本實(shí)用新型屬于高溫固體顆粒余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤低溫干餾是采用煤炭熱解加工技術(shù)，在隔絕空氣的情況下，將煤炭加熱到550℃～600℃，脫除影響煤熱值的水、氧和低熱值揮發(fā)分物質(zhì)，使煤發(fā)熱組分富集，形成固體半焦。

干餾技術(shù)生產(chǎn)的半焦根據(jù)工藝不同主要有塊狀和粉末狀，經(jīng)干餾爐生產(chǎn)后需要進(jìn)行熄焦冷卻。高溫半焦的顯熱占整個(gè)干餾過程的能耗比例較高。因此，冷卻半焦的同時(shí)回收半焦的顯熱，可有效降低煤干餾過程的能耗。

目前的半焦熄焦冷卻技術(shù)有干法熄焦和濕法熄焦。干法熄焦技術(shù)是采用惰性氣體吸收半焦的顯熱，吸收了半焦顯熱的惰性氣體作為二次能源，在熱交換設(shè)備中交換熱量后惰性氣體可重復(fù)利用。濕法熄焦技術(shù)是通過水對(duì)高溫焦炭直接冷卻。干法熄焦與濕法熄焦相比，具有可回收半焦顯熱，改善半焦質(zhì)量和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)前的氣體熱載體干熄焦技術(shù)處理粉狀焦炭時(shí)氣固分離難度較大，不太適合。

當(dāng)前有企業(yè)利用水冷夾套或余熱鍋爐對(duì)高溫固體顆粒直接換熱冷卻。該系統(tǒng)需要配置高溫輸送、提升設(shè)備或抬高干餾系統(tǒng)支撐基礎(chǔ)，設(shè)備投資大，建筑成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種集冷卻與輸送于一體、同時(shí)回收部分熱量的冷卻系統(tǒng)。

為此，本實(shí)用新型提供了一種步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、換熱器、與換熱器頭尾分別相接且連通的進(jìn)料倉(cāng)和出料倉(cāng)，還包括步進(jìn)式推料裝置，所述步進(jìn)式推料裝置包括滾動(dòng)支撐、安裝于滾動(dòng)支撐上的多組推料架、與推料架連接的液壓缸，所述液壓缸的頭部設(shè)有推桿，該推桿與液壓缸內(nèi)活塞桿連接，所述換熱器包括換熱器殼體、換熱器蓋板以及水平并列設(shè)置于換熱器殼體內(nèi)的一級(jí)預(yù)熱管、二級(jí)預(yù)熱管和蒸發(fā)管，所述換熱器殼體和換熱器蓋板通過螺栓連接，所述供水系統(tǒng)出水口與一級(jí)預(yù)熱管進(jìn)水口連通；

所述多組推料架設(shè)于換熱器殼體內(nèi)，所述一級(jí)預(yù)熱管、二級(jí)預(yù)熱管和蒸發(fā)管的下方均設(shè)有推料架，所述液壓缸的推桿穿過進(jìn)料倉(cāng)的下部與蒸發(fā)管下方的推料架連接，相鄰兩個(gè)推料架通過鉸鏈連接，所述出料倉(cāng)下部設(shè)有出料口，該出料口設(shè)于一級(jí)預(yù)熱管下方的推料架末端下方。

所述供水系統(tǒng)包括冷卻塔、除氧器和汽包，所述冷卻塔出水口通過第一水泵和管線與一級(jí)預(yù)熱管進(jìn)水口相連，一級(jí)預(yù)熱管出水口分兩路，一路通過管線與冷卻塔上部相通，另一路通過管線和第一閥門與除氧器進(jìn)水口連接，所述第一閥門為比例調(diào)節(jié)閥，所述除氧器進(jìn)水口通過第二水泵和管線與二級(jí)預(yù)熱管進(jìn)水口相連，所述二級(jí)預(yù)熱管出水口通過管線與冷卻塔回流進(jìn)水口相通，所述汽包下降管出口通過第三水泵和管線與蒸發(fā)管進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)管出口通過管線與汽包上升管進(jìn)氣口連接。

