一种步进式推料高温粉焦冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种步进式推料高温粉焦冷却系统，包括供水系统、换热器、与换热器头尾分别相接且连通的进料仓和出料仓，还包括步进式推料装置。本发明采用水平推料换热器，集冷却与输送于一体，高度低，进料仓与干馏炉出料口直接相连，无需高温输送设备；通过逆流操作对粉焦进行连续多次熄焦降温，半焦冷却至80℃出料，同时产出0.8~1.0MPa饱和蒸汽，传热效率高，缩短了熄焦时间；换热器尾部设置水预热区，能最大限度降低半焦温度，同时回收部分热量，半焦低温出料品质好，系统余热利用率高。
【专利说明】
一种步进式推料高温粉焦冷却系统
技术领域
[0001]本发明属于高温固体颗粒余热回收技术领域，具体涉及一种步进式推料高温粉焦冷却系统。
【背景技术】
[0002]煤低温干馏是采用煤炭热解加工技术，在隔绝空气的情况下，将煤炭加热到550°C?600°C，脱除影响煤热值的水、氧和低热值挥发分物质，使煤发热组分富集，形成固体半焦。
[0003]干馏技术生产的半焦根据工艺不同主要有块状和粉末状，经干馏炉生产后需要进行熄焦冷却。高温半焦的显热占整个干馏过程的能耗比例较高。因此，冷却半焦的同时回收半焦的显热，可有效降低煤干馏过程的能耗。
[0004]目前的半焦熄焦冷却技术有干法熄焦和湿法熄焦。干法熄焦技术是采用惰性气体吸收半焦的显热，吸收了半焦显热的惰性气体作为二次能源，在热交换设备中交换热量后惰性气体可重复利用。湿法熄焦技术是通过水对高温焦炭直接冷却。干法熄焦与湿法熄焦相比，具有可回收半焦显热，改善半焦质量和减少环境污染等优点。但当前的气体热载体干熄焦技术处理粉状焦炭时气固分离难度较大，不太适合。
[0005]当前有企业利用水冷夹套或余热锅炉对高温固体颗粒直接换热冷却。该系统需要配置高温输送、提升设备或抬高干馏系统支撑基础，设备投资大，建筑成本高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种集冷却与输送于一体、同时回收部分热量的冷却系统。
[0007]为此，本发明提供了一种步进式推料高温粉焦冷却系统，包括供水系统、换热器、与换热器头尾分别相接且连通的进料仓和出料仓，还包括步进式推料装置，所述步进式推料装置包括滚动支撑、安装于滚动支撑上的多组推料架、与推料架连接的液压缸，所述液压缸的头部设有推杆，该推杆与液压缸内活塞杆连接，所述换热器包括换热器壳体、换热器盖板以及水平并列设置于换热器壳体内的一级预热管、二级预热管和蒸发管，所述换热器壳体和换热器盖板通过螺栓连接，所述供水系统出水口与一级预热管进水口连通；
所述多组推料架设于换热器壳体内，所述一级预热管、二级预热管和蒸发管的下方均设有推料架，所述液压缸的推杆穿过进料仓的下部与蒸发管下方的推料架连接，相邻两个推料架通过铰链连接，所述出料仓下部设有出料口，该出料口设于一级预热管下方的推料架末端下方。
[0008]所述供水系统包括冷却塔、除氧器和汽包，所述冷却塔出水口通过第一水栗和管线与一级预热管进水口相连，一级预热管出水口分两路，一路通过管线与冷却塔上部相通，另一路通过管线和第一阀门与除氧器进水口连接，所述第一阀门为比例调节阀，所述除氧器进水口通过第二水栗和管线与二级预热管进水口相连，所述二级预热管出水口通过管线与冷却塔回流进水口相通，所述汽包下降管出口通过第三水栗和管线与蒸发管进口相连，所述蒸发管出口通过管线与汽包上升管进气口连接。
[0009]所述第一水栗出水口分为两路，一路通过管线与一级预热管进水口相连，另一路通过第二阀门和管线与第一水栗进水口相连，所述第二阀门为比例调节阀。
[0010]所述第二水栗出水口分为两路，一路通过管线与二级预热管进水口相连，另一路通过第三阀门和管线与除氧器回流进水口相连，所述第三阀门为比例调节阀。
[0011]所述二级预热管出水口分为两路，一路通过管线与冷却塔回流进水口相通，另一路通过第四阀门和管线与汽包进水口相连，所述第四阀门为比例调节阀。
[0012]所述换热器壳体两侧面和底面均采用双层壳体，内部通冷却水。
[0013]所述滚动支撑包括滚轮，所述滚轮有单侧挡边，焊接于转轴之上，转轴两端安装轴承，支撑于轴承座内，轴承座端面设置密封，轴承座通过螺栓固定于换热器壳体之上，所述推料架安装于滚动支撑的滚轮之上。
