粉末半焦冷却系统及其取热冷却器

摘要

本发明提供了一种粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉；取热冷却器，该取热冷却器包括壳体和位于壳体内的冷却管束，壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连，粉末半焦进口通过输焦管道与炭化炉的出焦口相连；与输焦管道的进风口相连的第一送风管道；与冷却水进口相连的供水管道。本发明提供的粉末半焦冷却系统，避免了简化了粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。本发明还提供了一种取热冷却器。

权利要求

1.一种粉末半焦冷却系统，其特征在于，包括：

炭化炉；

取热冷却器，所述取热冷却器包括壳体和位于所述壳体内的冷却管束，所述壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，所述冷却水进口和所述蒸汽出口分别与所述冷却管束相连，所述粉末半焦进口通过输焦管道与所述炭化炉的出焦口相连；

与所述输焦管道的进风口相连的第一送风管道；

与所述冷却水进口相连的供水管道。

2.根据权利要求1所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，所述粉末半焦进口位于所述壳体的侧壁顶部；所述第一粉末半焦出口位于所述壳体的顶壁顶端，所述第二粉末半焦出口位于所述壳体的底壁底端，所述冷却水进口位于所述壳体的侧壁底部，所述蒸汽出口位于所述壳体的侧壁顶部。

3.根据权利要求1所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，所述壳体上设置有送风进口；

所述粉末半焦冷却系统还包括：与所述送风进口相连的第二送风管道。

4.根据权利要求3所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，所述粉末半焦的冷却系统的半焦储罐与所述第一粉末半焦出口相连；

所述粉末半焦的冷却系统还包括除尘器，所述除尘器的进风口与所述半焦储罐的出风口相连；

所述第一送风管道与所述除尘器的出风口相连；所述第二送风管道与风源连通。

5.根据权利要求4所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，还包括第三送风管道，所述第三送风管道分别与所述第二送风管道和所述第一送风管道连通。

6.根据权利要求1所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，所述炭化炉的出焦口的数目至少为两个。

7.根据权利要求1所述的粉末半焦冷却系统，其特征在于，还包括分别与所述炭化炉的出焦口和所述输焦管道相连的缓冲仓。

8.一种取热冷却器，用于冷却粉末半焦，其特征在于，包括：壳体和位于所述壳体内的冷却管束；其中，所述壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，所述冷却水进口和所述蒸汽出口分别与所述冷却管束相连。

9.根据权利要求8所述的取热冷却器，其特征在于，所述粉末半焦进口位于所述壳体的侧壁顶部，所述第一粉末半焦出口位于所述壳体的顶壁顶端，所述第二粉末半焦出口位于所述壳体的底壁底端，所述冷却水进口位于所述壳体的侧壁底部，所述蒸汽出口位于所述壳体的侧壁顶部。

10.根据权利要求8所述的取热冷却器，其特征在于，所述壳体上设置有送风进口。

说明书

粉末半焦冷却系统及其取热冷却器

技术领域

[0001] 本发明涉及粉末半焦冷却技术领域，更具体地说，涉及一种粉末半焦冷却系统及其取热冷却器。

背景技术

[0002] 煤经低温干馏后成为可燃固体，即为半焦或者焦炭。干馏技术生产的半焦或焦炭根据工艺不同主要有块状半焦和粉末半焦。若干馏使用的原料煤虽然呈块状，但由于机械强度及热稳定性不好，或原料煤呈粉状，干馏后产生的半焦为粉末半焦。

[0003] 目前，粉末半焦的冷却装置主要为冷却回转炉和冷渣机。

[0004] 冷却回转炉主要包括：炉体和位于炉体内的冷却管束，其中，粉末半焦流经冷却管束，冷却水流经壳程。通过炉体的旋转实现粉末半焦在冷却管束内螺旋移动，从而实现对粉末半焦的冷却。

[0005] 冷渣机主要包括：外侧焊有传动装置的外筒，焊有螺旋导向叶片的内筒，焊接与螺旋导向叶片之间的提渣板。通过传动装置的驱动，冷渣机旋转，粉末半焦由螺旋叶片导向前进，同时，提渣板带动粉末半焦向上提升，到一定高度后向下抛撒，冷却水在内、外筒之间的夹套内逆向流动带走热量，冷却风将内筒内的热空气带走，从而实现粉末半焦的冷却。由于粉末半焦通过提渣板提升到一定高度后，再呈自由散落式抛洒运动，与内筒内壁表面基本上无滑动磨擦，粉末半焦对内筒内壁的磨损极轻微，再加上螺旋叶片和内套筒采用较好抗磨性能的锰钢加工，使得冷渣机的使用寿命较长。

