阅读说明：本技术 一种冷却器 (Cooling device ) 是由 林东杰 甘晓雁 霍耿磊 章刚 马超 刘颖 刘春雷 焦子阳 于 2019-04-28 设计创作，主要内容包括：本申请实施例提供了一种冷却器,包括：壳体,其上端部设有进料口,其下端部设有出料口；流化气分布器,其设在壳体内的下端部,且在流化气分布器分布器的上方形成第一流化床层；至少一个流化气分布板,其设在壳体内,并与壳体的内壁连接,且位于流化气分布器的上方,每个流化气分布板的上方分别形成第二流化床层；换热管,其竖向设置在壳体内,并穿设在流化气分布板上；其中,每个流化气分布板上均竖向穿设有溢流管,溢流管的上端口位于其所设置的流化气分布板所形成的第二流化床层内,溢流管的下端口位于其所设置的流化气分布板的下部。其能够提高对待冷却的物料的冷却效率,减少待冷却的物料溢出及节省动能。(An embodiment of the present application provides a cooler, including: the upper end part of the shell is provided with a feeding hole, and the lower end part of the shell is provided with a discharging hole; the fluidization gas distributor is arranged at the lower end part in the shell, and a first fluidized bed layer is formed above the fluidization gas distributor; at least one fluidization gas distribution plate which is arranged in the shell, is connected with the inner wall of the shell and is positioned above the fluidization gas distributor, and a second fluidization bed layer is respectively formed above each fluidization gas distribution plate; the heat exchange pipe is vertically arranged in the shell and penetrates through the fluidization air distribution plate; an overflow pipe vertically penetrates through each fluidizing gas distribution plate, the upper port of the overflow pipe is positioned in a second fluidized bed formed by the fluidizing gas distribution plates arranged on the overflow pipe, and the lower port of the overflow pipe is positioned at the lower part of the fluidizing gas distribution plate arranged on the overflow pipe. The cooling efficiency of the material to be cooled can be improved, the overflow of the material to be cooled is reduced, and the kinetic energy is saved.)

一种冷却器

技术领域

本申请实施例涉及粉尘分离技术领域，尤其涉及一种冷却器。

背景技术

在煤化工、冶金、食品加工等诸多的领域都涉及到对高温超细粉体的冷却，在煤炼焦时，尤其是粉煤高温热解是一种洁净煤利用技术，在近年来得到快速的发展，被越来越广泛的利用，而其中的对粉焦的冷却是粉煤高温热解以及焦化领域中不可缺少的工艺环节，具体地，超细粉体的冷却技术是通过间接冷却的方式将流化态的超细粉体从高温冷却至常温，并同时回收粉体的余热，进而方便对降温后的粉体进行储存运输。

目前，在工业上使用的以粉焦为代表的超细粉体冷却技术主要有流化床冷却，低水分冷却等方法，其中，在流化床冷却时是使氮气等惰性气体在流化床内与粉体进行直接接触，从而达到冷却降温的目的。该方法具有设备简单，投资小等优点，但是，其在对超细粉体，尤其是粉焦等超细粉体进行冷却时，由于要从500-800℃降低至100℃左右，降温幅度大且需要冷却的热量也会很大，进而使得冷却的惰性气体流量变大，且大大超过粉体的沉降速度，最终造成大量粉体随惰性气体排出冷却器，加大了后端的分离难度且会对空气造成污染；而低水分冷却又称喷雾冷却，其原理是利用水蒸发成蒸汽的气化过程来吸收超细粉体的余热，从而大大减少气体量，减少飞灰，但是，该方法由于水蒸气无法回收，会造成大量的水资源浪费，同时也会造成粉体的湿度增加，对于粉体的质量有明显影响。

发明内容

本申请实施例提供了一种能够依次对待冷却的物料进行多次降温的冷却器。

本申请实施例提供的一种冷却器，包括：

壳体，其上端部设有进料口，其下端部设有出料口；

流化气分布器，其设在所述壳体内的下端部，且在所述流化气分布器的上方形成第一流化床层；

至少一个流化气分布板，其设在所述壳体内，并与所述壳体的内壁连接，且位于所述流化气分布器的上方，每个所述流化气分布板的上方分别形成第二流化床层；

换热管，其竖向设置在所述壳体内，并穿设在所述流化气分布板上；

其中，每个所述流化气分布板上均竖向穿设有溢流管，所述溢流管的上端口位于其所设置的流化气分布板所形成的第二流化床层内，所述溢流管的下端口位于其所设置的流化气分布板的下部，其中，待冷却的物料由所述上端口进入所述溢流管并从所述下端口溢出。