[0014]所述推料架为由矩形型钢焊框架，内部焊接两组以上三角推料块，所述三角推料块的推料面水平夹角大于回料面水平夹角。
[0015]所述进料仓侧面下部设有对液压缸中推杆进行轴向密封的密封件，出料仓底部连接有星形出料机。
[0016]所述一级预热管、二级预热管和蒸发管均采用蛇形光管，且采用横向等间距布置，与换热器盖板焊接，均由吊架固定于换热器壳体内。
[0017]本发明的有益效果是:
(1)本系统采用水平推料换热器，集冷却与输送于一体，高度低，进料仓与干馏炉出料口直接相连，无需高温输送设备;通过逆流操作对粉焦进行连续多次熄焦降温，可获得较大的传热效率，缩短熄焦时间；
(2)换热器尾部设置水预热区，能最大限度降低半焦温度，同时回收部分热量，半焦低温出料品质好，系统余热利用率高；
(3)换热器中蒸发段和预热段均采用模块化设计，可根据不同的处理量和换热时间进行组合匹配，同时制造运输便捷。
[0018]下面将结合附图做进一步详细说明。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是换热器截面示意图；
图3是推料架结构示意图；
图4是推料架截面示意图。
[0020]图中:1、液压缸;2、密封件；3、进料仓;4、铰链;5、推料架;6、换热器壳体;7、蒸发管;8、换热器盖板;9、滚动支撑；10、二级预热管；11、一级预热管；12、星形出料机；13、出料仓；14、第一水栗；15、第一阀门；16、冷却塔；17、第二阀门；18、除氧器；19、第三阀门；2 O、第二水栗;21、第三水栗;22、第四阀门；23、汽包。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:
本实施例提供了一种步进式推料高温粉焦冷却系统，包括供水系统、换热器、与换热器头尾分别相接且连通的进料仓3和出料仓13，还包括步进式推料装置，所述步进式推料装置包括滚动支撑9、安装于滚动支撑9上的多组推料架5、与推料架5连接的液压缸I，所述液压缸的头部设有推杆，该推杆与液压缸内活塞杆连接，所述换热器包括换热器壳体6、换热器盖板8以及水平并列设置于换热器壳体6内的一级预热管11、二级预热管10和蒸发管7，所述换热器壳体6和换热器盖板8通过螺栓连接，所述供水系统出水口与一级预热管11进水口连通；
所述多组推料架5设于换热器壳体6内，所述一级预热管、二级预热管和蒸发管的下方均设有推料架，所述液压缸I的推杆穿过进料仓3的下部与蒸发管7下方的推料架5连接，相邻两个推料架5通过铰链4连接，所述出料仓13下部设有出料口，该出料口设于一级预热管11下方的推料架5末端下方。
[0022]针对直径20mm以下550°C的高温粉状半焦，以水为换热介质，通过逐级逆向换热，半焦冷却至80°C以下出料，同时经换热产出0.8-1.0MPa饱和蒸汽。具体冷却过程:
高温半焦开始进料的同时开启供水系统，水由一级预热管11进水口进入，经低温干馏550°C出料的半焦通过进料仓3进入换热器，在步进式推料装置的推动下，依次与蒸发管7、二级预热管10、一级预热管11内流通的换热介质水进行热交换，经逐级冷却后排出至出料仓13，实现半焦的冷却熄焦，而热交换后水经蒸发管出口排出。
[0023]实施例2:
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种步进式推料高温粉焦冷却系统，所述供水系统包括冷却塔16、除氧器18和汽包23，所述冷却塔16出水口通过第一水栗14和管线与一级预热管11进水口相连，一级预热管11出水口分两路，一路通过管线与冷却塔16上部相通，另一路通过管线和第一阀门15与除氧器18进水口连接，所述第一阀门15为比例调节阀，所述除氧器18进水口通过第二水栗20和管线与二级预热管10进水口相连，所述二级预热管10出水口通过管线与冷却塔16回流进水口相通，所述汽包23下降管出口通过第三水栗21和管线与蒸发管进口相连，所述蒸发管7出口通过管线与汽包23上升管进气口连接。
