一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及高温渣粒余热回收技术，具体涉及一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置。


背景技术：

2.在冶金工业领域，存在这大量的高温冶金渣，蕴含着大量的余热资源，此外冶金渣的资源化利用，也需要对高温冶金渣进行快速冷却。
3.现有技术中，高温颗粒的冷却设备主要有机械式和流化床两大类型，其中机械式的利用机械搅拌、抛洒，不断使得高温渣粒与换热管路接触，强化传热，达到快速冷却的目的。流化床利用固体颗粒的流态化进行换热，具有换热系数高的特点，但是用风量巨大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，针对已经完成粒化的高温冶金渣粒进行余热回收，同时达到快速冷却高温颗粒的目的。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其包括，
7.滚筒筒体，其两端设置冷却介质进口、冷却介质出口，并分别通过旋转接头连接外部管路；所述滚筒筒体的侧壁近冷却介质出口处设高温颗粒进料口及进料管路，所述滚筒筒体的侧壁近冷却介质进口处设低温颗粒出料口及出料管路；所述滚筒筒体采用向冷却介质出口侧向下倾斜安装，确保高温颗粒在滚筒筒体内部从进料端移动到出料端；
8.若干扬料板，该扬料板呈l形，其一端沿滚筒筒体内壁周向间隔竖直设置于滚筒筒体内壁；
9.若干换热管，分别设置于所述滚筒筒体中央、滚筒筒体内壁及扬料板内侧；
10.驱动装置，其包括设置于滚筒筒体外部的齿环、驱动电机及相应的支撑结构。
11.优选的，所述滚筒筒体由内筒、外筒及内筒、外筒之间的保温材料组成。
12.优选的，所述换热管包括a型换热管、b型换热管；其中，a型换热管的外壁沿周向竖直设有翅片，形成翅片管；该a型换热管布置于滚筒筒体中央，优选的，所述翅片为环肋、柱肋或板肋。
13.优选的，所述滚筒筒体的冷却介质进口侧设有冷却介质分配器，和/或，冷却介质出口侧设有冷却介质集流器；所述冷却介质分配器与换热管相连。
14.优选的，所述换热管采用多个管程的方式在滚筒筒体内布置，管程数量为奇数；优选的，各换热管的管程阻力一致。
15.优选的，所述滚筒筒体的高温颗粒进料管路设高温颗粒进料器，该高温颗粒进料器为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体外，相应的，滚筒筒体侧壁的进料口设计为格栅开口；优选的，所述高温颗粒进料器密封与滚筒筒体之间的密封采用滑动密封形式。
16.优选的，所述滚筒筒体的高温颗粒出料口的出料管路设高温颗粒出料器，所述高
温颗粒出料器为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体外，相应的，滚筒筒体的侧壁的出料设计为格栅开口；优选的，所述高温颗粒出料器与滚筒筒体之间的密封采用滑动密封形式。
17.在本实用新型所述的滚筒式高温颗粒换热装置中：
18.所述扬料板的主要作用是抛洒高温颗粒。扬料板的长度、安装角度依据所处理的高温颗粒的流量确定。
19.所述扬料板内部安装有b型换热管，扬料板在抛洒高温颗粒的同时，b型换热管将驻留在扬料板内的高温颗粒冷却。
20.所述a型换热管外部焊接有翅片(环肋、柱肋、板肋等均可以采用)用以增强高温颗粒与管壁之间的换热，优选采用环肋翅片增强换热。
21.所述冷却介质分配器与a型换热管、b型换热管均相连，将冷却介质分配到各个换热管中。
22.所述a型换热管、b型换热管均可以采用多个管程的方式在滚筒内布置，管程数量为奇数(1，3，5
…
)。
23.所述a型换热管、b型换热管的管程阻力应当基本一致，以确保冷却介质不存在偏流现象。
24.所述滚筒筒体的内筒与外筒之间安装有保温材料，保温材料的层数、厚度、材料类型等，根据所处理的高温颗粒的温度水平进行设定。
25.所述高温颗粒进料器为环形套筒形式，套接在滚筒外筒的右侧，滚筒的内筒、外筒、保温材料在右侧进料部分做格栅开口，允许从高温颗粒从进料器落入滚筒内部，达到进料的目的。
26.所述进料器密封采用滑动密封形式，确保高温颗粒不从进料器和滚筒外筒之间漏出。
27.所述高温颗粒出料器为环形套筒形式，套接在滚筒外筒的左侧，滚筒的内筒、外筒、保温材料在左侧出料部分做格栅开口，允许从高温颗粒从滚筒内部落入出料器中，达到出料的目的。
28.所述出料器密封采用滑动密封形式，确保高温颗粒不从出料器和滚筒外筒之间漏出。
29.所述滚筒采用倾斜安装的方式，确保高温颗粒在滚筒内部从进料端移动到出料端。通过控制滚筒的旋转速度，控制颗粒的移动速度。