在本申请的一些实施例中，所述冷却器还包括：

上封头，其设在所述壳体内的上端部，所述上封头形成有密闭的第一容纳腔，所述换热管的上端与所述第一容纳腔连通，所述上封头上还设有与所述第一容纳腔连通且伸出所述壳体的第一出气管；

下封头，其设在所述壳体内的下端部，且位于所述流化气分布板的上方，所述下封头形成有密闭的第二容纳腔，所述换热管的下端与所述第二容纳腔连通，所述下封头上还设有与所述第二容纳腔连通且伸出所述壳体的第一进液管。

在本申请的一些实施例中，所述冷却器还包括：

气液分离罐，其上设置有与所述第一出气管相连通的管路，所述气液分离罐的上端部设有排气口，所述气液分离罐的下端部设有出液口。

在本申请的一些实施例中，所述出液口与所述第一进液管路连通以使所述气液分离罐分离出的液态的换热介质经所述第一进液管进入所述第二容纳腔。

在本申请的一些实施例中，所述冷却器还包括：

流化气进口管，其设置在所述壳体上并伸入至所述壳体内且位于所述流化气分布器的下方，所述流化气进口管的供气口朝向所述壳体的底部设置。

在本申请的一些实施例中，在所述换热管为多个时，多个所述换热管围成呈柱状设置，每个所述流化气分布板上均穿设有多个溢流管，且所述多个溢流管均围绕由所述换热管形成的柱状的至少部分设置。

在本申请的一些实施例中，每个所述溢流管伸入至其所设置的流化气分布板所形成的第二流化床层内的长度尺寸不小于所述第二流化床层的高度的三分之一。

在本申请的一些实施例中，所述流化气分布板为多个，相邻两个所述流化气分布板上的所述溢流管相互错位设置。

在本申请的一些实施例中，每个所述流化气分布板均可调节的套设在所述换热管上，以调节其所形成的第二流化床层的高度。

在本申请的一些实施例中，每个所述溢流管的下端口的口径尺寸小于所述溢流管的上端口的口径尺寸。

基于上述实施例的公开可以获知，本申请实施例具备如下的有益效果：其通过设置一个第一流化床层以及至少一个的第二流化床层，实现通过多个流化床层对待冷却的物料进行逐步冷却，在能够保证流化床层流化稳定的前提下，调节床层高度，增大冷却处理量，并且，同时设置竖向设置的换热管，以利用换热管内的换热介质同时对待冷却的物料进行冷却，使得待冷却的物料能够被进行充分的热交换并完成冷却，避免待冷却的物料随流化床层中的惰性气体溢出，此外，竖向设置的换热管内的换热介质还能够在吸收热量后形成密度差进行自行循环，减少循环所需的动能消耗，进而实现在提高对待冷却的物料的冷却效率的同时，减少待冷却的物料的溢出以及对动能的损耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的冷却器的整体结构示意图；

