本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備及化工機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，具體涉及一種用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置。

技術(shù)背景

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源豐富、而石油及天然氣資源相對(duì)匱乏的國(guó)家，近年來(lái)隨著我國(guó)北方地區(qū)大氣環(huán)境的日益惡化，為減少煤炭直接燃燒對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)提高煤炭資源的利用率，對(duì)煤炭資源進(jìn)行分級(jí)分質(zhì)利用已成為國(guó)家重點(diǎn)扶持的煤化工項(xiàng)目，而對(duì)原料煤進(jìn)行中低溫?zé)峤?，得到高價(jià)值的煤氣、煤焦油及提質(zhì)煤產(chǎn)品是煤炭分質(zhì)利用技術(shù)中的一個(gè)重要手段。

現(xiàn)有的多種煤熱解工藝的差異主要在于熱解爐的形式不同，但所有煤熱解工藝中都包括提質(zhì)煤的冷卻工序，這是因?yàn)?，從熱解爐中出來(lái)的提質(zhì)煤的溫度高達(dá)500～600℃，因而需要對(duì)高溫提質(zhì)煤進(jìn)行冷卻和增濕操作，這樣才能獲得具備一定溫度及滿足一定含水量要求的提質(zhì)煤成品。傳統(tǒng)的提質(zhì)煤冷卻工藝主要有兩種方法：(1)濕法熄焦，即直接噴水冷卻，然后烘烤去濕以滿足用戶需要，在此熄焦過(guò)程中，紅焦的顯熱隨蒸汽的排放而浪費(fèi)掉，無(wú)法回收利用，并且紅焦與水接觸還會(huì)產(chǎn)生大量的酚、氰和硫化合物等有害物質(zhì)，這些物質(zhì)通常會(huì)隨產(chǎn)生的蒸汽自由排放，從而嚴(yán)重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣；(2)干法熄焦，即采用惰性氣體與赤熱的紅焦換熱，將熱量通過(guò)蒸汽鍋爐等回收利用產(chǎn)生蒸汽，降溫后的惰性氣體返回冷卻室形成循環(huán)，雖然此過(guò)程可回收利用紅焦約83％的顯熱，但工藝過(guò)程復(fù)雜且設(shè)備要求較高。

為此，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN204665991U公開(kāi)了一種提質(zhì)煤冷卻增濕回轉(zhuǎn)爐，其包括回轉(zhuǎn)筒體和套設(shè)于回轉(zhuǎn)筒體的側(cè)壁外圍的固定外夾套，在該回轉(zhuǎn)筒體的前端設(shè)置氣體導(dǎo)出管、后端設(shè)置冷卻水噴淋單元；熾熱的提質(zhì)煤在由回轉(zhuǎn)筒體的前端向后端移動(dòng)的過(guò)程中，先與固定外夾套內(nèi)的冷空氣進(jìn)行充分換熱，再經(jīng)噴淋冷卻水實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱后提質(zhì)煤的進(jìn)一步冷卻和增濕，從而提高了提質(zhì)煤的品質(zhì)。

但由于上述技術(shù)采用的是臥式回轉(zhuǎn)爐，其需要依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)才能使物料從爐頭運(yùn)輸?shù)綘t尾，因而能耗較大；另外，臥式的回轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件磨損率高，導(dǎo)致設(shè)備的占地面積大、故障率高且不便于日常維護(hù)。因此，如何對(duì)現(xiàn)有的提質(zhì)煤冷卻增濕裝置進(jìn)行改進(jìn)以克服以上不足，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的是現(xiàn)有的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕裝置所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、故障率高、維護(hù)困難、能耗高等缺陷，進(jìn)而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、故障率低、維護(hù)方便且能耗低的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

一種用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置，包括：

殼體，所述殼體的內(nèi)部沿物料運(yùn)動(dòng)方向分隔為順次連通的布料區(qū)、換熱區(qū)及增濕區(qū)，在所述布料區(qū)設(shè)置布料裝置，在所述換熱區(qū)設(shè)置換熱元件，在所述增濕區(qū)設(shè)置噴淋裝置；

所述殼體豎直設(shè)置，在所述殼體的頂部開(kāi)設(shè)進(jìn)料口，在所述殼體的底部設(shè)置出料口；

在所述換熱區(qū)末端對(duì)應(yīng)的所述殼體上設(shè)置冷卻介質(zhì)進(jìn)口，在所述換熱區(qū)始端對(duì)應(yīng)的所述殼體上設(shè)置冷卻介質(zhì)出口；

所述換熱元件包括：

位于一平面上的兩根下總管，在所述兩根下總管之間設(shè)置若干根下橫管，所述下橫管的兩端分別與所述兩根下總管連通；

位于另一平面上的兩根上總管，在所述兩根上總管之間設(shè)置若干根上橫管，所述上橫管的兩端分別與所述兩根上總管連通；

設(shè)置于所述上橫管與所述下橫管之間的若干根豎管，所述豎管的兩端分別與所述上橫管和所述下橫管連通；

所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口與所述下總管連通，所述冷卻介質(zhì)出口與所述上總管連通。