[0024]高温半焦开始进料的同时开启供水系统，冷却塔16内的冷却水经第一水栗14进入一级预热管11加热，加热后通过一级预热管11出水口一部分进入除氧器18，剩余部分回流至冷凝塔循环使用，然后进入除氧器18的水经过除氧后经第二水栗20进入二级预热管10，与半焦热交换后经二级预热管10出水口进入冷凝塔循环使用，汽包23内的水经第三水栗21进入蒸发管7，热交换后由蒸发管7出口进入汽包23，产生的蒸气可以排出供用热设备使用；在此过程中，经低温干馏550°C出料的半焦通过进料仓3进入换热器，在步进式推料装置的推动下，依次与蒸发管7、二级预热管10、一级预热管11内流通的换热介质进行热交换，经逐级冷却后排出至出料仓13，本实施例实现半焦的冷却熄焦的同时对余热回收利用。
[0025]本实施例中第一阀门15为比例调节阀，可以通过对第一阀门15的开启比例来控制对除氧器18的补水量。
[0026]实施例3:
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种如图1、2所示的步进式推料高温粉焦冷却系统，所述第一水栗14出水口分为两路，一路通过管线与一级预热管11进水口相连，另一路通过第二阀门17和管线与第一水栗14进水口相连，所述第二阀门17为比例调节阀。可以通过第二阀门17的开启程度控制半焦80°C以下出料和一级预热管11出口水温低于85°C，当一级预热管11出口水温超过85 0C时，可关闭或减少开启程度实现半焦80 0C以下出料和一级预热管11出口水温低于85°C。
[0027]所述第二水栗20出水口分为两路，一路通过管线与二级预热管10进水口相连，另一路通过第三阀门19和管线与除氧器18回流进水口顶部相连，所述第三阀门19为比例调节阀。通过第三阀门19的开启程度控制二级预热区产出160°C饱和水，温度高于160°C，可关闭或减少第三阀门19的开启程度。
[0028]所述二级预热管10出水口分为两路，一路通过管线与冷却塔回流16进水口相通，另一路通过第四阀门22和管线与汽包23顶部进水口相连，所述第四阀门22为比例调节阀。通过第四阀门22的开启程度控制对汽包23的补水量。
[0029]实施例3:
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种步进式推料高温粉焦冷却系统，所述换热器壳体6两侧面和底面均采用双层壳体，内部通冷却水。对半焦进一步冷却，缩短冷却时间。
[0030]所述滚动支撑9包括滚轮，所述滚轮有单侧挡边，焊接于转轴之上，转轴两端安装轴承，支撑于轴承座内，轴承座端面设置密封，轴承座通过螺栓固定于换热器壳体之上，所述推料架5安装于滚动支撑的滚轮之上。通过滚轮挡边对推料架5进行导向限位，转轴由推料架5往复运动的摩擦力带动，做正转和反转转动。
[0031]如图3、4所示，推料架5为由矩形型钢焊框架，内部焊接两组以上三角推料块，所述三角推料块的推料面水平夹角大于回料面水平夹角。在液压缸I的推动下，推料架5作水平往复运动，以实现半焦的输送。
[0032 ]所述进料仓3侧面下部设有对液压缸I推杆进行轴向密封的密封件2。
[0033]所述一级预热管11、二级预热管10和蒸发管7均采用蛇形光管，且采用横向等间距布置，与换热器盖板8焊接，均由吊架固定于换热器壳体6内。
[0034]出料仓13的底部连接有星形出料机12。半焦的出料通过星形出料机12进行控制。
[0035]综上所述，本系统采用水平推料换热器，集冷却与输送于一体，高度低，进料仓3出料口直接相连，无需高温输送设备;通过逆流操作对粉焦进行连续多次熄焦降温，可获得较大的传热效率，缩短熄焦时间；换热器尾部设置水预热区，能最大限度降低半焦温度，同时回收部分热量，半焦低温出料品质好，系统余热利用率高；蒸发段和预热段均采用强制循环，通过阀门设置使一级预热区产出85°C热水，二级预热区产出160°C饱和水，蒸发区产出
0.8?1.0MPa饱和蒸汽。
[0036]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
