[发明专利]一种用于冷却固体颗粒的冷却器

说明书

本发明公开了一种用于冷却固体颗粒的冷却器，属于化工装置技术领域。本发明的一种用于冷却固体颗粒的冷却器，包括壳体和装配于壳体内的多个管束组件；壳体上端设有排气口、进料口，壳体下端设有出料口，管束组件包括装配于壳体上段的套管式集箱，套管式集箱连接有向下延伸的若干束换热管单元；套管式集箱包括装配于壳体上段的外集箱和套装于外集箱内的内集箱，内集箱上设有进液口，该进液口穿出外集箱后从壳体穿出；所述外集箱上设有出汽液口，该出汽液口从壳体穿出；换热管单元包括外套管和插入于外套管内的内套管，内套管上端穿入外集箱后与内集箱相连通，外套管上端与外集箱相连通。本发明能够用于冷却固体颗粒，换热效率高。

技术领域

本发明涉及一种冷却器，特别是一种用于冷却固体颗粒的冷却器，属于化工装置技术领域。

背景技术

固体颗粒冷却一直是化工、煤化工、冶金工业等行业的难题。有些固体颗粒温度很高，且颗粒细，不能用喷水的方式冷却，冷却起来比较困难。比如固态排渣的煤气化炉排出的渣温度高达1100℃，细灰粒径低至几十微米；煤热解的产品兰炭（焦末）温度600℃，粒径小于800微米。

故亟需设计一种能够用于冷却固体颗粒的冷却器迫在眉睫。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于冷却固体颗粒的冷却器，本发明能够冷却固体颗粒。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于冷却固体颗粒的冷却器，包括壳体和装配于壳体内的多个管束组件；所述壳体上端设有排气口以及用于固体颗粒进料的进料口，壳体下端设有用于固体颗粒出料的出料口，管束组件位于进料口与出料口之间；所述管束组件包括装配于壳体上段的套管式集箱，套管式集箱连接有向下延伸的若干束换热管单元；所述套管式集箱包括装配于壳体上段的外集箱和套装于外集箱内的内集箱，所述内集箱上设有进液口，该进液口穿出外集箱后从壳体穿出；所述外集箱上设有出汽液口，该出汽液口从壳体穿出；所述换热管单元包括外套管和插入于外套管内的内套管，所述外套管下端为盲端，内套管下端插入至外套管下端、并与外套管相连通；内套管上端穿入外集箱后与内集箱相连通，外套管上端与外集箱相连通。

采用本发明时，高温的固体颗粒从进料口进入壳体内，在自身重力的作用下，固体颗粒在壳体内沿各个管束组件之间的间隙向下运动，同时与管束组件内流通的饱和锅炉水进行热交换，固体颗粒温度降低后从出料口排出，而固体颗粒夹杂的气体从排气口排出。同时，对于管束组件而言，饱和锅炉水从进液口进入内集箱后，分流入每根与该内集箱相连通的内套管内，在内套管内向下流动，然后从内套管下端流入外套管下端后向上折回，然后沿外套管与内套管之间的环隙向上流动进入外集箱（在此过程中，饱和锅炉水与外套管外的固体颗粒逆流换热、并被汽化），换热后形成的水汽混合物流经外集箱与内集箱之间的环隙从出汽液口流出。本发明的冷却器能够用于冷却固体颗粒。传统的换热设备都需要采用管板的设计，而本发明的冷却器不采用管板，就这没有热膨胀引起的应力，本发明采用了套管式集箱作为换热管单元的支撑，设备易于大型化，套管式集箱相对于管板而言，材料的档次要求低，降低了冷却器的制造费用，经济性好。并且得益于本发明管束组件的设计，还能够减少固相空间布管死区，从而增加了单位体积换热面积，提高了换热效率。

本发明的一种用于冷却固体颗粒的冷却器,所述外集箱顶部装配有用于保护外集箱的折流器，用以避免来自进料口的固体颗粒直接落在外集箱顶部，该折流器呈倒V形并沿外集箱轴向分布。在运行过程中，如果没有折流器的设计，外集箱顶部将直接承受来自进料口的高温固体颗粒，使得外集箱容易被磨损、并且长期处于高温状态；而采用折流器的设计时，使得从进料口进入的高温固体颗粒被折流器改变流向，固体颗粒从外集箱侧向沿外套管向下流动；这就减少甚至避免了外集箱的磨损，降低了外集箱所承受的热强度，从而提高了冷却器的使用寿命。