優(yōu)選地，所述下總管與所述上總管彼此平行。

優(yōu)選地，所述下橫管與所述上橫管彼此平行。

優(yōu)選地，所述若干根豎管彼此平行。

優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)所述上橫管之間的間距為最大顆粒物料粒徑的3～5倍。

更優(yōu)選地，在相鄰兩個(gè)所述豎管之間設(shè)置連接板。

進(jìn)一步地，所述布料裝置為人字形布料板。

進(jìn)一步地，所述噴淋裝置包括若干根噴淋管，在所述噴淋管上設(shè)置多個(gè)噴淋口。

進(jìn)一步地，在所述殼體的上部設(shè)置料位測(cè)量?jī)x；在所述出料口處還設(shè)置有自動(dòng)卸料閥。

進(jìn)一步地，還包括與所述冷卻介質(zhì)出口連接設(shè)置的余熱回收單元。

本實(shí)用新型中的術(shù)語(yǔ)“始端”和“末端”均是相對(duì)于殼體內(nèi)的物料流動(dòng)方向而言。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型所述的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置，通過(guò)將其殼體豎直設(shè)置，并在該殼體的頂部和底部分別開(kāi)設(shè)進(jìn)料口和出料口，這樣可利用提質(zhì)煤自身的重力作用自上而下通過(guò)本實(shí)用新型的裝置并依次進(jìn)行冷卻換熱和加水增濕，而無(wú)需使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由此不僅可大幅降低本實(shí)用新型裝置的能耗和生產(chǎn)成本，還簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)，使之占地面積減小、故障率降低、更便于維修和養(yǎng)護(hù)。

并且本實(shí)用新型所述的裝置通過(guò)采用由四根總管及若干根橫管和豎管所組成的換熱元件，可使500～600℃的高溫提質(zhì)煤通過(guò)該換熱元件中豎管之間的間隙向下自由移動(dòng)，而冷卻介質(zhì)則由冷卻介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入總管及橫管，并主要在豎管內(nèi)與提質(zhì)煤進(jìn)行熱交換，這樣一方面實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)煤與冷卻介質(zhì)的間接接觸，保持了提質(zhì)煤與冷卻介質(zhì)各自的純凈性，有利于后續(xù)工藝操作和環(huán)境保護(hù)；另一方面本實(shí)用新型的裝置優(yōu)選采用冷卻水冷卻提質(zhì)煤，由此產(chǎn)生的熱水或蒸汽中的熱量可以很容易地通過(guò)余熱鍋爐或透平等設(shè)備進(jìn)行熱量回收，從而有利于降低系統(tǒng)能耗，避免能源浪費(fèi)。

(2)本實(shí)用新型所述的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置，通過(guò)限定其換熱元件中的下總管與上總管彼此平行、下橫管與上橫管彼此平行、若干根豎管彼此平行，如此可最大限度地確保換熱元件與提質(zhì)煤間的換熱面積足夠大，從而有利于實(shí)現(xiàn)提質(zhì)煤的快速冷卻。

此外，本實(shí)用新型的裝置通過(guò)在相鄰兩個(gè)豎管之間設(shè)置連接板，這樣可進(jìn)一步提高換熱元件的換熱面積，同時(shí)還可增強(qiáng)換熱元件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

(3)本實(shí)用新型所述的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置，通過(guò)采用噴淋管作為噴淋裝置，由此可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排出的提質(zhì)煤的含水量(濕度)連鎖控制噴淋管的閥門(mén)，使得只有達(dá)到一定含水量要求的提質(zhì)煤才能通過(guò)自動(dòng)卸料閥排出成為最終的提質(zhì)煤產(chǎn)品。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1提供的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1的A-A剖視圖；

圖4是圖2的B-B剖視圖；

其中，附圖標(biāo)記如下所示：

1-自動(dòng)卸料閥；2-增濕區(qū)；3-冷卻水進(jìn)口；4-換熱區(qū)；5-換熱元件；6-熱水/蒸汽出口；7-布料區(qū)；8-人字形布料板；9-進(jìn)料口；10-料位測(cè)量?jī)x；11-下總管；12-下橫管；13-豎管；14-噴淋管；15-連接板；16-上總管；17-上橫管；18-殼體。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例所述的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置包括：

豎直設(shè)置的殼體18，在所述殼體18的頂部設(shè)置有進(jìn)料口9和料位測(cè)量?jī)x10，在所述殼體18的底部設(shè)置出料口，并在該出料口處設(shè)置自動(dòng)卸料閥1；所述殼體18的內(nèi)部沿物料運(yùn)動(dòng)方向分隔為順次連通的布料區(qū)7、換熱區(qū)4及增濕區(qū)2，其中：