[0006] 但是，使用冷却回转炉或者冷渣机冷却时，粉末半焦的输送以及提升装置较复杂；同时不能回收高品质的热量或者回收的高品质热量较少，造成热量的浪费。

[0007] 另外，由于冷却回转炉和冷渣机均是通过旋转实现粉末半焦的移动和冷却，则二者都较易出现卡塞等机械故障；同时，冷却回转炉和冷渣机的处理量较小，而且冷却后的粉末半焦的温度较高，冷却效果较差，需要使用大量的水。

[0008] 综上所述，如何冷却粉末半焦，以简化粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多回收的高品质热量，减少热量浪费，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种粉末半焦冷却系统，以简化粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多回收的高品质热量，减少热量浪费。本发明的另一目的是提供一种上述粉末半焦冷却系统的取热冷却器。

[0010] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0011] 一种粉末半焦冷却系统，包括：

[0012] 炭化炉；

[0013] 取热冷却器，所述取热冷却器包括壳体和位于所述壳体内的冷却管束，所述壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，所述冷却水进口和所述蒸汽出口分别与所述冷却管束相连，所述粉末半焦进口通过输焦管道与所述炭化炉的出焦口相连；

[0014] 与所述输焦管道的进风口相连的第一送风管道；

[0015] 与所述冷却水进口相连的供水管道。

[0016] 优选的，上述粉末半焦冷却系统中，所述粉末半焦进口位于所述壳体的侧壁顶部；所述第一粉末半焦出口位于所述壳体的顶壁顶端，所述第二粉末半焦出口位于所述壳体的底壁底端，所述冷却水进口位于所述壳体的侧壁底部，所述蒸汽出口位于所述壳体的侧壁顶部。

[0017] 优选的，上述粉末半焦冷却系统中，所述壳体上设置有送风进口；

[0018] 所述粉末半焦冷却系统还包括：与所述送风进口相连的第二送风管道。

[0019] 优选的，上述粉末半焦冷却系统中，所述粉末半焦的冷却系统的半焦储罐与所述第一粉末半焦出口相连；

[0020] 所述粉末半焦的冷却系统还包括除尘器，所述除尘器的进风口与所述半焦储罐的出风口相连；

[0021] 所述第一送风管道与所述除尘器的出风口相连；所述第二送风管道与风源连通。

[0022] 优选的，上述粉末半焦冷却系统，还包括第三送风管道，所述第三送风管道分别与所述第二送风管道和所述第一送风管道连通。

[0023] 优选的，上述粉末半焦冷却系统中，所述炭化炉的出焦口的数目至少为两个。

[0024] 优选的，上述粉末半焦冷却系统，还包括分别与所述炭化炉的出焦口和所述输焦管道相连的缓冲仓。

[0025] 基于上述提供的粉末半焦的冷却系统，本发明还提供了一种取热冷却器，该取热冷却器用于冷却粉末半焦，该取热冷却器包括：

[0026] 壳体和位于所述壳体内的冷却管束；其中，所述壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，所述冷却水进口和所述蒸汽出口分别与所述冷却管束相连。

[0027] 优选的，上述取热冷却器中，所述粉末半焦进口位于所述壳体的侧壁顶部；所述第一粉末半焦出口位于所述壳体的顶壁顶端，所述第二粉末半焦出口位于所述壳体的底壁底端，所述冷却水进口位于所述壳体的侧壁底部，所述蒸汽出口位于所述壳体的侧壁顶部。

[0028] 优选的，上述取热冷却器中，所述壳体上设置有送风进口。

[0029] 本发明提供的粉末半焦冷却系统，采用流化风输送粉末半焦，即采用气力传输方式，只需第一送风管道与输焦管道的进风口相连即可，从而简化了粉末半焦的输送以及提升装置；同时，在取热冷却器内，粉末半焦走壳程，冷却水走管程，增强了粉末半焦和冷却水的换热，从而冷却水升温较大，冷却水会成为蒸汽，自蒸汽出口排出，这样能够回收高品质的热量，且增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