图2为本申请实施例的冷却器的部分结构示意图。

如图标记

1、壳体；11、进料口；12、出料口；

2、流化气分布器；21、第一流化床层；

3、流化气分布板；31、第二流化床层；

4、换热管；5、溢流管；6、上封头；7、下封头；

8、气液分离罐；81、出液口；9、流化气进气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请实施例提供的一种冷却器，如图1和图2所示，冷却器包括壳体1、流化气分布器2、换热管4以及至少一个流化气分布板3，所述壳体1的上端部设有进料口11，用以通过所述进料口11向所述壳体1内放入待冷却的物料，所述壳体1的下端部设有出料口12，用以将冷却后的物料通过所述出料口12送出；所述流化气分布器2设在所述壳体1内的下端部，且在所述流化气分布器2的上方形成第一流化气床层21，所述流化气分布器2采用特殊结构，其能够满足固体流化，同时还不会阻挡固体下落至所述流化气分布器2的下面，进而通过出料口12排出；所述至少一个流化气分布板3，其设在所述壳体1内，并与所述壳体1的内壁连接，且位于所述流化气分布器2的上方，每个所述流化气分布板3的上方分别形成第二流化气床层31，其中，第一流化气床层21具体为所述流化气分布器2和与所述第一流化气床层21相邻的所述第二流化气床层31之间的区域；所述换热管4竖向设置在所述壳体1内，并穿设在所述流化气分布板3上，所述换热管4中设有用以对待冷却的物料进行冷却的换热介质，换热介质可以为冷却水；其中，每个所述流化气分布板3上均竖向穿设有溢流管5，所述溢流管5的上端口位于其所设置的流化气分布板3所形成的第二流化气床层31内，所述溢流管5的下端口位于其所设置的流化气分布板3的下方，其中，待冷却的物料由所述上端口进入所述溢流管5并从所述下端口溢出，此外，竖向设置的换热管4能够使得换热管4内形成气液混合流，可设置气化率不超过0.3，以能够形成较为均匀的气液分布，增加换热系数，且整个的换热介质在换热管4中通过密度差的作用进行自行循环，进而减小了循环所需的动能消耗。

在实际对待冷却的物料进行冷却时，待冷却的物料经由壳体1上端部的进料口11进入壳体1后，会在由流化气分布板3所形成的第二流化气床层31中被进行冷却，具体地，待冷却的物料会同时与第二流化气床层31中的气体以及换热管4(实际是被换热管4中的换热介质冷却)热交换，若第二流化气床层31为多个，则待冷却的物料会经由溢流管5进入与所述待冷却的物料当前所在的第二流化气床层31的下方的下一个第二流化气床层31，进行进一步冷却，并在依次经过多个第二流化气床层31后会进入由流化气分布器2所形成的第一流化气床层21中，并在第一流化气床层21中完成冷却后通过壳体1的下端部的出料口12将冷却后的物料排出，通过设置多个流化床层的方式，其能够极大的减小流化床层中对惰性气体的消耗，提高惰性气体的使用效率，提高冷却器的处理量，避免过高的流化床层造成的流化床沟流、死区、偏流等不稳定现象(相比于现有技术中采用单一的通过流化床层对待冷却的物料进行冷却的方式)。在本实施例中，所述壳体1包括由内到外依次设置的耐磨层、保温层和耐压层，其中，耐磨层和保温层均由耐火材料构成，耐压层主要为金属材料；流化气分布器2用以使其上方形成第一流化气床层21，以进行气体和待冷却物料的再分布，第一流化气床层21为鼓泡流化床层，进而避免沟流死区，从而提高流化床层的换热系数，至少一个的流化气分布板3可以分别用以支撑其所形成的第二流化气床层31，以进行气体和待冷却物料的再分布，每个第二流化气床层31均可以为鼓泡流化床层，进而避免沟流死区，从而提高流化床层的换热系数。第一流化气床层21中的气体分布形成可以是通过由多孔板、浮阀板或者管帽板等形式实现，同样的，第二流化气床层31中的气体分布形成也可以是通过由多孔板、浮阀板或者管帽板等形式实现。

在本申请的一些实施例中，具体可参见图1和图2所示，所述冷却器还包括上封头6和下封头7，所述上封头6设在所述壳体1内的上端部，所述上封头6形成有密闭的第一容纳腔，所述换热管4的上端与所述第一容纳腔连通，所述上封头6上还设有与所述第一容纳腔连通且伸出所述壳体1的第一出气管；所述下封头7设在所述壳体1内的下端部，且位于所述流化气分布板3的上方，所述下封头7形成有密闭的第二容纳腔，所述换热管4的下端与所述第二容纳腔连通，所述下封头7上还设有与所述第二容纳腔连通且伸出所述壳体1的第一进液管，进而在对待冷却的物料进行冷却的过程中，通过下封头7向换热管4中输送换热介质，在换热介质为冷却水并与待冷却的物料进行热交换后，吸收了热量的冷却水会变成水蒸气并进入到上封头6后由第一出气管排出。

