[發(fā)明專利]一種粉體物料冷卻系統(tǒng)及其冷卻工藝

在審

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• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111397396A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉人滔;李育亮;周彥明;劉斌;李魁;王智拓;黃澤茂;曾宇峰;徐秀海;趙雯婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國成達工程有限公司
• 主分類號: F28C3/16
• 分類號: F28C3/16;F28D7/16;F28F9/00;F28F27/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱;陳伊苒

本發(fā)明公開了一種粉體物料冷卻系統(tǒng)及其冷卻工藝，涉及粉體物料冷卻技術(shù)領(lǐng)域；其包括循環(huán)風機、粉體流化冷卻器、旋風分離器、布袋除塵器和粉料輸送機，粉體流化冷卻器頂部出口與旋風分離器進口連通，且其底部氣體進口與循環(huán)風機出口相連，以使氣固兩相從粉體流化冷卻器頂部出口流出后進入旋風分離器；旋風分離器的底部為冷卻后產(chǎn)品物料出料口，其頂部的尾氣出口與布袋除塵器相連；布袋除塵器連接至循環(huán)風機進口，以使布袋除塵器收集的氣體作為流化氣體循環(huán)使用；通過實施本技術(shù)方案，可有效解決現(xiàn)有冷卻技術(shù)針對一些粒徑小、易吸潮或易變質(zhì)、流動性差的粉體物料不適用的技術(shù)問題，可顯著提高冷卻技術(shù)的可靠性，同時降低運行費用成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉體物料冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種粉體物料冷卻系統(tǒng)及其冷卻工藝。

背景技術(shù)

在無機鹽、金屬氧化物、金屬粉末的生產(chǎn)中，常需要將煅燒得到的高溫粉體物料進行冷卻，以便包裝運輸。傳統(tǒng)的粉體冷卻技術(shù)采用冷卻水間接換熱或空氣/惰性氣體直接換熱的方式進行冷卻，但本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明實施例的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有粉體冷卻技術(shù)均有各自的局限性：

1.粉體流換熱器技術(shù)：高溫固體粉料依靠自身重力，自流通過板式換熱器的狹窄通道，與另一側(cè)的冷卻水進行間接換熱，達到將物料冷卻的目的，必要時可以副產(chǎn)熱水，使熱量得到回收。但粉體流換熱器技術(shù)只適用于具有良好流動性的粉體物料，通常要求粉料粒徑＞150μm，安息角＜40°。該技術(shù)由加拿大Solex公司最早推廣，在重質(zhì)純堿、尿素、氯化鉀、蔗糖等產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用；但對于流動性差的粉料，因其無法順利在換熱板間流動，不能使用該技術(shù)。

2.流化床冷卻技術(shù)：是利用流態(tài)化原理，利用空氣或惰性氣體，將粉料流化起來，粉料依次通過多個流化腔室，每個流化腔室下均有冷卻空氣/惰性氣體通入，空氣/惰性氣體與粉料直接接觸換熱，達到逐級冷卻的目的。換熱后的空氣/惰性氣體從頂部引出，經(jīng)旋風分離器和布袋除塵器后排空。也可以將空氣/惰性氣體間接冷卻后循環(huán)使用；但流化床冷卻技術(shù)要求粉料可以穩(wěn)定流化，通常適用的粒徑范圍為30-600μm(粒徑過小無法形成穩(wěn)定的流態(tài)化床層，粒徑過大則壓降過大)，該技術(shù)熱量無法得到有效回收，耗費公用工程量較大。

3.回轉(zhuǎn)式冷卻技術(shù)：物料在回轉(zhuǎn)窯中被抄板不斷翻動，抄板和窯壁內(nèi)通入冷卻水，物料在被緩慢運輸?shù)倪^程中得到冷卻；但回轉(zhuǎn)式冷卻技術(shù)設(shè)備占地面積大，易板結(jié)，難于清理，通常物料溫度不宜過高(易板結(jié))，物料應(yīng)具有良好流動性。

4.盤式冷卻技術(shù)：物料在一層層的圓盤上停留，盤內(nèi)通入冷卻水，固體與圓盤接觸，利用熱傳導進行冷卻；但盤式冷卻技術(shù)傳熱效率低，因此只用于小規(guī)模冷卻上，通常應(yīng)用在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

5.氣力輸送冷卻技術(shù)：在氣力輸送過程中，對粉體物料進行冷卻。由于氣力輸送中空氣和粉料的比例是有一定范圍的，因此并不便于精確控制冷卻后的粉料溫度，且氣力輸送冷卻技術(shù)尚無成熟應(yīng)用。

由于上述技術(shù)均有各自的局限性，針對一些粒徑小、易吸潮或易變質(zhì)、流動性差的粉體物料，例如煅燒電石渣生產(chǎn)的活性氧化鈣，上述的傳統(tǒng)冷卻技術(shù)均不適用，亟需本領(lǐng)域技術(shù)人員研究設(shè)計一種新的冷卻系統(tǒng)和/或冷卻工藝，對于易吸潮、易變質(zhì)的粉料也能進行針對性冷卻，提高冷卻技術(shù)的運行可靠性，降低運行費用成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有冷卻技術(shù)針對一些粒徑小、易吸潮或易變質(zhì)、流動性差的粉體物料不適用進而導致不具備工程可實施性的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種粉體物料冷卻系統(tǒng)及其冷卻工藝，其目的在于利用了少量氣體攜帶高溫粉體物料進行流動，使得固體粉料處于類似高速流體的狀態(tài)下進行充分熱交換，使得傳熱主要為對流傳熱，相對于粉體流換熱、回轉(zhuǎn)式、盤式換熱的粉料熱傳導，效率大幅提高；尤其對于粒徑低于30μm的粉料，并不易形成穩(wěn)定的流態(tài)化床層，本冷卻系統(tǒng)控制的氣流速度大于所有顆粒的帶出速度，氣固兩相并不需要形成界限分明的穩(wěn)定床層，只需要確保能通過換熱管從頂部流出即可完成冷卻操作，對控制要求低，可顯著提高冷卻技術(shù)的可靠性，同時降低運行費用成本，顯著提高企業(yè)經(jīng)濟效益。