CN219083786U - 一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置 - Google Patents

Abstract

一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，属于高温固态物料冷却工艺及工业节能技术领域。高温焦煤、石油焦煅后焦、石墨化物料等高温固态颗粒状物料在制备过程中，需从高温状态（例如300～3000℃）需降至常温后出料打包，通常冷却时间很长（最长可达20天左右），期间通常还需防空气氧化、防物料粘接导致流动性差等问题，本专利采用套筒式快速冷却及余热回收装置，其中中心管轴外饶螺旋厚肋片结构，随轴转动可推动物料前移，管内为热管工质；壳程内壁光滑防腐耐磨，外部贴附热管管束；两组热管的冷却端设置有蒸汽发生器并可产汽发电供热，或加热供暖水及工艺水或冷却循环水，可极大提高生产效率及节能经济效益。

Description

一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，属于高温固态物料冷却工艺及工业节能技术领域。

背景技术

燃煤焦化工艺是目前将低价值煤转化为高价值、低污染燃料的抑制新工艺，其生产工艺过程中需要将具有一定粘接性的高温固态物料（400～500℃级）降温冷却到常温（例如40℃左右）。但因其高温时接触空气会氧化、劣化，且具有粘连性，采用常规的密闭方式自然降温的速度很慢，严重影响生产效率及其经济性。

石墨化炉可用于石墨化产品生产，其产品可进一步加工成坩埚等产品，目前应用领域及需求量均大幅增加，但静态石墨化炉的工作过程存在生产周期过长、生产效率过低、耗电量过大、作业扬尘、生产成本过大等问题。静态石墨化炉的工作过程如下：上料——通电并高温石墨化——冷却——出料。其中石墨化后的物料的中心区温度可达2400～2800℃以上，需要冷却到100～200℃才可出料。此前冷却过程为：在其上部喷淋水，并依靠环境空气自然冷却降温到300～500℃左右，由抓斗将上层降温后的物料移出到地面继续敞口冷却至100℃左右，再打包外运，其中上料+石墨化时间约5天，而降温出料时间长达10～20天以上，导致生产周期更长、工作效率低下。

石油焦通过煅烧工艺制备煅后焦，再进一步制备炼铝等用的阳极，目前市场规模很大，但其煅后焦出料时，需要将温度由1000～1300℃降低到100℃左右在出料，目前通常通过出料段的外部水套降温，其生产过程很慢，严重影响生产效率。

综上，类似高温物料降温过程，往往存在高温状态（例如300～3000℃）需降至常温后出料打包，通常冷却时间很长（最长可达20天左右），期间通常还需防空气氧化、防物料粘接导致流动性差等问题，因此在同类工艺过程实践中具有共性问题：如何实现快速降温、保障物料性能质量、大幅提高生产效率，实现余热回收以提高节能减排效益与经济社会效益。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述焦煤、石墨化产品、煅后焦等的高温颗粒状物料降温过程中存在的主要问题，采用可移动式快速降温及余热回收装置，实现对高温物料的快速降温，大幅节省降温及出料时间、提高生产作业效率，为相关行业企业的高效清洁化生产提供基础性的技术条件。

本实用新型的具体描述是：一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于，该装置采用套筒式快速冷却及余热回收装置结构，包括快速冷却器6和热水加热器8，其中所述的快速冷却器6的外筒为壳体12，内管为管轴9，所述的壳体12的外壁贴附热管管束10，壳体12的高温端上侧设置有高温固态物料E的进料口14，低温端下侧设置有低温固态物料F的出料口7，所述的管轴9的外壁绕制螺旋肋片13，管轴9的两侧轴端均设置有密封轴承结构1，壳体12的一端设置有热水加热器8，其中壳体12的端部通过端面3与热水加热器8完全隔开，但管轴9的端头和热管管束10的端头均进入到热水加热器8的内部，热水加热器8设置有被加热供水G的进水口和被加热回水H的出水口。

管轴9的管内采用两段式结构，设置有隔板5，隔板5将管轴9分隔为与进料口14同侧的高温段4和与出料口7同侧的低温段两部分，其中与高温段4相应的壳体12的外壁部分贴附高温热管管束11，端头则设置有蒸汽发生器2，壳体12的高温段端部通过端面3与蒸汽发生器2完全隔开，但管轴9的高温段4的端头和高温热管管束11的端头均进入到蒸汽发生器2的内部，蒸汽发生器2设置有进水C的进口，并通过下降管16与锅筒17的循环水出口相连，蒸汽发生器2还设置有汽水混合液D的出口，并通过上升管15与锅筒17的循环水进口相连，锅筒17还设置有补水A的进口和新蒸汽B的出口。

壳体12的内壁为光滑防腐耐磨耐高温内壁结构，所述的管轴9及螺旋肋片13的外壁为防腐耐磨耐高温内壁结构。

管轴9的端头进入到热水加热器8的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的热管管束10的端头进入到热水加热器8的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

管轴9的高温段4的端头进入到蒸汽发生器2的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的高温热管管束11的端头进入到蒸汽发生器2的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

本专利采用热管换热方式，将高温颗粒状物料进行快速降温，并回收余热以作发电供热之用，可将降温及出料时间大幅缩短几倍乃至十几倍以上，从而生产效率可大幅提高，主工艺产能增加30%～50%、乃至于增加1～2倍以上，提高生产效率及产品质量。同时，大量热能得以回收，可转变为蒸汽进行发电或供热。本专利可同时实现提高生产效率、节能、环保等多重技术经济效果。

