一种物料冷却装置.pdf

本发明公开了一种物料冷却装置，该物料冷却装置包括壳体（1）、旋转料床（2）、进料管（3）、出料管（5）和驱动装置（6），进料管穿过壳体伸入该内腔中，驱动装置驱动旋转料床旋转以使得物料能够在旋转料床上径向向内流动，并从出料管流出，其中物料冷却装置还包括混料板（8）和冷却液喷射系统，该冷却液喷射系统包括设置在旋转料床上方以朝向物料表面喷射冷却液的多个顶部喷头（9），混料板连接于壳体上并朝向旋转料床插入物料中，以结合旋转料床的旋转而翻动物料。这样，结合顶部喷头对旋转物料进行均匀降温。还可通过插入到混料板的后部空间中的插入喷头（11），对由混料板翻动的物料进行充分地喷射冷却液，进一步增强降温效果，满足工艺要求。

权利要求书
1.  一种物料冷却装置，该物料冷却装置包括壳体（1）、旋转料床（2）、进料管（3）、 出料管（5）和驱动装置（6），所述旋转料床（2）设置在所述壳体（1）的内腔中，所述 进料管（3）穿过所述壳体（1）并朝向所述旋转料床（2）向下延伸，所述驱动装置（6） 驱动所述旋转料床（2）和该旋转料床上的物料旋转，并使得所述物料从所述出料管（5） 流出，其中，所述物料冷却装置还包括混料板（8）和冷却液喷射系统，该冷却液喷射系 统包括设置在所述旋转料床（2）上方以朝向物料表面喷射冷却液的多个顶部喷头（9）， 所述混料板（8）连接于所述壳体（1）上并朝向所述旋转料床（2）插入所述物料中，以 结合所述旋转料床（2）的旋转而翻动所述物料。

2.  根据权利要求1所述的物料冷却装置，其中，所述混料板（8）相对于所述旋转 料床（2）的旋转方向（w）反向插入所述物料中，所述混料板（8）的前端面（81）形成 为倾斜面。

3.  根据权利要求2所述的物料冷却装置，其中，所述冷却液喷射系统还包括下悬 喷管（10）和插入喷头（11），所述混料板（8）的后端面（82）与所述旋转料床（2）的 上表面之间形成有后端面夹角（d），所述插入喷头（11）设置在所述后端面（82）与所 述旋转料床（2）的上表面之间的后部空间中，所述插入喷头（11）安装在所述下悬喷管 （10）的一端上，该下悬喷管（10）的另一端穿过所述混料板（8）向上延伸。

4.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述后端面夹角（d）不大于60°。

5.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述插入喷头（11）固定安装在 所述下悬喷管（10）上并且喷射方向设置为朝向所述混料板（8）的后方。

6.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述插入喷头（11）围绕所述下 悬喷管（10）可转动地安装在该下悬喷管（10）上。

7.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述冷却液喷射系统还包括供液 主管道，该供液主管道分别连接多个所述顶部喷头（9）以输送冷却液，所述下悬喷管（10） 的下端安装所述插入喷头（11），上端可转动地连接于所述供液主管道。

8.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述下悬喷管（10）包括穿过所 述混料板（8）向上延伸的竖直段和从该竖直段水平延伸出的水平段，所述插入喷头（11） 安装于所述水平段的末端上。

9.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，所述下悬喷管（10）的所述竖直 段和/或水平段为长度可调节的喷管。

10.  根据权利要求3所述的物料冷却装置，其中，该物料冷却装置还包括位于所述 壳体（1）的内腔中的安装杆（12），该安装杆（12）的顶端连接于所述壳体（1）上，底 端与所述混料板（8）铰接，以使得该混料板（8）的所述后端面夹角（d）能够调节。