所述第一水泵出水口分為兩路，一路通過管線與一級(jí)預(yù)熱管進(jìn)水口相連，另一路通過第二閥門和管線與第一水泵進(jìn)水口相連，所述第二閥門為比例調(diào)節(jié)閥。

所述第二水泵出水口分為兩路，一路通過管線與二級(jí)預(yù)熱管進(jìn)水口相連，另一路通過第三閥門和管線與除氧器回流進(jìn)水口相連，所述第三閥門為比例調(diào)節(jié)閥。

所述二級(jí)預(yù)熱管出水口分為兩路，一路通過管線與冷卻塔回流進(jìn)水口相通，另一路通過第四閥門和管線與汽包進(jìn)水口相連，所述第四閥門為比例調(diào)節(jié)閥。

所述換熱器殼體兩側(cè)面和底面均采用雙層殼體，內(nèi)部通冷卻水。

所述滾動(dòng)支撐包括滾輪，所述滾輪有單側(cè)擋邊，焊接于轉(zhuǎn)軸之上，轉(zhuǎn)軸兩端安裝軸承，支撐于軸承座內(nèi)，軸承座端面設(shè)置密封，軸承座通過螺栓固定于換熱器殼體之上，所述推料架安裝于滾動(dòng)支撐的滾輪之上。

所述推料架為由矩形型鋼焊框架，內(nèi)部焊接兩組以上三角推料塊，所述三角推料塊的推料面水平夾角大于回料面水平夾角。

本實(shí)用新型的有益效果是：

（1）本系統(tǒng)采用水平推料換熱器，集冷卻與輸送于一體，高度低，進(jìn)料倉(cāng)與干餾爐出料口直接相連，無(wú)需高溫輸送設(shè)備；通過逆流操作對(duì)粉焦進(jìn)行連續(xù)多次熄焦降溫，可獲得較大的傳熱效率，縮短熄焦時(shí)間；

（2）換熱器尾部設(shè)置水預(yù)熱區(qū)，能最大限度降低半焦溫度，同時(shí)回收部分熱量，半焦低溫出料品質(zhì)好，系統(tǒng)余熱利用率高；

（3）換熱器中蒸發(fā)段和預(yù)熱段均采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同的處理量和換熱時(shí)間進(jìn)行組合匹配，同時(shí)制造運(yùn)輸便捷。

下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖；

圖2是換熱器截面示意圖；

圖3是推料架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是推料架截面示意圖。

圖中：1、液壓缸；2、密封件；3、進(jìn)料倉(cāng)；4、鉸鏈；5、推料架；6、換熱器殼體；7、蒸發(fā)管；8、換熱器蓋板；9、滾動(dòng)支撐；10、二級(jí)預(yù)熱管；11、一級(jí)預(yù)熱管；12、星形出料機(jī)；13、出料倉(cāng)；14、第一水泵；15、第一閥門；16、冷卻塔；17、第二閥門；18、除氧器；19、第三閥門；20、第二水泵；21、第三水泵；22、第四閥門；23、汽包。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、換熱器、與換熱器頭尾分別相接且連通的進(jìn)料倉(cāng)3和出料倉(cāng)13，還包括步進(jìn)式推料裝置，所述步進(jìn)式推料裝置包括滾動(dòng)支撐9、安裝于滾動(dòng)支撐9上的多組推料架5、與推料架5連接的液壓缸1，所述液壓缸的頭部設(shè)有推桿，該推桿與液壓缸內(nèi)活塞桿連接，所述換熱器包括換熱器殼體6、換熱器蓋板8以及水平并列設(shè)置于換熱器殼體6內(nèi)的一級(jí)預(yù)熱管11、二級(jí)預(yù)熱管10和蒸發(fā)管7，所述換熱器殼體6和換熱器蓋板8通過螺栓連接，所述供水系統(tǒng)出水口與一級(jí)預(yù)熱管11進(jìn)水口連通；