在本申请的一些实施例中，具体可参见图1所示，所述冷却器还包括：气液分离罐8，其上设置有与所述第一出气管相连通的管路，所述气液分离罐8的上端部设有排气口，所述气液分离罐8的下端部设有出液口81，其使得在所述第一容纳腔中的热交换后的换热介质(如由冷却水吸收热量后形成的水蒸气)在通过所述第一出气管排出时，是通过所述第一出气管将水蒸气输送至了气液分离罐8中，而在气液分离罐8中，输送进来的水蒸气中的部分会通过气液分离罐8的上端部的排气口排出，而另一部分会液化成水落至气液分离罐8的底部，并通过出液口81排出。最为优选的，还可以在气液分离罐8处加装一个冷却装置，用以吸收通过第一出气管排出的热交换后的换热介质的热量，一方面可以提高对换热介质的能量回收率，另一方面，还可以将从热交换后的换热介质中吸收出的热量进行再利用，如用以取暖等等，进一步提高使用率。

进一步地，在本申请的一些实施例中，具体可参见图1所示，所述出液口81与所述第一进液管路连通以使所述气液分离罐8分离出的液态的换热介质经所述第一进液管进入所述第二容纳腔，以实现将所述换热介质的重复循环使用，降低对换热介质(如冷却水)的消耗。

在本申请的一些实施例中，具体可参见图1所示，所述冷却器还包括：流化气进口管，其设置在所述壳体1上并伸入至所述壳体1内且位于所述流化气分布器2的下方，所述流化气进口管的供气口朝向所述壳体1的底部设置，以使吹出的气体朝向壳体1的下部吹出，此外，所述流化气进气管9的供气口可以配备有气体分布器，进而在所述供气口吹出气体时，能够在不阻挡被冷却物料下落的前提下实现气体的均匀分布，此外，在所述壳体1的上端部还设有流化气出气管，以排出热交换后的流化气。

在本申请的一些实施例中，具体可参见图2所示，在所述换热管4为多个时，多个的换热管4围成呈柱状设置，每个所述流化气分布板3上均穿设有多个溢流管5，且所述多个溢流管5均围绕由所述换热管4形成的柱状的至少部分设置，具体地，可以将由所述换热管4形成的柱状看成为360度的圆周面，则流化气分布板3上设置的多个溢流管5可以是处在一个如为60度扇面内(该扇面为由所述换热管4形成的柱状的360度的圆周面中的部分)。

在本申请的一些实施例中，具体可参见图2所示，所述流化气分布板3为多个，相邻两个所述流化气分布板3上的所述溢流管5相互错位设置，为了便于理解，还是以上述的实施例作为解释，如在相邻的两个流化气分布板3上，其中一个流化气分布板3上设置的多个溢流管5可以是处在一个如为60度扇面内(该扇面为由所述换热管4形成的柱状的360度的圆周面中的部分)，则在另一个流化气分布板3上设置的多个溢流管5应该是设置在该由所述换热管4形成的柱状的360度的圆周面中除去该60度扇面以外的其它的扇面中。

在本申请的一些实施例中，每个所述溢流管5伸入至其所设置的流化气分布板3所形成的第二流化气床层31内的长度尺寸不小于所述第二流化气床层31的高度的三分之一，能够保证待冷却的物料与流化床层中的气体以及换热管4的充分接触。

在本申请的一些实施例中，每个所述流化气分布板3均可调节的套设在所述换热管4上，以调节其所形成的第二流化气床层31的高度，保证流化的稳定性，减少沟流死区，提高冷却效率，此时，通过限定每个所述溢流管5伸入至其所设置的流化气分布板3所形成的第二流化气床层31内的长度尺寸不小于所述第二流化气床层31的高度的三分之一，用以在设置所述溢流管5的上方的流化气分布板3发生向下滑落时，通过该溢流管5支撑住滑落的流化气分布板3，以防止滑落的第二流化气床层31与设置所述溢流管5的流化气分布板3贴合，保证流化稳定，减少沟流死区，提高冷却效率，减少动力消耗。

在本申请的一些实施例中，每个所述溢流管5的下端口的口径尺寸小于所述溢流管5的上端口的口径尺寸，进而使得进行了热交换后的待冷却的物料能够更方便的落入至所述溢流管5中，即，能够为待冷却的物料提供溢流通道，使得待冷却的物料能够由上一层流化床层下降到下一层流化床层，从而达到连通多层鼓泡流化床层，并且还能够通过缩小下端口口径尺寸的方式，防止由上一层流化床层落下的待冷却的物料被吹回至上一层流化床层。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。