[0030] 同时，本发明提供的粉末半焦冷却系统，通过取热冷却器实现了粉末半焦的冷却以及通过第一送风管道输送流化风松动粉末半焦，与现有技术采用旋转的冷却回转炉和冷渣机相比，取热冷却器无需旋转，而且通过流化风松动粉末半焦，从而避免了冷却过程中出现卡塞机械故障，进而使得整个冷却过程中取热冷却器的运行较稳定；同时，在取热冷却器中粉末半焦走壳程，冷却水走管程，与现有技术粉末半焦走管程相比，有效地降低了粉末半焦的温度，从而提高了粉末半焦的冷却效果，使得冷却完后，粉末半焦的温度较低。

[0031] 同时，本发明提供的粉末半焦冷却系统，通过流化风松动粉末半焦，即采用气力传输方式，实现了粉末半焦的移动，则可持续进行粉末半焦的冷却，有效增大了粉末半焦的处理量，进而提高了粉末半焦的冷却速度。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统的示意图。

[0034] 上图1中：

[0035] 供水管道1、蒸汽管道2、炭化炉3、缓冲仓4、第一送风管道5、输焦管道6、第二送风管道7、第三送风管道8、取热冷却器9、半焦储罐10、除尘器11。

具体实施方式

[0036] 本发明实施例提供了一种粉末半焦冷却系统，简化了粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 请参考附图1，图1为本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统的示意图。图1中管道出现断线情况，是指该管道与其垂直的管道不连通，例如，蒸汽管道2与第二送风管道7，蒸汽管道2出现断线情况，是指蒸汽管道2与第二送风管道7没有连通，只是这两个管道所处位置有交点；图1中，两个管道交于一点，且两个管道都没有断线情况，是指该两个管道连通，例如，第一送风管道5和第三送风管道8交于一点，且两个管道没有断线情况，则第一送风管道5和第三送风管道8连通。

[0039] 本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉3；取热冷却器9，该取热冷却器9包括壳体和位于壳体内的冷却管束，壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连，粉末半焦进口通过输焦管道6与炭化炉3的出焦口相连；与输焦管道6的进风口相连的第一送风管道5；与冷却水进口相连的供水管道1。

[0040] 本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统的冷却方法为：

[0041] 由炭化炉3排出的粉末半焦，通过输焦管道6以及第一送风管道5输送流化风输送至取热冷却器9，即通过气力输送的方式，粉末半焦进入取热冷却器9的壳体内并走壳程，冷却水通过供水管道1进入取热冷却器9的冷却管束内，即冷却水走管程；冷却水在冷却管束内流动，粉末半焦在气力输送下在壳体的壳程内流动，则在取热冷却器9内进行粉末半焦与冷却水的间接换热，冷却水吸热成为蒸汽，从而冷却粉末半焦，最终，完成粉末半焦的冷却。

[0042] 本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统，采用流化风输送粉末半焦，即采用气力传输方式，只需第一送风管道5与输焦管道6的进风口相连即可，从而简化了粉末半焦的输送以及提升装置；同时，在取热冷却器9内，粉末半焦走壳程，冷却水走管程，增强了粉末半焦和冷却水的换热，从而冷却水升温较大，冷却水会成为蒸汽，自蒸汽出口排出，这样能够回收高品质的热量，且增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

[0043] 同时，本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统，通过取热冷却器9实现了粉末半焦的冷却以及通过送第一送风管道5输送流化风松动粉末半焦，与现有技术采用旋转的冷却回转炉和冷渣机相比，取热冷却器9无需旋转，而且通过流化风松动粉末半焦，从而避免了冷却过程中出现卡塞机械故障，进而使得整个冷却过程中取热冷却器9的运行较稳定；同时，在取热冷却器9中粉末半焦走壳程，冷却水走管程，与现有技术粉末半焦走管程相比，有效地降低了粉末半焦的温度，从而提高了粉末半焦的冷却效果，使得冷却完后，粉末半焦的温度较低。