[0037]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种步进式推料高温粉焦冷却系统，包括供水系统、换热器、与换热器头尾分别相接且连通的进料仓(3)和出料仓(13)，其特征在于:还包括步进式推料装置，所述步进式推料装置包括滚动支撑(9)、安装于滚动支撑(9)上的多组推料架(5)、与推料架(5)连接的液压缸(I)，所述液压缸(I)的头部设有推杆，该推杆与液压缸(I)内活塞杆连接，所述换热器包括换热器壳体(6)、换热器盖板(8)以及水平并列设置于换热器壳体(6)内的一级预热管(11)、二级预热管(10)和蒸发管(7)，所述换热器壳体(6)和换热器盖板(8)通过螺栓连接，所述供水系统出水口与一级预热管(11)进水口连通； 所述多组推料架设于换热器壳体(6)内，所述一级预热管(11)、二级预热管(10)和蒸发管(7)的下方均设有推料架(5)，所述液压缸(I)的推杆穿过进料仓(3)的下部与蒸发管(7)下方的推料架(5 )连接，相邻两个推料架(5 )通过铰链(4 )连接，所述出料仓(13 )下部设有出料口，该出料口设于一级预热管(11)下方的推料架(5)末端下方。2.根据权利要求1所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述供水系统包括冷却塔(16)、除氧器(18)和汽包(23)，所述冷却塔(16)出水口通过第一水栗(14)和管线与一级预热管(11)进水口相连，一级预热管(11)出水口分两路，一路通过管线与冷却塔(16)上部相通，另一路通过管线和第一阀门(15)与除氧器(18)进水口连接，所述第一阀门(15)为比例调节阀，所述除氧器(18)进水口通过第二水栗(20)和管线与二级预热管(10)进水口相连，所述二级预热管(10)出水口通过管线与冷却塔(16)回流进水口相通，所述汽包(23)下降管出口通过第三水栗(21)和管线与蒸发管(7)进口相连，所述蒸发管(7)出口通过管线与汽包(23)上升管进气口连接。3.根据权利要求2所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述第一水栗(14)出水口分为两路，一路通过管线与一级预热管(11)进水口相连，另一路通过第二阀门(17)和管线与第一水栗(14)进水口相连，所述第二阀门(17)为比例调节阀。4.根据权利要求2所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述第二水栗(20)出水口分为两路，一路通过管线与二级预热管(10)进水口相连，另一路通过第三阀门(19)和管线与除氧器(18)回流进水口相连，所述第三阀门(19)为比例调节阀。5.根据权利要求2所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述二级预热管(10)出水口分为两路，一路通过管线与冷却塔(16)回流进水口相通，另一路通过第四阀门(22)和管线与汽包(23)进水口相连，所述第四阀门(22)为比例调节阀。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述换热器壳体(6)两侧面和底面均采用双层壳体，内部通冷却水。7.根据权利要求1-5任一项所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述滚动支撑(9)包括滚轮，所述滚轮有单侧挡边，焊接于转轴之上，转轴两端安装轴承，支撑于轴承座内，轴承座端面设置密封，轴承座通过螺栓固定于换热器壳体(6)之上，所述推料架(5)安装于滚动支撑的滚轮之上。8.根据权利要求1-5任一项所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述推料架(5)为由矩形型钢焊框架，内部焊接两组以上三角推料块，所述三角推料块的推料面水平夹角大于回料面水平夹角。9.根据权利要求1-5任一项所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述进料仓(3 )侧面下部设有对液压缸(I)中推杆进行轴向密封的密封件(2)，出料仓(13 )底部连接有星形出料机(12)。10.根据权利要求1-5任一项所述的一种步进式推料高温粉焦冷却系统，其特征在于:所述一级预热管(11)、二级预热管(10)和蒸发管(7)均采用蛇形光管，且采用横向等间距布置，与换热器盖板(8)焊接，均由吊架固定于换热器壳体(6)内。
【文档编号】C10B39/00GK105925278SQ201610497341
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】姜永涛, 徐鸿钧, 赵玉良, 佟占胜, 葛延, 李国莉
【申请人】中国重型机械研究院股份公司