说明书一种物料冷却装置
技术领域
本发明涉及一种物料冷却装置，特别地，涉及用于对热解后的高温半焦或煤等物料 进行冷却处理的一种激冷器。
背景技术
褐煤通过干燥器或热解器进行热解后，会形成高温的半焦或煤等热解后物料，需要 进入作为物料冷却装置的激冷器中进行降温。激冷器内的旋转料床不断旋转，带动落入 该旋转料床上的热解后物料旋转并接受降温处理，达到工艺要求后进入下一级工艺设备 中。在这过程中，考虑到热解后物料的处理量较大（单个热解器的褐煤处理量达几千吨 每天），温度很高（达500℃左右），在激冷器中进行冷却处理时，需要控制物料在旋转料 床上的停留时间，防止造成自燃等情况发生。这就需要设计一套适合于激冷器中对高温 且量大的物料进行有效的冷却处理的系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种物料冷却装置，能够根据工艺要求以有效地对物料进行及 时有效地冷却降温。
为实现上述目的，本发明提供了一种物料冷却装置，包括壳体、旋转料床、进料管、 出料管和驱动装置，所述旋转料床设置在所述壳体的内腔中，所述进料管穿过所述壳体 并朝向所述旋转料床向下延伸，所述驱动装置驱动所述旋转料床和该旋转料床上的物料 旋转，并使得所述物料从所述出料管流出，其中，所述物料冷却装置还包括混料板和冷 却液喷射系统，该冷却液喷射系统包括设置在所述旋转料床上方以朝向物料表面喷射冷 却液的多个顶部喷头，所述混料板连接于所述壳体上并朝向所述旋转料床插入所述物料 中，以结合所述旋转料床的旋转而翻动所述物料。
优选地，所述混料板相对于所述旋转料床的旋转方向反向插入所述物料中，所述混 料板的前端面形成为倾斜面。
优选地，所述冷却液喷射系统还包括下悬喷管和插入喷头，所述混料板的后端面与 所述旋转料床的上表面之间形成有后端面夹角，所述插入喷头设置在所述后端面与所述 旋转料床的上表面之间的后部空间中，所述插入喷头安装在所述下悬喷管的一端上，该 下悬喷管的另一端穿过所述混料板向上延伸。
优选地，所述后端面夹角不大于60°。
优选地，所述插入喷头固定安装在所述下悬喷管上并且喷射方向设置为朝向所述混 料板的后方。
优选地，所述插入喷头围绕所述下悬喷管可转动地安装在该下悬喷管上。
优选地，所述冷却液喷射系统还包括供液主管道，该供液主管道分别连接多个所述 顶部喷头以输送冷却液，所述下悬喷管的下端安装所述插入喷头，上端可转动地连接于 所述供液主管道。
优选地，所述下悬喷管包括穿过所述混料板向上延伸的竖直段和从该竖直段水平延 伸出的水平段，所述插入喷头安装于所述水平段的末端上。
优选地，所述下悬喷管的所述竖直段和/或水平段为长度可调节的喷管。
优选地，该物料冷却装置还包括位于所述壳体的内腔中的安装杆，该安装杆的顶端 连接于所述壳体上，底端与所述混料板铰接，以使得该混料板的所述后端面夹角能够调 节。
在根据本发明的物料冷却装置中，通过增设具有多个顶部喷头的冷却液喷射系统， 能够以强制换热方式对热解后的物料进行降温，而且通过增设的混料板以翻动料流，结 合顶部喷头对旋转物料进行均匀降温，防止物料自燃并进行氧化水合反应等。进一步地， 还可通过插入到混料板的后部空间中的插入喷头，对由混料板翻动的物料进行充分地喷 射冷却液，进一步增强降温效果，满足工艺要求。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体 实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的优选实施方式的物料冷却装置的结构示意图；
图2为图1所示的物料冷却装置内的旋转料床的俯视图，图中以8个圆圈形式显示 了安装的8个顶部喷头的安装位置和喷射范围；以及
图3为图1所示的物料冷却装置内的混料板、下悬喷管和插入喷头的安装结构示意 图。
附图标记说明
1   壳体            2   旋转料床
3   进料管          4   排气腔室
5   出料管          6   驱动装置
7   水封槽          8   混料板
9   顶部喷头        10  下悬喷管
