[发明专利]立式多级流动固体散料换热器

说明书

本发明公开了一种立式多级流动固体散料换热器，包括三层壳体和物料流动掺混器。其中，内层壳体的内部空间为内部流体介质通道，其端部设置有流体介质进出口和内部壳体固定装置。内层壳体和中间层壳体之间的空间为散料流动通道，其设置有物料流动掺混器，包括物料流动控制级和物料掺混控制级。中间层壳体和外层壳体之间的空间为外部流体介质通道。中间层壳体顶部设置有散料入料口和物料流动掺混器动力装置。中间层壳体底部设置有散料排料口和壳体固定装置。外层壳体外侧设置有换热器固定装置和外部流体介质的进出口。本发明对散料粒度和形状适应性强，散料流动架桥、堵塞风险小，可根据不同散料温度和流量做出快速调整，易实现安全生产和高效换热。

技术领域

本发明涉及一种热交换装置，特别是换热对象为粉状、块状或者两者掺混的宽粒径散料进行换热的装置。可用于高温固体散料余热回收、工业高温散料冷却、工业原料加热、以及其他散料冷却或加热过程。

背景技术

现代工业生产过程中会产生大量待冷却或加热的块状或粉状散料，如我国冶金、建材等行业每年产生45亿吨以上高温散料，余热量超过1亿吨标煤。目前针对块状物料的干熄焦、链-回-环等技术已经成熟，适用于粉状物料的多级旋风、喷动床、滚筒冷却器等技术也已获得大量应用，但对于工业中大量煅烧原料、工业炉渣等既含块料又含粉体的固体散料，其粒度覆盖范围广、产率及温变跨度大，其冷却难度大，效率低。

散料的换热方式主要分为直接换热和间接换热，间接换热由于换热介质和散料通过换热面隔离，不直接接触，避免了除尘、散料或换热介质污染等问题，应用更为广泛。现有针对固体散料的间接换热技术主要是管排式换热器、板式换热器、立筒螺旋式冷却器、斜槽式冷却器和滚筒冷却器。

现有的管排式换热器和板式换热器，一般用于对粉体的冷却，其结构简单，靠重力驱动流动，散料在换热器内流动状态可控性差，难以根据散料流量变化做出及时调整，易出现布料不均匀现象。换热器对散料粒径和流动性敏感，易发生阻塞架桥和局部过热。

现有的立筒螺旋式冷却器,对散料流动控制性强，但仅外壳侧有换热装置，螺旋只能控制散料的垂直运动，物料掺混度差，散料通道内靠旋转中心的散料换热效果差，散料温度分布不均匀。

现有的斜槽式冷却器，一般用于对粉体的冷却，物料做直线运动，掺混度差，物料流速快，与换热面接触时间短，换热效果差，换热管磨损严重。

现有的滚筒冷却器用于对高温粉状的物料在线冷却，对散料粒径和形状不敏感，但其传热系数低、体积大、能耗高，滚筒冷却器换热管与高温物料周期性接触，物料填充率低。

发明内容

本发明提供一种可克服现有技术不足的立式多级流动固体散料换热器，其对散料粒度和形状适应性强，散料流动架桥、堵塞风险小，可根据不同散料温度和流量做出快速调整，易实现安全生产和高效换热。这种换热器可以很方便的进行拆装，对其中的部件进行保养或更换。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的立式多级流动固体散料换热器具体结构是：包括三层壳体和物料流动掺混器，内层壳体的内部空间为内部流体介质通道，其端部设置有流体介质进口、出口和内部壳体固定装置。内层壳体和中间层壳体之间的空间为散料流动通道，其设置有物料流动掺混器，物料流动掺混器至少包括一级物料流动控制级和至少包括一级物料掺混控制级。中间层壳体和外层壳体之间的空间为外部流体介质通道。外层壳体顶部设置有散料入料口、物料流动掺混器动力装置等装置。外层壳体底部设置有散料排料口等装置。外层壳体外侧设置有壳体固定装置和外部流体介质的进口、出口。

流体介质通道内部壁面上设置用于强化换热或导流的装置，如折流板、纽带和内翅片等。内层壳体和中间层壳体端部设置有大小不等的法兰，将壳体和其他部件相固定。外层壳体壁由绝缘材料制成，或者在外层壳体外围包裹绝缘材料。