[0044] 同时，本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统，通过流化风松动粉末半焦，即采用气力输送方式，实现了粉末半焦的移动，则可持续进行粉末半焦的冷却，有效增大了粉末半焦的处理量，进而提高了粉末半焦的冷却速度。

[0045] 上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，取热冷却器9的压力为0-1MPa，取热冷却器9产生的蒸汽压力为0.5-4MPa，蒸汽温度为150-450℃，取热冷却器9的进水温度分别为20-150℃。炭化炉3排出的粉末半焦的温度通常为450-1200℃，粉末半焦经过取热冷却器9冷却后，粉末半焦的温度为80-100℃，从而实现了粉末半焦的冷却，能够满足工艺要求。

[0046] 本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统中，可根据需要的冷却效果设计取热冷却器9的各种数据，例如换热管的长度、半径和数目等。本发明实施例对此不作具体的限定。

[0047] 上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，输焦管道6的进风口位于输焦管道6与炭化炉3的出焦口相连的一端；设置与蒸汽出口相连的蒸汽管道2，通过蒸汽管道2将蒸汽输送至蒸汽管网，实现高品质能量的回收。流化风一般为氮气、煤气或者二氧化碳等，优先选择氮气，即第一送风管道5输送氮气。冷却水一般为除盐水，即第供水管道1输送除盐水。

[0048] 上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，通常冷却完后粉末半焦输送至半焦储罐10，粉末半焦和流化风自取热冷却器9的第一粉末半焦出口排出，并进入半焦储罐10，粉末半焦自半焦储罐10的出焦口排出，流化风自半焦储罐10的出风口排出，其中，出焦口位于半焦储罐10的底壁底端，出风口位于半焦储罐10的顶壁顶端。

[0049] 为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，粉末半焦进口位于壳体的侧壁顶部，第一粉末半焦出口位于壳体的顶壁顶端，第二粉末半焦出口位于壳体的底壁底端，冷却水进口位于所述壳体的侧壁底部，蒸汽出口位于壳体的侧壁顶部。这样，粉末半焦与冷却水错流，进一步增强了二者的换热，从而进一步提高了粉末半焦的冷却效果。当然，粉末半焦进口还可位于壳体的侧壁中部或者侧壁底部，只是这样冷却效果较差。

[0050] 为了便于粉末半焦进入取热冷却器9以及防止粉末半焦沉积，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，壳体上设置有送风进口；该粉末半焦冷却系统还包括：与送风进口相连的第二送风管道7。这样，分段送风，使得粉末半焦顺利进入取热冷却器9，同时，也便于实现粉末半焦在第一级取热冷却器9以及第二级取热冷却器13中实现流化态，即粉末半焦在流化风的作用下移动。优选选择，送风进口位于壳体的侧壁底部，便于吹送粉末半焦。通常，在冷却刚刚开始的一段时间开启第二送风管道7，以保证粉末半焦顺利进入取热冷却器9并在取热冷却器9内流动。

[0051] 通常粉末半焦冷却完后，粉末半焦送入半焦储罐10。为了实现流化风的循环使用，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，粉末半焦的冷却系统的半焦储罐10与第一粉末半焦出口相连；粉末半焦的冷却系统还包括除尘器11，该除尘器11的进风口与半焦储罐10的出风口相连；第一送风管道5与除尘器11的出风口相连；第二送风管道7与风源连通。这样，粉末半焦和流化风自取热冷却器9排出，并进入半焦储罐10，流化风自半焦储罐10的出风口排出，为了实现流化风的循环利用，将自半焦储罐10流出的流化风通入除尘器11，风源向除尘器11反吹风，实现除尘器的净化，有部分粉末半焦自除尘器11的底端排出并经焦粉冷却增湿器获得细粉（通过工业水增湿，细粉可直接去燃烧），经净化的流化风通入第一送风管道5，从而实现了流化风的循环使用，降低了粉末半焦的冷却成本。

[0052] 上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，优选选择，除尘器11为布袋除尘器；可以将经过净化的流化风通入第二送风管道7或者第一送风管道5，本发明实施例对此不做具体地限定，只要能够实现流化风的循环使用即可。

[0053] 为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的粉末半焦的冷却系统中，还包括位于半焦储罐10内的旋风分离器，该旋风分离器的进口与第一粉末半焦出口相连，旋风分离器的出焦口位于半焦储罐10内，旋风分离器的出风口与除尘器11的进风口相连。通过旋风分离器便于流化风与粉末半焦的分离，从而便于流化风的循环使用。