11  插入喷头        12  安装杆
13  导流板
81  前端面          82  后端面
d   后端面夹角      w   旋转方向
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述 的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附 图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描 述用词；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、 外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明提供了一种物料冷却装置，包括壳体1、旋转料床2、进料管3、 出料管5和驱动装置6，旋转料床2设置在壳体1的内腔中，进料管3穿过壳体1并朝向 旋转料床2的上表面的外环部分伸入，出料管5接合于旋转料床2的中心孔部分上以承 接物料，驱动装置6驱动旋转料床2旋转以使得物料能够在旋转料床2上径向向内流动， 并最终从出料管5流出。优选地，结合图2可见，旋转料床2上划分成多个环圈（在图2 中以虚线标识），以便于理解物料从外环向内环旋转移动的过程，其中的所述环圈可以是 虚拟形式存在的，即实际的旋转料床2上并不未刻划或显示。所述多个环圈上依次布置 有多个导流板13，使得从进料管3落入旋转料床2的物料（即热解后的高温半焦或煤等） 首先堆积在旋转料床2的上表面的外环部分，通过设定高度安装的刮板（图中未显示） 刮平整后，由于旋转料床2的旋转带动以及导流板13的导流作用，而且进一步地，可将 旋转料床2的上表面设计成径向由外至内向下倾斜，这样促使物料在旋转料床2上旋转 的同时不断地径向向内逐渐移动，最终移动至中心孔部分上，从而通过出料管5流出， 进入下一级工艺设备中。
在本实施方式中，物料冷却装置以用于褐煤处理的干燥器或热解器的下一级工艺设 备，即激冷器为例进行具体阐述。物料经过激冷器的目的是使高温物料降温，但考虑到 物料处理量大、物料温度高且料层较厚，因而需要控制物料在旋转料床2上的停留时间， 防止产生自燃等现象。若采用洒冷却液降温，则由于堆积在激冷器的旋转料床2上的料 层较厚（一般达几百毫米），仅进行表层喷洒难以使得冷却液渗透到底层物料，这会造成 冷却不均甚至底层物料自燃。若喷洒的液量过大，则会形成液态液与冷却后的物料从激 冷器下部的出料管一并排出，这显然也不符合工艺要求。为此，作为总的发明构思，在 图1所示的根据本发明的激冷器中，还特别设置了混料板8和冷却液喷射系统。如图1 和图2所示，该冷却液喷射系统包括设置在旋转料床2上方以朝向该旋转料床2上的物 料表面喷射冷却液的多个顶部喷头9，图2中显示设置了八个顶部喷头9，八个顶部喷头 的安装位置和喷射范围在图中相应显示为圆心和圆圈形式，当然具体的顶部喷头9的位 置、数量、喷液量大小和安装高度等可根据工艺要求调整。此外，混料板8固定连接于 壳体1上并朝向旋转料床2插入物料中，以结合旋转料床2的旋转而翻动并混合物料。
在本发明中，通过在旋转料床2上方设置多个顶部喷头9以强制换热方式对干燥或 热解后的物料进行降温，顶部喷头9优选为喷液量可调节式喷头，使得喷出的液量正好 满足降低半焦煤质工艺需求温度的液量，既防止液量过小而使得物料自燃并进行氧化水 合反应，也防止液量过大而使得冷却液随半焦煤一并从出料管5排出。然而，考虑到料 层厚度较大，通过顶部喷头9在上方喷射的冷却液难以通过自然渗透方式有效地冷却到 底层的物料，因而增设了混料板8以翻动料流，使底层高温物料和表层降温后的物料位 置互换，相互混合。这样，混料板8结合顶部喷头9的使用可将冷却液均匀喷洒在旋转 移动的物料上，使降温更均匀，效果更佳。同时，热解后的高温物料遇冷却液冷却后会 产生的大量高温蒸汽，从激冷器上部的排气腔室4排出。这些蒸汽一般带有一定腐蚀性， 因而本实施方式中的激冷器的旋转料床2和壳体1的内侧均砖砌有耐火材料，旋转料床2 和壳体1的钢结构都采用耐腐蚀不锈钢。