附图说明

图1、2是本实用新型的结构示意图。

图1、2中各部件编号与名称如下。

密封轴承结构1、蒸汽发生器2、端面3、高温段4、隔板5、快速冷却器6、出料口7、热水加热器8、管轴9、热管管束10、高温热管管束11、壳体12、螺旋肋片13、进料口14、上升管15、下降管16、锅筒17、补水A、新蒸汽B、进水C、汽水混合液D、高温固态物料E、低温固态物料F、加热供水G、被加热回水。

具体实施方式

图1、2是本实用新型的结构示意图。

本实用新型的具体实施例1如下。

参见图1所示，一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，该装置采用套筒式快速冷却及余热回收装置结构，包括快速冷却器6和热水加热器8，其中所述的快速冷却器6的外筒为壳体12，内管为管轴9，所述的壳体12的外壁贴附热管管束10，壳体12的高温端上侧设置有高温固态物料E的进料口14，低温端下侧设置有低温固态物料F的出料口7，所述的管轴9的外壁绕制螺旋肋片13，管轴9的两侧轴端均设置有密封轴承结构1，壳体12的一端设置有热水加热器8，其中壳体12的端部通过端面3与热水加热器8完全隔开，但管轴9的端头和热管管束10的端头均进入到热水加热器8的内部，热水加热器8设置有被加热供水G的进水口和被加热回水H的出水口。

壳体12的内壁为光滑防腐耐磨耐高温内壁结构，所述的管轴9及螺旋肋片13的外壁为防腐耐磨耐高温内壁结构。

管轴9的端头进入到热水加热器8的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的热管管束10的端头进入到热水加热器8的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

本实用新型的具体实施例2如下。

参见图2所示，其在具体实施例1的基础上，管轴9的管内采用两段式结构，设置有隔板5，隔板5将管轴9分隔为与进料口14同侧的高温段4和与出料口7同侧的低温段两部分，其中与高温段4相应的壳体12的外壁部分贴附高温热管管束11，端头则设置有蒸汽发生器2，壳体12的高温段端部通过端面3与蒸汽发生器2完全隔开，但管轴9的高温段4的端头和高温热管管束11的端头均进入到蒸汽发生器2的内部，蒸汽发生器2设置有进水C的进口，并通过下降管16与锅筒17的循环水出口相连，蒸汽发生器2还设置有汽水混合液D的出口，并通过上升管15与锅筒17的循环水进口相连，锅筒17还设置有补水A的进口和新蒸汽B的出口。管轴9的高温段4的端头进入到蒸汽发生器2的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的高温热管管束11的端头进入到蒸汽发生器2的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

需要说明的是，本实用新型提出了一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，并给出了实现上述目的的具体实施方式，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用不同换热形式，不同的换热介质及其气相、液相的不同方式；由热管换热结构改为冷却水或耐高温介质直接换热的结构及集成***；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，或者将该技术方式以相同或相似的结构及技术方案应用于其它高温颗粒状物料的降温及余热回收的类似应用场合，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于，该装置采用套筒式快速冷却及余热回收装置结构，包括快速冷却器（6）和热水加热器（8），其中所述的快速冷却器（6）的外筒为壳体（12），内管为管轴（9），所述的壳体（12）的外壁贴附热管管束（10），壳体（12）的高温端上侧设置有高温固态物料（E）的进料口（14），低温端下侧设置有低温固态物料（F）的出料口（7），所述的管轴（9）的外壁绕制螺旋肋片（13），管轴（9）的两侧轴端均设置有密封轴承结构（1），壳体（12）的一端设置有热水加热器（8），其中壳体（12）的端部通过端面（3）与热水加热器（8）完全隔开，但管轴（9）的端头和热管管束（10）的端头均进入到热水加热器（8）的内部，热水加热器（8）设置有被加热供水（G）的进水口和被加热回水（H）的出水口。

2.如权利要求1所述的管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于所述的管轴（9）的管内采用两段式结构，设置有隔板（5），隔板（5）将管轴（9）分隔为与进料口（14）同侧的高温段（4）和与出料口（7）同侧的低温段两部分，其中与高温段（4）相应的壳体（12）的外壁部分贴附高温热管管束（11），端头则设置有蒸汽发生器（2），壳体（12）的高温段端部通过端面（3）与蒸汽发生器（2）完全隔开，但管轴（9）的高温段（4）的端头和高温热管管束（11）的端头均进入到蒸汽发生器（2）的内部，蒸汽发生器（2）设置有进水（C）的进口，并通过下降管（16）与锅筒（17）的循环水出口相连，蒸汽发生器（2）还设置有汽水混合液（D）的出口，并通过上升管（15）与锅筒（17）的循环水进口相连，锅筒（17）还设置有补水（A）的进口和新蒸汽（B）的出口。

3.如权利要求1所述的管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于所述的壳体（12）的内壁为光滑防腐耐磨耐高温内壁结构，所述的管轴（9）及螺旋肋片（13）的外壁为防腐耐磨耐高温内壁结构。

4.如权利要求1所述的管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于所述的管轴（9）的端头进入到热水加热器（8）的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的热管管束（10）的端头进入到热水加热器（8）的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

5.如权利要求2所述的管轴热管式高温固态物料快速降温及余热回收装置，其特征在于所述的管轴（9）的高温段（4）的端头进入到蒸汽发生器（2）的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构，所述的高温热管管束（11）的端头进入到蒸汽发生器（2）的内部的部分，其外壁采用光管或外绕翅片管结构。

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