CN216010792U - 一种高温兰炭余热利用换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温兰炭余热利用换热器，涉及炭素行业技术领域，包括上下对应设置的上集箱和下集箱，上集箱与下集箱之间通过若干第一换热管连通，相邻第一换热管之间设置有第一膜式壁，第一膜式壁将若干第一换热管之间的区域围成一封闭下料通道，下集箱上设置有至少一个冷却水入口，上集箱上设置有至少一个蒸汽出口。本实用新型通过将高温兰炭从上集箱放入换热器内腔，通过冷却水实现兰炭余热的回收利用；兰炭冷却过程中水与兰炭不直接接触，兰炭冷却为干燥冷却，从而不需要额外的烘干也不会产生有害物质；冷却水从下往上流动，使水温从下往上递增，从而兰炭进行热交换时为循序进行，不会出现骤然冷却，造成兰炭性能破坏。

Description

一种高温兰炭余热利用换热器

技术领域

本实用新型涉及炭素行业技术领域，特别涉及一种高温兰炭余热利用换热器。

背景技术

兰炭可代替焦炭（冶金焦）而广泛用于化工、冶炼、造气等行业，在生产金属硅、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等高耗能产品过程中优于焦炭。

目前兰炭生产冷却工艺主要使用水熄法和半干熄法，将煅烧后的兰炭直接浸入水中或在下落过程中喷水降温，再利用兰炭生产获取的煤气烘干，然后运输储存。这种方式存在以下缺点：1、兰炭显热全部浪费，没有得到利用；2、水熄不仅造成大量水的蒸发浪费，而且造成现场乌烟瘴气，环境污染严重，工人工作环境差；3、高温兰炭与水接触产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质，处理这些有害物质需要额外增加成本；4、冷却后的湿兰炭需要加热烘干， 浪费了大量的煤气；5、高温兰炭在水中急剧冷却，兰炭内部结构产生很大的热应力，网状裂纹较多，气孔率很高，因此其转鼓强度较低，且容易碎裂成小块。

发明内容

针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种高温兰炭余热利用换热器，此高温兰炭余热利用换热器可以通过换热的方式将高温兰炭降温，节能环保，而且能够保证兰炭的性能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高温兰炭余热利用换热器，包括上下对应设置的上集箱和下集箱，所述上集箱与所述下集箱之间通过若干第一换热管连通，相邻所述第一换热管之间设置有第一膜式壁，所述第一膜式壁和所述第一换热管围成封闭下料通道，所述下集箱上设置有至少一个冷却水入口，所述上集箱上设置有至少一个蒸汽出口。

其中，所述上集箱与所述下集箱均为环状结构。

其中，所述上集箱上设置有若干内上横管，所述内上横管两端均与所述上集箱连通，所述下集箱上设置有若干内下横管，所述内下横管两端均与所述下集箱连通，所述内上横管与所述内下横管上下对应设置，所述内上横管与所述内下横管之间通过第二换热管连通，相邻所述第二换热管之间设置有第二膜式壁，所述第二膜式壁和所述第二换热管将所述下料通道分隔成若干小的下料通道。

其中，所述下集箱上还设置有排污口。

其中，所述第一换热管上设置有第一换热翅片，所述第一换热翅片延伸入所述下料通道内。

其中，所述第二换热管上设置有第二换热翅片。

其中，所述换热器外表面设有保温层。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型一种高温兰炭余热利用换热器包括上下对应设置的上集箱和下集箱，所述上集箱与所述下集箱之间通过若干第一换热管连通，相邻所述第一换热管之间设置有第一膜式壁，所述第一膜式壁和所述第一换热管围成封闭下料通道，所述下集箱上设置有至少一个冷却水入口，所述上集箱上设置有至少一个蒸汽出口。本实用新型通过将高温兰炭从上集箱放入换热器内腔，依靠重力从下料通道下落，水在第一换热管内自下而上流动，与兰炭间接换热，吸收兰炭显热，生成水和蒸汽的混合物，混合物从上集箱上的蒸汽出口排出进入到水气分离装置，然后再进入到蒸汽利用的其他设备，从而实现兰炭余热的回收利用；兰炭冷却过程中水与兰炭不直接接触，兰炭冷却方式为干燥冷却，从而不需要额外的烘干也不会产生有害物质，并且冷却过程产生的蒸汽可以充分回收利用，大大节约了能源；冷却水从下往上流动，使水温从下往上递增，从而兰炭进行热交换时为循序进行，不会出现骤然冷却，造成兰炭性能破坏。

由于上集箱与下集箱均为环状结构，上集箱上设置有若干内上横管，内上横管两端均与上集箱连通，下集箱上设置有若干内下横管，内下横管两端均与下集箱连通，内上横管与内下横管上下对应设置，内上横管与内下横管之间通过第二换热管连通，相邻第二换热管之间设置有第二膜式壁，第二膜式壁和第二换热管将下料通道分隔成若干小的下料通道，通过将下料通道分隔成若干小的下料通道，从而在有限空间内，增加换热管与兰炭的接触面积，减少换热管与兰炭的导热距离，从而提高兰炭冷却效率。

由于下集箱上还设置有排污口，从而使水中的杂质可以定期排放，防止在管道内堆积，造成堵塞。

由于第一换热管上设置有第一换热翅片，第一换热翅片延伸入下料通道内，通过设置第一换热翅片，可以加大第一换热管与兰炭的接触面积，从而提高换热效率。

由于换热器外表面设有保温层，避免了烫伤的危险，而且使工人工作环境舒适。

综上所述，本实用新型高温兰炭余热利用换热器解决了现有技术中水熄法熄灭兰炭造成兰炭余热和水资源浪费，并且产生有害物质的技术问题，本实用新型通过换热的方式将高温兰炭熄灭，节能环保，而且能够保证兰炭的性能。

