要冷却到约80℃才能进行包装和运输；以40万吨/年PVC的氯碱厂为例，需要冷却的活性氧化钙量高达50吨/小时，冷却的热负荷高达28210000kJ/hr(7836kW)。如果采用干燥空气进行直接冷却，由于直接冷却为并流传热，干燥空气的出口略低于物料出口温度，以干燥空气为20℃，出口温度为80℃计算，将耗费363000Nm3/hr干燥空气(折算为13794kg标油，折算标准采用GB/T50441-2016，下同)，这些干燥空气既作为流态化介质，也是换热介质，冷却后干燥空气温度升高，如果要循环使用，则需要巨大的袋式除尘器和换热器，运行费用高；如果采用循环水进行冷却，则耗费670m3/hr循环水(折算为40.2kg标油)，使用循环水的运行成本大幅降低，因此经过本公开发明人分析可得考虑间接换热的方式进行冷却；可有效避免采用干燥空气直接冷却，其耗能将让电石渣煅烧生产活性氧化钙这个工艺本身就不具有可行性的技术难题。
间接换热中，利用现有冷却器对于颗粒较细，流动性差的粉体物料，因易于架桥堵塞，并不适用；而本实施例冷却***仅需使用极少量的干空气就可以带动颗粒流动，例如冷却50吨/小时粉料，只需要4000-8000Nm3/hr干燥空气，由于这些空气只是流态化介质，热量则已经在冷却器的换热段传给了循环水，因此只需要经过除尘就可以循环使用。本冷却***只有循环风机1一台耗能设备，实际的运行费用只有循环风机1消耗的电能，电机功率约10kw，即只消耗10kwh/hr(折算为2.2kg标油)电能，运行成本极低。
尤其对于金属颗粒物、易燃易爆的粉料冷却，则需要使用氮气或氩气等惰性气体，这些气体的成本是干燥空气的几倍甚至几十倍，因此针对需要使用惰性气体进行保护的粉体物料，上述成本优势更加显著，由此本实施例提供的冷却***针对一些粒径小、易吸潮或易变质、流动性差的粉体物料均可达到较好的冷却效果，且可显著提升企业经济效益。
实施例二
另一方面，本实施例还提供有一种粉体物料冷却***的冷却工艺，利用上述粉体物料冷却***，具体包括开车步骤和停车步骤：
开车步骤：
步骤一，开启补气管线上的补气阀门，开启循环风机1，将冷却***内的空气置换；在此过程中，循环风机1为低负荷运行；
步骤二，开启粉体物料进口22的进料阀门，粉体物料进入粉体流化冷却器的流态化腔室27中，形成稳定的流态化状态，使粉体物料均匀分布在布风板26上方；
步骤三，增大循环风机1流量，同时增加粉体物料进料量，粉料在载气的带动下均匀进入管壳式换热段28的管程并向粉体流化冷却器顶部出口25方向流动，进行充分换热；气固两相从粉体流化冷却器顶部流出，进入旋风分离器3进行分离；其中颗粒较大的粉体物料从旋风分离器3的底部出料，而颗粒较小的粉体物料随气体进入布袋除尘器；且粉体流化冷却壳程的冷却介质流量与粉料出口的温度为一个调节回路，通过检测旋风分离器3的尾气的温度调节冷却介质的进口阀门开度，从而控制自粉体流化冷却器冷却后的粉体物料的出料温度。
步骤四，袋式除尘器由压力控制进行自动反吹清灰，在布袋除尘器中除去超细粉后的气体进入循环风机1入口循环使用，旋风分离器3和布袋除尘器底部冷却后产品物料经粉料输送机外送。
停车步骤：首先关闭粉体物料进口22的进料阀门，保持循环风机1继续循环，确保粉体流化冷却器中流态化腔室27内所有的固体粉料全部从冷却器中带出，待旋风分离器3和袋式除尘器底部无固体出料后，逐步关停循环风机1，如此可有效避免冷却器内出现固体粉料堵塞。
作为本实施例的优选方案，本实施例提供的粉体物料冷却***的冷却工艺还具有保护保护联锁措施，具体体现为：(a)当检测自粉体流化冷却器顶部出口25出料的温度超过联锁值，联锁切断粉体进料阀门；(b)风机故障或跳停，联锁切断粉体进料阀门；(c)粉体流化冷却器进出口压差超过联锁值，联锁切断粉体进料阀门。