如图1所示的激冷器中，旋转料床2的支承采用中心回转轴承的形式。驱动装置6 采用液压马达和减速机的结构，通过销齿传动为旋转料床2的旋转提供动力，并达到调 节转速的目的。整套驱动装置6安装在激冷器的壳体1外，旋转料床2与激冷器的壳体1 之间通过侧边的水封槽7进行密封，防止水蒸汽和反应气体从激冷器中泄漏而造成对外 界的污染。当然本实施方式中仅作举例，本领域技术人员可以理解的是，对于旋转料床2 的支承和旋转驱动方式可有多种形式及结构，同样地，对激冷器的密封方式也可有各种 形式，在此不再一一列举。
如图3所示，混料板8相对于旋转料床2的旋转方向w反向插入物料中，混料板8 的前端面81（即面对旋转物料的端面）形成为倾斜面，以减小冲击并便于物料顺畅流动， 同时底层部分的旋转物料接触倾斜面后产生翻动，从而顶部喷头9喷射的冷却液能够喷 洒到底层物料上。
进一步地，冷却液喷射系统还包括下悬喷管10和插入喷头11，混料板8的后端面 82与旋转料床2的上表面之间形成有后端面夹角d，插入喷头11设置在混料板8的后端 面82与旋转料床2的上表面之间的后部空间中，插入喷头11安装在下悬喷管10的一端 上，该下悬喷管10的另一端穿过混料板8向上延伸。这样，通过设置穿过混料板8的插 入喷头11，在混料板8的后部空间内直接朝向料层的中间和底层部分喷洒冷却液，使得 冷却速度更快、更均匀且效果最优，满足工艺要求。其中，混料板8的后端面夹角d是 形成所述后部空间的大小的关键因素，在过大或过小的情况下，都会使得后部空间较小 而不利于安装插入喷头11，在本实施方式中后端面夹角d设计为不大于60°。
在插入喷头11固定安装且位置不必调整时，将插入喷头11固定安装在下悬喷管10 上并且喷射方向设置为朝向混料板8的后方，以形成最大范围的喷射角度和喷射面积。 可选择地，插入喷头11也可围绕下悬喷管10可转动地安装在该下悬喷管10上。如图3 所示，当下悬喷管10包括穿过混料板8向上延伸的竖直段和从该竖直段水平延伸出的水 平段时，插入喷头11安装于水平段的末端上。此时，可将插入喷头11和水平段设计为 围绕下悬喷管10的竖直段可旋转，竖直段固定安装并静止，从而使插入喷头11的喷射 角度最大化，喷射面最大限度地覆盖混料板8的后部空间。此外，还可将下悬喷管10的 竖直段和水平段及其插入喷头11均围绕竖直段的中心轴线旋转，此时下悬喷管10的上 端优选为可转动地连接于冷却液喷射系统的供液主管道（未显示）上。该供液主管道分 别连接多个顶部喷头9和多个插入喷头11以输送冷却液。本领域技术人员可以理解的是， 上述管道之间的可旋转连接结构可具有多种实现方式，例如关节铰接形式等，在此不再 详述。
此外，下悬喷管10的竖直段和/或水平段优选为长度可调节的喷管，从而可根据混 料板8的位置、混料板8的后部空间大小以及物流流动特征等对下悬喷管10和插入喷头 11进行适应性调节，以获得对物料的最佳降温效果。同样地，混料板8的安装位置也优 选为可调形式，使得后部空间可调节。如图3所示，混料板8通过安装杆12连接于壳体 1上，例如壳体1顶部的横梁（未显示）上，混料板8的一端可转动地铰接于安装杆12 上，从而后端面夹角d能够调节，以便于安装和调节插入喷头11的各个参数。
综上，通过本发明设计的物料冷却装置（激冷器）尤其适用于工业化大规模的干燥 或热解处理后的褐煤等物料。由于冷却效果好且冷却效率高，可达到工艺要求，防止干 燥物料自燃并进行氧化水合反应，提高激冷器的处理产能。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施 方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾 的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种 可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发 明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。