一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置及冷却方法发明专利

专利名称：一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置及冷却方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011138159.1

专利申请（专利权）人：瑞泰马钢新材料科技有限公司
权利人地址：安徽省马鞍山市雨山经济开发区智能装备园

专利发明（设计）人：汪家胜,李锴,陈海霞,梅春兰,邵辉,张德林,李承轩,陈波

专利摘要：本发明公开了一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置及冷却方法，涉及冷却设备领域，为解决中温窑冷却管道易堵塞引起暗燃变形，带来安全隐患，同时导致荷电捕集困难、布袋损坏率提高，增加生产成本的问题；本发明包括冷却塔本体，冷却塔本体包括箱体、密封固定安装在箱体下端的料斗和支撑箱体及料斗的支架；箱体的上部为分气层，分气层下方为换热层，换热层内固定安装有多根竖直设置的换热管道，换热层内还设置有若干层引流板；料斗的下端设有出油管，出油管的下端出油口处设置有集油仓，出油口位于集油仓内；本发明减少了布袋除尘的更换频次，不会导致管道变形，减少了安全隐患，有利于节约生产成本。

主权利要求：
1.一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，包括冷却塔本体，其特征在于：所述冷却塔本体包括箱体（1）、密封固定安装在箱体（1）下端的料斗（2）和支撑箱体（1）及料斗（2）的支架（3）；
箱体（1）的上部为分气层，分气层的一侧开设有用于进气的进气口（11），分气层下方为换热层，换热层与分气层间由层板隔开，换热层内固定安装有多根竖直设置的换热管道（12），换热管道（12）的高度等于换热层的高度且两端分别连通分气层和料斗（2），换热层内还设置有若干层引流板（13），其中由下向上数奇数层的引流板（13）位于换热层的一侧，偶数层的引流板（13）位于奇数层的对侧，换热管道（12）贯穿引流板（13），引流板（13）的三个侧边与换热层内壁密封固定连接，引流板（13）所在的对侧留有空间供流体通过，最下层引流板（13）与换热层下端面之间的一侧开设有进水口（16），进水口（16）位于最下层引流板（13）同侧，最上层引流板（13）与层板之间的一侧开设有出水口（15），出水口（15）位于最上层引流板（13）同侧；料斗（2）的一侧下部开设有出气口（21），料斗（2）的下端设有出油管（22），出油管（22）的下端出油口处设置有集油仓（5），出油口位于集油仓（5）内；支架（3）固定安装在箱体（1）下端的四角；
所述分气层内固设有竖直的隔板（14），隔板（14）将分气层等分为两半，隔板（14）的一边将进气口（11）等分为两半；
还包括水池（4），水池（4）中设有潜水泵（41），潜水泵（41）的出液口安装有进水管（42），进水管（42）的另一端连通进水口（16），出水口（15）安装有出水管（43），出水管（43）的另一端连通至水池（4）；
所述箱体（1）的一侧下端开设有排污口（18），排污口（18）设有密封盖或密封塞，箱体（1）的一侧上端开设有排气口（19），排气口（19）的位置高于出水口（15）；
所述料斗（2）内安装有导流框（23），导流框（23）包括若干个导流板（231），导流板（231）倾斜设置且下端比上端更接近出气口（21）。
2.根据权利要求1所述的一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，其特征在于：所述水池（4）是消防池。
3.根据权利要求2所述的一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，其特征在于：所述进水管
3
（42）的管路中安装有过滤装置，处理量为100m/h，过滤精度为80um。
4.根据权利要求1所述的一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，其特征在于：所述支架（3）包括四角的立柱和相邻立柱间的支撑杆（31），箱体（1）的顶端固定安装有栏杆（32）。