[0054] 优选的，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统，还包括第三送风管道8，该第三送风管道8分别与第二送风管道7和第一送风管道5连通。即自第一送风管道5分出支路，即第三送风管道8，第三送风管道8延伸至第二送风管道7并与第二送风管道7连通，通过第二送风管道7以及送风进口送入取热冷却器9，这样能够增多自送风进口进入取热冷却器9的流化风。

[0055] 优选的，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，炭化炉3的出焦口的数目至少为两个，即两个或者多个出焦口与输焦管道6相连通。这样，可实现多点收集粉末半焦，增大了粉末半焦的处理量，从而提高了冷却速度。

[0056] 优选的，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统，还包括分别与炭化炉的出焦口和输焦管道6相连的缓冲仓4，即在出焦口和输焦管道6之间串联有缓冲仓4，以实现对粉末半焦的缓冲，便于对粉末半焦的冷却。

[0057] 本发明实施例提供的粉末半焦冷却系统中，第一送风管路5、第二送风管路7、第三送风管路8、供水管道1上通常设置有输送泵以及调节阀，实现流化风和冷却水的输送，以及流化风和冷却水的调节。可以所有的管道设置输送泵和调节阀，也可部分管道设置输送泵和调节阀，只要能够实现流化风和冷却水的输送以及流化风和冷却水的调节即可，本发明实施例对此不作具体地限定。

[0058] 优选的，上述实施例提供的粉末半焦冷却系统中，还可另增设取热冷却器9，即设置两个或者多个取热冷却器9，以满足冷却需求。例如，粉末半焦冷却系统还包括：次级取热冷却器，该次级取热冷却器包括次级壳体和位于次级壳体内的次级冷却管束，次级壳体上设置有次级粉末半焦进口、次级第一粉末半焦出口、次级第二粉末半焦出口、次级冷却水进口和次级冷却水出口，其中，次级第一粉末半焦出口位于次级壳体的顶壁顶端，次级第二粉末半焦出口位于次级壳体的底壁底端，次级冷却水进口位于次级壳体的侧壁底部，次级冷却水出口位于壳体的侧壁顶部，次级冷却水进口和次级冷却水出口分别与次级冷却管束相连，次级粉末半焦进口通过次级输焦管道6与取热冷却器9的第一粉末半焦出口相连；与次级冷却水进口相连的次级供水管道。

[0059] 基于上述实施例提供的粉末半焦冷却系统，本发明实施例还提供了一种取热冷却器9，该取热冷却器9用于冷却粉末半焦，该取热冷却器9包括：壳体和位于壳体内的冷却管束；其中，壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连。

[0060] 本发明实施例提供的取热冷却器9，通过粉末半焦走壳程，冷却水走管程，增强了粉末半焦和冷却水的换热，从而冷却水升温较大，冷却水会成为蒸汽，自蒸汽出口排出，这样能够回收高品质的热量，且增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

[0061] 同时，本发明实施例提供的取热冷却器9，实现了粉末半焦的冷却，与现有技术采用旋转的冷却回转炉和冷渣机相比，取热冷却器9无需旋转，从而避免了冷却过程中出现卡塞机械故障，进而使得整个冷却过程中取热冷却器9的运行较稳定；同时，在取热冷却器9中粉末半焦走壳程，冷却水走管程，与现有技术粉末半焦走管程相比，有效地降低了粉末半焦的温度，从而提高了粉末半焦的冷却效果，使得冷却完后，粉末半焦的温度较低。

[0062] 优选的，上述实施例提供的取热冷却器9，粉末半焦进口位于壳体的侧壁顶部，第一粉末半焦出口位于壳体的顶壁顶端，第二粉末半焦出口位于壳体的底壁底端，冷却水进口位于壳体的侧壁底部，蒸汽出口位于壳体的侧壁顶部，

[0063] 优选的，上述实施例提供的取热冷却器9，壳体上设置有送风进口。这样，分段送风，使得粉末半焦顺利进入取热冷却器9，避免了粉末半焦沉积。优选选择，送风进口位于壳体的侧壁底部，便于吹送粉末半焦。

[0064] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。