30.所述滚筒依靠滚筒外部的齿环与驱动电机驱动，外部应同时有支撑结构。
31.所述滚筒内填充率应当控制在30～70％之间，以确保装置的顺畅运行。
32.高温颗粒在滚筒内，被扬料板抛洒，同时与扬料板和滚筒壁面上的换热管进行换热，抛洒中的高温颗粒，与滚筒中心部分的翅片换热管接触，进而冷却。滚筒倾斜放置，高温颗粒在滚动过程中，逐步向滚筒出口移动，同时完成换热。滚筒内的换热管路可以通水或者气等冷却介质，冷却介质总管与外部的连接采用滑动接口进行连接。
33.本实用新型的优点在于：
34.1.本实用新型极限回收高温渣粒的余热，采用的冷却介质可以为水、空气等，冷却介质走管程(a型换热管、b型换热管)，高温颗粒走壳程，避免了冷却介质的污染。
35.2.本实用新型扬料板采用b型换热管覆盖，提高了扬料抛洒过程中的换热量。
36.3.本实用新型内筒内侧布置b型换热管，增加换热的同时，对内筒起到降温保护的作用。
37.4.本实用新型a型换热管外部安装翅片，进一步提高高温颗粒与换热管之间的换热效率。翅片可以选用环肋、柱肋、板肋等。
附图说明
38.图1为本实用新型实施例的纵剖面示意图。
39.图2为本实用新型实施例的截面示意图。
具体实施方式
40.参见图1、图2，本实用新型所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其包括，
41.滚筒筒体1，其两端设置冷却介质进口101、冷却介质出口102，并分别通过旋转接头连接外部管路；所述滚筒筒体1的侧壁近冷却介质出口102处设高温颗粒进料口及进料管路103，所述滚筒筒体1的侧壁近冷却介质进口101处设低温颗粒出料口及出料管路104；所述滚筒筒体1采用向冷却介质出口侧向下倾斜安装，确保高温颗粒在滚筒筒体1内部从进料端移动到出料端；
42.若干扬料板2，该扬料板2呈l形，其一端沿滚筒筒体1内壁周向间隔竖直设置于滚筒筒体1内壁；
43.若干换热管3，分别设置于所述滚筒筒体1中央、滚筒筒体1内壁及扬料板2内侧；
44.驱动装置(图中未示)，其包括设置于滚筒筒体1外部的齿环、驱动电机及相应的支撑结构。
45.优选的，所述滚筒筒体1由内筒11、外筒12及内筒11、外筒12之间的保温材料13组成。
46.优选的，所述换热管3包括a型换热管31、b型换热管32；其中，a型换热管31的外壁沿周向竖直设有翅片311，形成翅片管；该a型换热管31布置于滚筒筒体1中央，优选的，所述翅片311为环肋、柱肋或板肋。
47.优选的，所述滚筒筒体1的冷却介质进口101侧设有冷却介质分配器4，和/或，冷却介质出口102侧设有冷却介质集流器5；所述冷却介质分配器4与换热管3相连。
48.优选的，所述换热管3采用多个管程的方式在滚筒筒体内布置，管程数量为奇数；优选的，各换热管的管程阻力一致。
49.优选的，所述滚筒筒体1的高温颗粒进料管路103设高温颗粒进料器6，该高温颗粒进料器6为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体1外，相应的，滚筒筒体1侧壁的进料口设计为格栅开口；优选的，所述高温颗粒进料器6与滚筒筒体1之间的密封采用滑动密封形式。
50.优选的，所述滚筒筒体1的高温颗粒出料口的出料管路104设高温颗粒出料器7，所述高温颗粒出料器7为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体1外，相应的，滚筒筒体1的侧壁的出料设计为格栅开口；优选的，所述高温颗粒出料器7与滚筒筒体1之间的密封采用滑动密封形式。
51.本实用新型实施例装置的运行方式如下：
52.根据高温颗粒的流量，滚筒以特定转速回转运动；高温颗粒100从右侧进料器进入
滚筒筒体1，在扬料板2的作用下形成抛洒状态，与滚筒筒体1内的换热管3进行接触换热；由于滚筒筒体1倾斜安装(出料端低于进料端)，高温颗粒在滚筒筒体1内抛洒过程中逐渐由进料端移动到出料端，温度逐渐降低变为低温颗粒200，最终从高温颗粒出料器流出滚筒筒体1。期间，a型换热管带有翅片，强化颗粒与管路之间的传热；b型换热管布置在内筒内侧和扬料板内侧，对高温颗粒进行冷却。
53.冷却介质从冷却介质进口进入冷却介质分配器，分流至换热管中，与高温颗粒进行热交换(间壁式换热)，最终在冷却介质集流器汇聚，从冷却介质出口流出滚筒筒体。
54.另外，本实用新型通过调整滚筒的旋转速度，可以调节装置处理高温颗粒的能力；通过调整本装置冷却介质的流量，可以调整装置对高温颗粒的冷却强度。a型换热管上的翅片可以根据高温颗粒的粒径参数进行调整，以获得最好的换热能力。