5.根据权利要求1所述的一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，其特征在于：所述集油仓（5）内装有水，出油管（22）的下端位于集油仓（5）内水面下3厘米处。
6.一种滑板砖炭化窑烟气冷却方法，使用如权利要求1‑5任意一项所述的冷却装置，其特征在于，包括以下步骤：将冷却用水从进水口通入箱体的换热层下端，直到水从箱体换热层一侧上端的出水口流出，将炭化窑高温烟气从箱体上部的进气口通入分气层，烟气经多根外壁处于流动的冷却水中的换热管道冷却，流至料斗并从出气口离开冷却装置，焦油颗粒顺着烟气方向经出油管沉降至集油仓内完成收集。 说明书 : 一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置及冷却方法技术领域[0001] 本发明涉及冷却设备领域，具体为一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置及冷却方法。背景技术[0002] 滑板砖炭化窑是指用于滑板砖炭化的中温窑，中温窑产生的烟气温度较高，可达近200℃，现有技术采用的是多管道风冷，冷却效果不够好，且烟气上行易导致沥青焦油与粉尘粘结，极易结焦，造成管道堵塞，在实际应用中，某工厂在生产过程中已因此而引起两次冷却塔暗燃，导致大量管道变形，不仅使冷却功能大大降低，而且冷却处理不到位的烟气直接荷电除尘和布袋除尘，会增大荷电捕集难度和布袋损坏率，这一方面存在重大安全隐患，另一方面会造成生产成本的提高；然而更换设备不仅繁琐不便，而且成本较高，因此，急需一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置来解决这个问题。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，以解决中温窑冷却管道易堵塞引起暗燃变形，带来安全隐患，同时导致荷电捕集困难、布袋损坏率提高，增加生产成本的问题。[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，包括冷却塔本体，冷却塔本体包括箱体、密封固定安装在箱体下端的料斗和支撑箱体及料斗的支架；箱体的上部为分气层，分气层的一侧开设有用于进气的进气口，分气层下方为换热层，换热层与分气层间由层板隔开，换热层内固定安装有多根竖直设置的换热管道，换热管道的高度等于换热层的高度且两端分别连通分气层和料斗，换热层内还设置有若干层引流板，其中由下向上数奇数层的引流板位于换热层的一侧，偶数层的引流板位于奇数层的对侧，换热管道贯穿引流板，引流板的三个侧边与换热层内壁密封固定连接，引流板所在的对侧留有空间供流体通过，最下层引流板与换热层下端面之间的一侧开设有进水口，进水口位于最下层引流板同侧，最上层引流板与层板之间的一侧开设有出水口，出水口位于最上层引流板同侧；料斗的一侧下部开设有出气口，料斗的下端设有出油管，出油管的下端出油口处设置有集油仓，出油口位于集油仓内；支架固定安装在箱体下端的四角。[0005] 优选的，分气层内固设有竖直的隔板，隔板将分气层等分为两半，隔板的一边将进气口等分为两半。[0006] 优选的，还包括水池，水池中设有潜水泵，潜水泵的出液口安装有进水管，进水管的另一端连通进水口，出水口安装有出水管，出水管的另一端连通至水池。[0007] 优选的，水池是消防池。[0008] 优选的，进水管的管路中安装有过滤装置，处理量为100m3/h，过滤精度为80um。[0009] 优选的，箱体的一侧下端开设有排污口，排污口设有密封盖或密封塞，箱体的一侧上端开设有排气口，排气口的位置高于出水口。[0010] 优选的，支架包括四角的立柱和相邻立柱间的支撑杆，箱体的顶端固定安装有栏杆。[0011] 优选的，集油仓内装有水，出油管的下端位于集油仓内水面下3厘米处。[0012] 优选的，料斗内安装有导流框，导流框包括若干个导流板，导流板倾斜设置且下端比上端更接近出气口。