综上所述，本实施例冷却工艺操作简单，在实践中具有较好的实用性，通过测得出旋风分离器3的尾气温度调节冷却介质的进口阀门开度，便可有效精确控制粉料的出料温度，控制回路简单，可靠性强，具备较好的工程实施性，适合推广应用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种粉体物料冷却***，其特征在于：包括循环风机、粉体流化冷却器、旋风分离器、布袋除尘器和粉料输送机；其中，所述粉体流化冷却器为立式安装，所述粉体流化冷却器的下端设置有粉体物料进口，其顶部出口与所述旋风分离器进口连通，且粉体流化冷却器的底部气体进口与所述循环风机出口相连，以使气固两相从粉体流化冷却器顶部出口流出后进入旋风分离器；所述旋风分离器的底部为冷却后产品物料出料口，其顶部为尾气出口，且所述旋风分离器顶部的尾气出口与所述布袋除尘器相连；所述布袋除尘器连接至所述循环风机进口，以使所述布袋除尘器收集的气体作为流化气体循环使用；在所述旋风分离器和布袋除尘器的底部均设置有粉料输送机，以使经所述旋风分离器和布袋除尘器底部出料的产品物料通过所述粉料输送机外送。
2.根据权利要求1所述的粉体物料冷却***，其特征在于：所述粉体流化冷却器包括流态化腔室和位于流态化腔室上方的管壳式换热段，所述粉体物料进口与所述流态化腔室连通，所述管壳式换热段的管程为气固两相流通通道，所述管壳式换热段的壳程为冷却介质流通通道。
3.根据权利要求2所述的粉体物料冷却***，其特征在于：在流态化腔室底部设置有布风板，所述粉体流化冷却器的底部气体进口位于布风板的正下方，以使通过所述循环风机输出的气体均匀进入流态化腔室内。
4.根据权利要求3所述的粉体物料冷却***，其特征在于：所述布风板至少是双层筛孔式布风板、风帽式布风板或鳃孔式布风板中的一种。
5.根据权利要求2所述的粉体物料冷却***，其特征在于：所述壳程内的冷却介质至少是空气、水、导热油、辛烷或庚烷中的一种；且所述壳程内的冷却介质与所述管程内的气固两相流动方向相反。
6.根据权利要求2所述的粉体物料冷却***，其特征在于：所述管壳式换热段包括换热管、换热管管板、换热器壳体和位于换热器壳体顶部的封头结构，所述换热管管板安装在换热管壳体的上端和下端，且上端和下端的换热管管板上对应均布有数个圆孔，每个圆孔内均固定有一根连通流态化腔室和封头结构的换热管，其换热管为直管式换热管、波纹管式换热管或螺旋管式换热管，所述顶部出口设于所述封头结构顶部，且封头结构与所述换热管壳体采用法兰连接或焊接，以使流态化腔室内的气固两相经换热管进入封头结构内并由位于封头结构顶部的所述顶部出口流出。
7.根据权利要求6所述的粉体物料冷却***，其特征在于：所述管壳式换热段的壳程根据粉体物料的温度设置有膨胀节，用以消除因管程温度高于壳程温度而产生的温差应力。
8.根据权利要求1所述的粉体物料冷却***，其特征在于：在所述循环风机进口设置有补气管线，所述补气管线被配置为当循环气压力低于设定值则进行补充气体。
9.一种粉体物料冷却***的冷却工艺，其特征在于：应用权利要求1-8任一项所述的粉体物料冷却***，包括以下步骤：
步骤一，开启补气管线上的补气阀门，开启循环风机，将冷却***内的空气置换；
步骤二，开启粉体物料进口的进料阀门，粉体物料进入粉体流化冷却器的流态化腔室中，形成稳定的流态化状态，使粉体物料均匀分布在布风板上方；
步骤三，增大循环风机流量，同时增加粉体物料进料量，粉料在载气的带动下均匀进入管壳式换热段的管程并向粉体流化冷却器顶部出口方向流动，进行充分换热；气固两相从粉体流化冷却器顶部流出，进入旋风分离器进行分离；
步骤四，袋式除尘器由压力控制进行自动反吹清灰，在布袋除尘器中除去超细粉后的气体进入循环风机入口循环使用，旋风分离器和布袋除尘器底部冷却后产品物料经粉料输送机外送。
10.根据权利要求9所述的粉体物料冷却***的冷却工艺，其特征在于：步骤三中，粉体流化冷却壳程的冷却介质流量与粉料出口的温度为一个调节回路，通过检测旋风分离器的尾气的温度调节冷却介质的进口阀门开度，从而控制自粉体流化冷却器冷却后的粉体物料的出料温度。
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