在所述布料區(qū)7設(shè)置布料裝置，本實(shí)施例中的布料裝置具體為人字形布料板8，當(dāng)然在其它實(shí)施例中還可以是旋轉(zhuǎn)式蝸殼布料器、回轉(zhuǎn)分級(jí)布料器、升降式布料器或雙層布料鐘等其它布料裝置；

請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖2和圖3，在所述換熱區(qū)4設(shè)置換熱元件5，所述換熱元件5包括位于一平面上的兩根下總管11和位于該平面上方的另一平面上的兩根上總管16，使得上總管16始終位于下總管11的上方；在所述兩根下總管11之間設(shè)置若干根下橫管12，且所述下橫管12的一端與所述兩根下總管11中的一根連通、另一端與所述兩根下總管11中的另一根連通；在所述兩根上總管16之間設(shè)置若干根上橫管17，且所述上橫管17的一端與所述兩根上總管16中的一根連通、另一端與所述兩根上總管16中的另一根連通；同時(shí)在所述上橫管17與所述下橫管12之間的若干根豎管13，所述豎管13的兩端分別與所述上橫管17和所述下橫管12連通；在所述換熱區(qū)4末端對(duì)應(yīng)的所述殼體上設(shè)置冷卻水進(jìn)口3，所述冷卻水進(jìn)口3與所述下總管11連通，在所述換熱區(qū)4始端對(duì)應(yīng)的所述殼體上設(shè)置熱水/蒸汽出口6，所述熱水/蒸汽出口6與所述上總管16連通；為最大限度地確保換熱元件與提質(zhì)煤間的換熱面積足夠大，本實(shí)施例中的所述下總管11與所述上總管16彼此平行，所述下橫管12與所述上橫管17彼此平行，相鄰兩個(gè)所述上橫管17或下橫管12之間的間距為提質(zhì)煤中最大顆粒物粒徑的4倍，所述若干根豎管13均彼此平行且位于同一根上橫管17或下橫管12上的相鄰兩根豎管13之間的間距盡可能小，以能夠進(jìn)行施焊為宜，從而可實(shí)現(xiàn)提質(zhì)煤的快速冷卻；另外，為進(jìn)一步提高換熱元件的換熱面積，本實(shí)施例所述換熱元件還在相鄰兩個(gè)豎管之間設(shè)置了連接板，由此還可增強(qiáng)換熱元件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；

在所述增濕區(qū)設(shè)置噴淋裝置，為便于控制噴淋水量，如圖4所示，本實(shí)施例中的噴淋裝置包括若干根噴淋管14，在所述噴淋管14上設(shè)置多個(gè)噴淋口，由此可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排出的提質(zhì)煤的含水量連鎖控制噴淋管的閥門(mén)，使得只有達(dá)到一定含水量要求的提質(zhì)煤才能通過(guò)自動(dòng)卸料閥排出成為最終的提質(zhì)煤產(chǎn)品。

與此同時(shí)，本實(shí)施例提供的裝置還包括與所述熱水/蒸汽出口6連接設(shè)置的余熱鍋爐，從而可對(duì)由換熱元件產(chǎn)生的熱水或蒸汽中的熱量進(jìn)行余熱回收利用，以降低系統(tǒng)能耗，避免能源浪費(fèi)。

本實(shí)施例提供的裝置可根據(jù)所需要冷卻的提質(zhì)煤的量的大小單個(gè)獨(dú)立使用，亦可并聯(lián)組合使用。另外還可根據(jù)裝置的大小，在單個(gè)裝置上設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)口、一個(gè)或者多個(gè)增濕區(qū)及卸料閥。

本實(shí)施例所述的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置的工作過(guò)程如下：

將500～600℃的提質(zhì)煤由進(jìn)料口送入上述裝置內(nèi)，在人字形布料板的作用下高溫提質(zhì)煤均勻進(jìn)入換熱元件中，并在自身重力的作用下沿豎管之間的間隙向下自由移動(dòng)，此時(shí)冷卻水進(jìn)入下總管和下橫管，并主要在豎管內(nèi)與高溫提質(zhì)煤進(jìn)行熱交換，根據(jù)工藝需要，獲得熱量后的冷卻水可轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛘邿崴?，在流?jīng)上橫管和上總管之后由熱水/蒸汽排出并進(jìn)入余熱鍋爐以回收熱量，而冷卻后的溫度低于100℃的提質(zhì)煤則進(jìn)入增濕區(qū)，由噴淋管進(jìn)行噴水增濕，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排出的提質(zhì)煤的含水量連鎖控制噴淋管的閥門(mén)，使得達(dá)到所需含水量要求的提質(zhì)煤由自動(dòng)卸料閥排出，成為最終的提質(zhì)煤產(chǎn)品。

本實(shí)施例提供的用于提質(zhì)煤的冷卻增濕及余熱回收裝置無(wú)需使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由此不僅可大幅降低裝置能耗和生產(chǎn)成本，還簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)，使之占地面積減小、故障率降低、更便于維修和養(yǎng)護(hù)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。