一种半焦冷却装置的制作方法

本发明涉及固体物料冷却技术领域，具体地，本发明涉及一种半焦冷却装置。

背景技术：

煤经低温干馏后的固体产物称为半焦。半焦可用作化工原料和清洁燃料。干馏所产的热半焦需冷却降温(熄焦)后才能运输和贮存。目前，低阶煤干馏行业通常采用的熄焦方法分为湿法熄焦和干法熄焦。

湿法熄焦是将热半焦直接倒入水中或将水喷洒到半焦上使其降温。该方法投资低、操作容易，但是不能回收热量，且耗水量大，产生大量的废水和废气，对环境造成严重污染，属于被逐渐淘汰的技术。干法熄焦是利用冷的惰性气体与热半焦直接接触换热，或在隔离状态下采用水或低温气体为冷却介质的间接换热法冷却热半焦。干法熄焦能够减少环境污染，改善焦的质量，并回收部分热量，但技术较复杂，投资较高。目前，干法熄焦已获得了越来越多的应用，也涌现出越来越多的新技术新发明，但仍存在一些不足。例如，发明专利申请cn201610919124.9公开了一种圆筒体冷却半焦装置，该装置为卧式、内部设换热冷却管组的、连续转动状态下运行的设备，冷却介质在冷却管组内流动过程中通过管壁与外面的高温半焦换热，使其冷却。由于该发明装置是卧式，占地面积较大，不适合与目前最常见的直立型干馏炉直接相连，应用受到限制。实用新型专利cn201720245319.x公开了一种包括内部中心冷却水管与外部水夹套的冷却半焦装置。其用于半焦通道截面积较小，导致单体效率较低，集成度不高。实用新型专利cn201721490118.2公开了一种以气体直接与高温焦接触换热而使热焦冷却的熄焦系统，传热速度较快，可回收热量，但难以处理小粒度粉焦，对于含粉焦量较高的物料，不仅气体流动阻力大，而且容易形成局部气流短路，难以确保气体与热焦的均匀接触换热，部分出焦温度过高。实用新型专利cn201720614060.1公开了一种包括半焦流化冷却器的半焦排料冷却装置，其在高温热焦进入半焦流化冷却器前的输焦管道外壁加冷却环盘管，对高温热焦进行预冷却，降低流化冷却器的热负荷。该专利装置是在流化状态下运行，不仅压降较大、能耗高，而且对物料粒度有要求，不能处理较大粒度物料。

因此，如何设计一种半焦冷却装置，既能方便与现有生产半焦的干馏炉对接，且结构简单便于操作、成本低、效率高，又能够对宽粒度分布半焦有较强的适应能力，同时回收半焦的显热，是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种半焦冷却装置，该半焦冷却装置投资少、对半焦粒径适应范围广、易于应用于现有半焦生产工艺，操作及维护简单又能回收热量，同时没有废水、废气产生，能够避免对环境造成污染。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的半焦冷却装置，包括作为外壳的筒体，在所述筒体内，设置一个或多个半焦通道1以及冷却介质通道2；

所述半焦通道1为金属板围成的直立方形或圆形筒状结构；所述冷却介质通道2由半焦通道壁与冷却装置的筒体内侧壁之间空间以及半焦通道壁之间围成的空间共同构成。

半焦通道1所用金属板为耐磨耐高温金属板，具体材质可以本申请领域满足实际需要的任意的耐磨耐高温金属材料。

进一步地，本申请对作为外壳的筒体的外形不做更多限定，只要是符合本领域实际生产需要的形状均可，例如但不限于长方体、正方体或圆筒等。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中，所述半焦通道1的顶部开口作为半焦通道入口，在半焦通道1底部设置排焦口5。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中，所述在筒体外侧壁底部设置冷却介质入口3，在筒体外侧壁上部设置冷却介质出口4。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中作为优选地，所述冷却介质入口3与冷却介质出口4在筒体外侧壁上成对角设置。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中作为优选地，半焦通道的数量可以根据冷却装置截面积及半焦粒度大小进行设置，多个半焦通道1之间平行直立排布。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中，所述半焦通道1的内侧壁上设置强化传热板6，用于提高冷却半焦的速率，进而提高装置处理能力。进一步优选但不限于，在所述半焦通道1相对的侧壁上设置一个或多个强化传热板。

