[发明专利]立式热交换器

说明书

技术领域

本技术涉及立式热交换器、预热器、烘干器、冷却器或者立式窑，用于对块状物料进行热交换，对物料进行加热、冷却或者对物料进行加热的同时使之发生反应。

背景技术

一般块状物料的烘干大多采用回转筒式烘干机。这种烘干机的回转筒是呈一定角度倾斜布置，物料由高端送入回转筒内，与热烟气进行热交换。烘干后，物料从低端排出。为提高烘干效率，一般在回转筒体上安装扬料装置，将物料举到一定高度再抛洒下来，大大增加物料与烟气的接触面积。这种回转烘干机通常占地面积较大，热效率并不高，造价较高，一般置于厂房内，其传动机构维护维修复杂，排放的粉尘浓度大。它还有一个不足是，容易造成物料的破碎。如果是烘干兰炭采用这种烘干机，破损率就会很高。

现在的立式烘干机，其筒体内部有多层分撒料的上小下大的伞形体和上大下小的喇叭形体。其原理是物料从烘干机的顶部喂入，经喇叭形体的内部、伞形体外周与筒体内壁之间的间隙逐层流淌分洒，自由落到底部，热气流则从烘干机的底部进入，在上升过程中与物料进行热交换。这种立式烘干机通常比较高，高径比大，同样存在较大的物料破碎问题。

发明内容

本技术的目的是提供一种体积小、物料破损少、造价低、热交换效率高的立式热交换器。

本立式热交换器，包括筒体，在筒体上端设置有进料管，在筒体下端设置有出料管，在筒体内下部设置有分料导流装置，分料导流装置与筒体内壁之间具有供物料通过的间隙；出料管上设置有出料装置；下风管穿过筒体伸入到在分料导流装置下方与物料之间的形成的下部空间内；上风管穿过筒体伸入到在筒体内顶部与物料之间形成的上部空间内；上风管和下风管中的一个是进风管，另一个是出风管。

对于本技术来说，当进风管进入温度较高的气体，出风管排出温度较低的气体，它就相当于用于对物料进行加热的热交换器（烘干器），或者相当于用于对物料进行预加热的预热器。当进风管进入温度较低的气体，出风管排出温度较高的气体，它就相当于用于对物料进行冷却的热交换器（冷却器）。当进风管进入温度很高的烟气，出风管排出温度较低的烟气，它就相当于立式窑，物料在立式窑内不但与烟气有物理的热交换过程，物料还有化学反应的过程。至于是上风管还是下风管作为进风管均可（当然，上风管是进风管时，下风管则为出风管；上风管是出风管时，下风管则为进风管）。为了便于描述，下面以下风管作为进入温度较高气体的进风管，上风管作为排出温度较低气体的出风管。本技术适用于对块状物料的传热传质。

本技术与现有的立式烘干机区别：

现有的立式烘干机，在物料自由向下流淌时，在筒体同一个横截面上的物料具有分布的随机性，也就是说，物料之间的距离大小不同。为了使得气体与物料进行热交换，气体需要从物料之间穿过，物料之间有间隙是必须的。但是该间隙的大小是不可控制的（在筒体同一个横截面上的间隙可能不同），这导致气体“短路”，或者说，在筒体同一个横截面上的气体压力不同。这就造成了对物料烘干的不均匀。另外，对于块状物料，在自由向下流淌必然会带来较高的破损率。

本技术则不同，本技术中，物料的排出是依靠出料管上的出料装置控制，物料从进料管进入筒体。在出料装置动作，物料从出料管排出时，物料经进料管进入筒体，筒体内的物料是上下紧密相连，不会有断层。因此，本技术中，物料的流动不是象现有的立式烘干机那样的自由下落，而是受控的移动；这使得物料之间的间隙是基本相同的，因此，从物料之间的间隙内流过的气体，在筒体同一个横截面上的气体压力基本相同，气体不会“短路”，气体与物料热交换是均匀的，保证了物料的均质性。同时，也提高了气体与物料的热交换效率。另外，本技术中，物料是受控向下移动，与自由向下流淌相比，必然破损率低，本技术尤其适用于对兰炭的烘干。另外，本技术相对于现有的筒体内部有多层分撒料的伞形体和喇叭形体的立式烘干机来说，筒体高度可以较低，体积小。

上述的立式热交换器，在同一个横截面上沿着径向方向，所述间隙是相等的。所述间隙相等，从间隙内流过的物料在在同一个横截面上更加均匀，进一步保证了在筒体同一个横截面上的气体压力基本相同，这样，气体与同一个横截面上的物料热交换是更加均匀，保证了物料的均质性。

上述的立式热交换器，分料导流装置是上小下大的锥形体；或者分料导流装置是一块平板。

上述的立式热交换器，所述进料管和出料管均为一个，筒体、进料管、出料管同轴。最好，上风管靠近其端部的末段与进料管是同轴结构，下风管靠近其端部的末段与筒体同轴。