所述多組推料架5設(shè)于換熱器殼體6內(nèi)，所述一級(jí)預(yù)熱管、二級(jí)預(yù)熱管和蒸發(fā)管的下方均設(shè)有推料架，所述液壓缸1的推桿穿過進(jìn)料倉(cāng)3的下部與蒸發(fā)管7下方的推料架5連接，相鄰兩個(gè)推料架5通過鉸鏈4連接，所述出料倉(cāng)13下部設(shè)有出料口，該出料口設(shè)于一級(jí)預(yù)熱管11下方的推料架5末端下方。

針對(duì)直徑20mm以下550℃的高溫粉狀半焦，以水為換熱介質(zhì)，通過逐級(jí)逆向換熱，半焦冷卻至80℃以下出料，同時(shí)經(jīng)換熱產(chǎn)出0.8~1.0MPa飽和蒸汽。具體冷卻過程：

高溫半焦開始進(jìn)料的同時(shí)開啟供水系統(tǒng)，水由一級(jí)預(yù)熱管11進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)低溫干餾550℃出料的半焦通過進(jìn)料倉(cāng)3進(jìn)入換熱器，在步進(jìn)式推料裝置的推動(dòng)下，依次與蒸發(fā)管7、二級(jí)預(yù)熱管10、一級(jí)預(yù)熱管11內(nèi)流通的換熱介質(zhì)水進(jìn)行熱交換，經(jīng)逐級(jí)冷卻后排出至出料倉(cāng)13，實(shí)現(xiàn)半焦的冷卻熄焦，而熱交換后水經(jīng)蒸發(fā)管出口排出。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)包括冷卻塔16、除氧器18和汽包23，所述冷卻塔16出水口通過第一水泵14和管線與一級(jí)預(yù)熱管11進(jìn)水口相連，一級(jí)預(yù)熱管11出水口分兩路，一路通過管線與冷卻塔16上部相通，另一路通過管線和第一閥門15與除氧器18進(jìn)水口連接，所述第一閥門15為比例調(diào)節(jié)閥，所述除氧器18進(jìn)水口通過第二水泵20和管線與二級(jí)預(yù)熱管10進(jìn)水口相連，所述二級(jí)預(yù)熱管10出水口通過管線與冷卻塔16回流進(jìn)水口相通，所述汽包23下降管出口通過第三水泵21和管線與蒸發(fā)管進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)管7出口通過管線與汽包23上升管進(jìn)氣口連接。

高溫半焦開始進(jìn)料的同時(shí)開啟供水系統(tǒng)，冷卻塔16內(nèi)的冷卻水經(jīng)第一水泵14進(jìn)入一級(jí)預(yù)熱管11加熱，加熱后通過一級(jí)預(yù)熱管11出水口一部分進(jìn)入除氧器18，剩余部分回流至冷凝塔循環(huán)使用，然后進(jìn)入除氧器18的水經(jīng)過除氧后經(jīng)第二水泵20進(jìn)入二級(jí)預(yù)熱管10，與半焦熱交換后經(jīng)二級(jí)預(yù)熱管10出水口進(jìn)入冷凝塔循環(huán)使用，汽包23內(nèi)的水經(jīng)第三水泵21進(jìn)入蒸發(fā)管7，熱交換后由蒸發(fā)管7出口進(jìn)入汽包23，產(chǎn)生的蒸氣可以排出供用熱設(shè)備使用；在此過程中，經(jīng)低溫干餾550℃出料的半焦通過進(jìn)料倉(cāng)3進(jìn)入換熱器，在步進(jìn)式推料裝置的推動(dòng)下，依次與蒸發(fā)管7、二級(jí)預(yù)熱管10、一級(jí)預(yù)熱管11內(nèi)流通的換熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，經(jīng)逐級(jí)冷卻后排出至出料倉(cāng)13，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)半焦的冷卻熄焦的同時(shí)對(duì)余熱回收利用。