技术特征：
1.一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，包括，滚筒筒体，其两端设置冷却介质进口、冷却介质出口，并分别通过旋转接头连接外部管路；所述滚筒筒体的侧壁近冷却介质出口处设高温颗粒进料口及进料管路，所述滚筒筒体的侧壁近冷却介质进口处设低温颗粒出料口及出料管路；所述滚筒筒体采用向冷却介质出口侧向下倾斜安装，确保高温颗粒在滚筒筒体内部从进料端移动到出料端；若干扬料板，该扬料板呈l形，其一端沿滚筒筒体内壁周向间隔竖直设置于滚筒筒体内壁；若干换热管，分别设置于所述滚筒筒体中央、滚筒筒体内壁及扬料板内侧；驱动装置，其包括设置于滚筒筒体外部的齿环、驱动电机及相应的支撑结构。2.如权利要求1所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述换热管包括a型换热管、b型换热管；其中，a型换热管的外壁沿周向竖直设有翅片，形成翅片管；该a型换热管布置于滚筒筒体中央。3.如权利要求2所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述翅片为环肋、柱肋或板肋。4.如权利要求1所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述滚筒筒体的冷却介质进口侧设有冷却介质分配器，和/或，冷却介质出口侧设有冷却介质集流器；所述冷却介质分配器与换热管相连。5.如权利要求1所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述换热管采用多个管程的方式在滚筒筒体内布置，管程数量为奇数。6.如权利要求5所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，各换热管的管程阻力一致。7.如权利要求1所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述滚筒筒体的高温颗粒进料管路设高温颗粒进料器，该高温颗粒进料器为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体外，相应的，滚筒筒体侧壁的进料口设计为格栅开口。8.如权利要求7所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述高温颗粒进料器密封与滚筒筒体之间的密封采用滑动密封形式。9.如权利要求1所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述滚筒筒体的高温颗粒出料口的出料管路设高温颗粒出料器，所述高温颗粒出料器为环形套筒形式，其套接在滚筒筒体外，相应的，滚筒筒体的侧壁的出料设计为格栅开口。10.如权利要求9所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述高温颗粒出料器与滚筒筒体之间的密封采用滑动密封形式。11.如权利要求1～10中任何一项所述的强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，其特征在于，所述滚筒筒体由内筒、外筒及内筒、外筒之间的保温材料组成。

技术总结
一种强化冷却的滚筒式高温颗粒换热装置，包括，滚筒筒体，其两端设置冷却介质进、出口，并分别通过旋转接头连接外部管路；滚筒筒体的侧壁近冷却介质出口处设高温颗粒进料口及进料管路，滚筒筒体的侧壁近冷却介质进口处设低温颗粒出料口及出料管路；所述滚筒筒体向冷却介质出口侧向下倾斜安装，确保高温颗粒在滚筒筒体内部从进料端移动到出料端；若干扬料板，扬料板呈L形，其一端沿滚筒筒体内壁周向间隔竖直设置于滚筒筒体内壁；若干换热管，分别设置于滚筒筒体中央、滚筒筒体内壁及扬料板内侧；所述滚筒筒体为倾斜安装，通过控制滚筒的旋转速度，控制颗粒的移动速度。驱动装置，其包括设置于滚筒筒体外部的齿环、驱动电机及相应的支撑结构。的支撑结构。的支撑结构。


技术研发人员：肖永力 豆瑞锋 刘训良 楼国锋 苏福永 温治
受保护的技术使用者：宝山钢铁股份有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/7/12