进一步作为优选地，所述强化传热板为耐磨耐高温金属板。具体材质可以本申请领域满足实际需要的任意的耐磨耐高温金属材料。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中，所述半焦冷却装置的筒体顶部进料端形状与直立干馏炉底部出料口形状相匹配，以便于连接。所述半焦冷却装置底部出料口下端设置刮板排焦机等排料装置以控制半焦在冷却装置内的停留时间及排焦量。

根据本发明所述的半焦冷却装置，其中优选地，冷却介质通道2内的冷却介质为液态水、水蒸汽或氮气。

进一步地，所述冷却介质通道可以根据单位时间内装置所需交换的热量以及冷却介质的性质、状态和所允许的流速等进行设计。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1)本发明采用间接换热、直立式装置冷却热半焦，可以方便地与现有产半焦的直立干馏炉底部对接安装，占地省，而且可回收热半焦的显热；

2)冷却装置内热半焦完全靠重力向下移动，无需附加额外动力，有利于工艺节能；

3)集多个半焦通道于一体装置，显著提高处理效率；

4)本发明装置可处理的半焦粒度范围宽。

附图说明

图1为本发明的半焦冷却装置的结构示意图，其中，装置上方半焦通道入口处所示箭头为热半焦进入方向，装置下方排焦口箭头所示半焦排出方向，作为冷却介质入口处和出口所示箭头分别为冷却介质的进入方向和排出方向；

图2为带有强化传热板的半焦通道结构示意图。

附图标记

1、半焦通道，2、冷却介质通道，3、冷却介质入口，4、冷却介质出口，5、排焦口，6、强化传热板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。这些实施例仅用于说明本发明的目的，其不以任何方式限制本发明的范围。

如图1所示，包括作为外壳的筒体，在所述筒体内，设置一个或多个半焦通道1以及冷却介质通道2；所述半焦通道1为金属板围成的直立方形或圆形筒状结构；所述冷却介质通道2由半焦通道壁与冷却装置的筒体内侧壁之间空间以及半焦通道壁之间围成的空间共同构成。并且，根据冷却装置截面积及半焦粒度大小，设置若干相互平行的半焦通道；所述冷却介质通道2是由半焦通道壁与装置外壁之间以及半焦通道壁之间围成的封闭空间构成；冷却介质可采用液态水、水蒸汽或氮气；半焦通道入口和排焦口5分别位于冷却装置的顶部和底部，并且其边沿分别与冷却装置顶板和底板的对应开口位置边沿焊接密封。在筒体外侧壁底部设置冷却介质入口3，在筒体外侧壁上部设置冷却介质出口4。优选地，所述冷却介质入口3与冷却介质出口4在筒体外侧壁上成对角设置。进一步地优选地，所述冷却介质通道2的内侧壁上设置强化传热板6。半焦通道入口处和排焦口5处设有监测半焦温度的热电偶，为调节半焦在冷却装置内的停留时间提供参考；冷却介质入口3处和冷却介质出口4处设有监测冷却介质温度的热电偶，为调节冷却介质流量提供参考；所述半焦冷却装置顶部进料端形状设计成与直立干馏炉底部出料口形状相同，以便于连接；所述半焦冷却装置底部出焦口下端设置刮板排焦机等排料装置以便根据半焦冷却效果控制半焦在冷却装置内的停留时间及排焦量。

本申请的半焦冷却装置运行简单，容易操作。具体如下：首先连续通入冷却介质情况下，再放半焦热料进入装置，半焦在下降过程中得到冷却，同时冷却介质温度升高，回收了热半焦的热量。运行中，可根据上面所连接的干馏装置运行要求进行连续或间歇式进、排半焦，并根据生产所要求的排出冷却半焦温度来调节冷却介质流量。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。