本實(shí)施例中第一閥門15為比例調(diào)節(jié)閥，可以通過對(duì)第一閥門15的開啟比例來控制對(duì)除氧器18的補(bǔ)水量。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種如圖1、2所示的步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)，所述第一水泵14出水口分為兩路，一路通過管線與一級(jí)預(yù)熱管11進(jìn)水口相連，另一路通過第二閥門17和管線與第一水泵14進(jìn)水口相連，所述第二閥門17為比例調(diào)節(jié)閥。可以通過第二閥門17的開啟程度控制半焦80℃以下出料和一級(jí)預(yù)熱管11出口水溫低于85℃，當(dāng)一級(jí)預(yù)熱管11出口水溫超過85℃時(shí)，可關(guān)閉或減少開啟程度實(shí)現(xiàn)半焦80℃以下出料和一級(jí)預(yù)熱管11出口水溫低于85℃。

所述第二水泵20出水口分為兩路，一路通過管線與二級(jí)預(yù)熱管10進(jìn)水口相連，另一路通過第三閥門19和管線與除氧器18回流進(jìn)水口頂部相連，所述第三閥門19為比例調(diào)節(jié)閥。通過第三閥門19的開啟程度控制二級(jí)預(yù)熱區(qū)產(chǎn)出160℃飽和水，溫度高于160℃，可關(guān)閉或減少第三閥門19的開啟程度。

所述二級(jí)預(yù)熱管10出水口分為兩路，一路通過管線與冷卻塔回流16進(jìn)水口相通，另一路通過第四閥門22和管線與汽包23頂部進(jìn)水口相連，所述第四閥門22為比例調(diào)節(jié)閥。通過第四閥門22的開啟程度控制對(duì)汽包23的補(bǔ)水量。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種步進(jìn)式推料高溫粉焦冷卻系統(tǒng)，所述換熱器殼體6兩側(cè)面和底面均采用雙層殼體，內(nèi)部通冷卻水。對(duì)半焦進(jìn)一步冷卻，縮短冷卻時(shí)間。

所述滾動(dòng)支撐9包括滾輪，所述滾輪有單側(cè)擋邊，焊接于轉(zhuǎn)軸之上，轉(zhuǎn)軸兩端安裝軸承，支撐于軸承座內(nèi)，軸承座端面設(shè)置密封，軸承座通過螺栓固定于換熱器殼體之上，所述推料架5安裝于滾動(dòng)支撐的滾輪之上。通過滾輪擋邊對(duì)推料架5進(jìn)行導(dǎo)向限位，轉(zhuǎn)軸由推料架5往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦力帶動(dòng)，做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖3、4所示，推料架5為由矩形型鋼焊框架，內(nèi)部焊接兩組以上三角推料塊，所述三角推料塊的推料面水平夾角大于回料面水平夾角。在液壓缸1的推動(dòng)下，推料架5作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)半焦的輸送。

所述進(jìn)料倉(cāng)3側(cè)面下部設(shè)有對(duì)液壓缸1推桿進(jìn)行軸向密封的密封件2。

所述一級(jí)預(yù)熱管11、二級(jí)預(yù)熱管10和蒸發(fā)管7均采用蛇形光管，且采用橫向等間距布置，與換熱器蓋板8焊接，均由吊架固定于換熱器殼體6內(nèi)。

出料倉(cāng)13的底部連接有星形出料機(jī)12。半焦的出料通過星形出料機(jī)12進(jìn)行控制。

綜上所述，本系統(tǒng)采用水平推料換熱器，集冷卻與輸送于一體，高度低，進(jìn)料倉(cāng)3出料口直接相連，無(wú)需高溫輸送設(shè)備；通過逆流操作對(duì)粉焦進(jìn)行連續(xù)多次熄焦降溫，可獲得較大的傳熱效率，縮短熄焦時(shí)間；換熱器尾部設(shè)置水預(yù)熱區(qū)，能最大限度降低半焦溫度，同時(shí)回收部分熱量，半焦低溫出料品質(zhì)好，系統(tǒng)余熱利用率高；蒸發(fā)段和預(yù)熱段均采用強(qiáng)制循環(huán)，通過閥門設(shè)置使一級(jí)預(yù)熱區(qū)產(chǎn)出85℃熱水，二級(jí)預(yù)熱區(qū)產(chǎn)出160℃飽和水，蒸發(fā)區(qū)產(chǎn)出0.8~1.0MPa飽和蒸汽。

本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。