[0013] 本发明提供的另一技术方案，一种滑板砖炭化窑烟气冷却方法，包括以下步骤：将冷却用水从进水口通入箱体的换热层下端，直到水从箱体换热层一侧上端的出水口流出，将炭化窑高温烟气从箱体上部的进气口通入分气层，烟气经多根外壁处于流动的冷却水中的换热管道冷却，流至料斗并从出气口离开冷却装置，焦油颗粒顺着烟气方向经出油管沉降至集油仓内完成收集。[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0015] 1、该滑板砖炭化窑烟气冷却装置，通过水循环冷却的烟气，温度相比现有技术大大降低，可以较为容易的被荷电捕捉，荷电除尘效率大大提高，对后面的布袋除尘减轻压力，减少了布袋除尘的更换频次，降低了生产成本。[0016] 2、该滑板砖炭化窑烟气冷却装置，由于冷却效果好，杜绝了冷却塔暗燃情况的发生，不会导致管道变形，大大减少了安全隐患。[0017] 3、该滑板砖炭化窑烟气冷却装置，可以实用消防水池中的水作为冷却设备的循环水，对烟气管道中的烟气进行冷却，不占用额外生产面积，有利于节约生产成本。[0018] 4、该滑板砖炭化窑烟气冷却方法，采用烟气上进下出的方式，使得冷却中沥青焦油与粉尘粘结成的焦油颗粒流动方向与烟气方向一致，不易造成粘结导致管道堵塞，减少了因此造成的冷却塔暗燃、管道变形、冷却效果降低等问题，延长了冷却装置的使用寿命，提高了生产安全性。附图说明[0019] 图1为本发明的一种实施方式的立体结构示意图；[0020] 图2为本发明的另一种实施方式的主视结构示意图；[0021] 图3为沿图2中A‑A方向的剖视结构示意图；[0022] 图4为图2所示实施方式的右视结构示意图；[0023] 图5为本发明中箱体内的换热管道和引流板处沿图4中B‑B方向的剖视结构示意图；[0024] 图6为本发明中料斗处沿图2中C‑C方向的剖视结构示意图；[0025] 图7为本发明的还一种实施方式的右视结构示意图；[0026] 图8为图7所示实施方式的立体结构示意图。[0027] 图中：1、箱体；11、进气口；111、进气管；12、换热管道；13、引流板；14、隔板；15、出水口；16、进水口；17、人孔盖；18、排污口；19、排气口；2、料斗；21、出气口；211、出气管；22、出油管；23、导流框；231、导流板；3、支架；31、支撑杆；32、栏杆；4、水池；41、潜水泵；42、进水管；43、出水管；5、集油仓。具体实施方式[0028] 实施例1：[0029] 如图1‑8所示，一种滑板砖炭化窑烟气冷却装置，包括冷却塔本体，冷却塔本体包括箱体1、密封固定安装在箱体1下端的料斗2和支撑箱体1及料斗2的支架3；箱体1的上部为分气层，分气层的一侧开设有用于进气的进气口11，进气口11用于安装烟气的进气管111，分气层下方为换热层，换热层与分气层间由层板隔开，换热层内固定安装有多根竖直设置的换热管道12，换热管道12的高度等于换热层的高度且两端分别连通分气层和料斗2，参阅图3，多根换热管道12优选的呈阵列分布；如图5所示，换热层内还设置有若干层引流板13，其中由下向上数奇数层的引流板13位于换热层的一侧，偶数层的引流板13位于奇数层的对侧，换热管道12贯穿引流板13，引流板13的三个侧边与换热层内壁密封固定连接，引流板13所在的对侧留有空间供流体通过，请参阅图4，最下层引流板13与换热层下端面之间的一侧开设有进水口16，进水口16位于最下层引流板13同侧，最上层引流板13与层板之间的一侧开设有出水口15，出水口15位于最上层引流板13同侧；料斗2的一侧下部开设有出气口21，出气口21用于安装烟气的出气管211，出气管211连通至静电捕集装置和布袋除尘装置，料斗2的下端设有出油管22，如图6所示，为了让冷却后的烟气气流朝向出气口21，同时尽量收集烟气中没有附着在换热管道12管壁上的焦油颗粒，料斗2内可安装有导流框23，导流框23包括若干个导流板231，导流板231倾斜设置且下端比上端更接近出气口21，导流框23可以设置两个或更多，导流板231的倾斜角度可以如图6所示，但与竖直方向的夹角不宜超过60度，否则影响烟气顺畅，相邻导流板231上端的间距一般可以为小于等于迎风面的宽度且大于等于该宽度的1/2，出油管22的下端出油口处设置有集油仓5，出油口位于集油仓5内；支架3固定安装在箱体1下端的四角；工作时，烟气从进气口11进入分气层，并从不同的换热管道12向下流动，冷却水从进水口16引入换热层，并在引流板13的引导下最终从出水口15离开换热层，在烟气冷却过程中，大部分焦油颗粒在换热管道12管壁冷凝，沿管壁向下流，其余焦油颗粒与导流板231碰撞，附着在导流板231上，并在重力作用下下落，最后经出油管22流至集油仓5内，除去焦油颗粒的烟气经过换热管道12冷却后从出气口21离开冷却塔。