附图说明

图1是本实用新型一种高温兰炭余热利用换热器的主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是图1的B-B剖视图；

图5是第一换热管与第一膜式壁的结构示意图；

图6是第一换热管与第一换热翅片的结构示意图；

图中：10、上集箱，11、内上横管，12、蒸汽出口，20、下集箱，21、内下横管，22、冷却水入口，23、排污口，30、第一换热管，301、固定套，31、第一膜式壁，33、第二换热管，34、第二膜式壁，35、第一换热翅片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

一种高温兰炭余热利用换热器，此换热器上部直接安装于兰炭炉排料口（图中未示出），可以采用密封焊接或可拆卸密封连接，本实用新型对此不作限制，下部与二级冷却或者直接与排料装置密封连接（图中未示出），从而防止煤气泄漏。

如图1、图2、图3和图4共同所示，一种高温兰炭余热利用换热器包括上下对应设置的上集箱10和下集箱20。上集箱10与下集箱20之间通过若干第一换热管30连通，相邻第一换热管30之间固定设置有第一膜式壁31，本实用新型采用满焊形式进行固定。第一膜式壁31和第一换热管30围成一封闭下料通道。上集箱10与下集箱20均为环状结构，本实施例采用的是腰型环状结构，实际设计中还可以采用圆形结构、方形结构或其他形状，本实用新型对此不做限制。本实施例上集箱10与下集箱20形状大小均相同，通过第一膜式壁31和第一换热管30围成直筒状下料通道，实际应用中可根据使用现场要求和客户需要设计成上集箱10与下集箱20大小不相同，下集箱20的尺寸大于上集箱10，围成的下料通道呈锥筒状。

优选的，上集箱10上设置有若干内上横管11，内上横管11两端均与上集箱10连通；同样的，下集箱20上设置有若干内下横管21，内下横管21两端均与下集箱20连通，内上横管11与内下横管21上下对应设置，内上横管11与内下横管21之间通过第二换热管33连通，相邻第二换热管33之间设置有第二膜式壁34，第二膜式壁34将下料通道分隔成若干小的下料通道。下集箱20上设置有至少一个冷却水入口22，上集箱10上设置有至少一个蒸汽出口12。本实用新型在下集箱20上设置有1个冷却水入口22，在上集箱10上设置有两个蒸汽出口12，两个蒸汽出口12分别位于相对的两侧，实际应用中还可是设置有多个，本实施例对此不作限制。

优选的，如图2和图4共同所示，下集箱20上还设置有排污口23。

为了增加导热效率，第一换热管30和第二换热管33上可增加热翅片也可不加，换热翅片有两种结构，以下以实施例一和实施例二详细说明。

优选的，如图6所示，第一换热管30上设置有第一换热翅片35，第一换热翅片35为导热系数高的金属片制成，第一换热翅片35固定设置在第一换热管30上，第一换热翅片35延伸入下料通道内。第二换热管33上设置有第二换热翅片（图中未示出），第二换热翅片结构与第一换热翅片35结构一致，本实施例不再赘述，但因为第二换热管33两侧均要与兰炭接触，所以第二换热翅片可以设置在第二换热管33两侧也可以仅设置一侧。换热器外表面设有保温层，保温层使换热器外表面最高温度不高于60℃，避免了烫伤危险，工人工作环境舒适。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6共同所示，本实用新型高温兰炭余热利用换热器的工作流程如下：

第一步、冷却水从冷却水入口22进入下集箱20，下集箱20内的冷却水从第一换热管30和第二换热管33从下往上进入到上集箱10内。

第二步、高温兰炭从上集箱10上部进入到下料通道，并沿着下料通道下落，此时高温兰炭与第一换热管30和第二换热管33不断交换热量，冷却水在受热后变成水蒸汽从蒸汽出口12排出到蒸汽利用的其他设备，完成蒸汽的回收利用。

第三步、高温兰炭不断降温，然后从下料通道排出至二级冷却或者直接排出。

本实用新型高温兰炭余热利用换热器处理过的兰炭不需要煤气烘干，节省煤气，减少水的浪费，而且不会产生有害物质，并且最大限度的保证兰炭的性能。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，包括上下对应设置的上集箱和下集箱，所述上集箱与所述下集箱之间通过若干第一换热管连通，相邻所述第一换热管之间设置有第一膜式壁，所述第一膜式壁和所述第一换热管围成封闭下料通道，所述下集箱上设置有至少一个冷却水入口，所述上集箱上设置有至少一个蒸汽出口。

2.根据权利要求1所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述上集箱与所述下集箱均为环状结构。

3.根据权利要求2所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述上集箱上设置有若干内上横管，所述内上横管两端均与所述上集箱连通，所述下集箱上设置有若干内下横管，所述内下横管两端均与所述下集箱连通，所述内上横管与所述内下横管上下对应设置，所述内上横管与所述内下横管之间通过第二换热管连通，相邻所述第二换热管之间设置有第二膜式壁，所述第二膜式壁和所述第二换热管将所述下料通道分隔成若干小的下料通道。

4.根据权利要求1所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述下集箱上还设置有排污口。

5.根据权利要求3所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述第一换热管上设置有第一换热翅片，所述第一换热翅片延伸入所述下料通道内。

6.根据权利要求5所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述第二换热管上设置有第二换热翅片。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种高温兰炭余热利用换热器，其特征在于，所述换热器外表面设有保温层。

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