[0030] 请参阅图1和图3，分气层内固设有竖直的隔板14，隔板14将分气层等分为两半，隔板14的一边将进气口11等分为两半，这样烟气分布更加均匀，利于提高换热管道12的平均利用率。[0031] 请参阅图7和图8，冷却装置的冷却水可来自水池4，水池4中设有潜水泵41，潜水泵41的出液口安装有进水管42，进水管42的另一端连通进水口16，出水口15安装有出水管43，出水管43的另一端连通至水池4，进水管42和出水管43的管路上都可以安装有手轮式蝶阀便于检测维修，如果冷却装置较大，高度较高，潜水泵泵水压力不足，还可以依需求在进水管42接近进水口16处增设循环泵二次增压；另外，箱体1的顶部可以开设人孔并设置人孔盖17，便于检测维修，箱体1的侧面和集油仓5的侧面也可以设置人孔；水池4可以是消防池，达到节约用地和资源的目的。[0032] 箱体1的一侧下端开设有排污口18，排污口18设有密封盖或密封塞，箱体1的一侧上端开设有排气口19，排气口19的位置高于出水口15，优选的，可以在排气口19处安装2寸排气阀，防止高温烟气与循环水热传递形成高温蒸汽，引发事故，如图1所示的方案，排污口18、排气口19与进水口16和出水口15均位于箱体1的同侧，方便检修管理。[0033] 如图1、图2和图4所示，支架3包括四角的立柱和相邻立柱间的支撑杆31，箱体1的顶端固定安装有栏杆32，便于维修检修。[0034] 为了保证冷却后的烟气不会溢出，集油仓5内可以装有水，出油管22的下端位于集油仓5内水面下3厘米处形成水封，焦油比水重会沉入集油仓5的底部；集油仓5内的焦油需定期清理，为便于清理，可以将集油仓5置于一升降平台上，这样可以在清理时降下，令出油管22离开集油仓5内。[0035] 实施例2：[0036] 某工厂生产滑板砖，原炭化窑烟气冷却方式为风冷，分支冷却管道侧面装有两台3风量2800m /h的鼓风机，两台风机总高度为2200mm，而分支冷却管道总长度4500mm，且离风机较远的管道承受的风量较小，冷却不均匀，冷却效果差，出口烟气温度居高不下，达到180℃，后端的静电捕集装置在高温情况下难以收集烟气中的焦油颗粒，导致含大量沥青焦油颗粒的烟气进一步流向布袋除尘设备，焦油颗粒粘黏布袋后导致布袋过滤面积减小甚至为零，从而失效，且粘黏了焦油的布袋难清洗，只能做报废处理，布袋需要重新置换，增加了生产成本；且在原有的风冷却装置中，采用的是烟气下进上出式，沥青焦油颗粒在分支冷却管道凝结后沿内侧管壁向下流淌，与烟气走向形成逆流，焦油流淌速度被放缓，无法在结垢之前流向下方集油仓，结垢后的焦油逐渐累积后导致管道堵塞。[0037] 该工厂依照实施例1中的方案进行改进，将进出气方式改为上进下出，焦油在顺流风的推动下，加速向集油仓5流动，减少了焦油结垢；换热管道12选用耐高温、耐腐蚀的DN80无缝管；如图3所示，箱体1为采用工字钢和钢板密封焊接制成；水池4采用消防池，但由于消防池水质较差，含大颗粒物较多，直接进入箱体1会导致大颗粒物在箱体1沉降，且大颗粒物会随着水流流动，对换热管道12形成撞击、磨损，降低其寿命，因此在进水管42的管路中安3装过滤装置，处理量为100m/h，过滤精度为80um，保证进入箱体1内部水质合格，无大颗粒物；另外，为了便于观测实时温度，在进气管111和出气管211处分别设置了轴向双金属温度计；使用时，潜水泵将消防池中的水从进水口泵入箱体的换热层下端，由于换热层内设有若干层引流板，水按着引流方向流动，直到水从箱体换热层一侧上端的出水口流出，表明换热层中已充满冷却水，即准备完成，此时，将180‑200℃的炭化窑高温烟气从箱体上部的进气口通入分气层，烟气经多根外壁处于流动的冷却水中的换热管道冷却，流至料斗并从出气口离开冷却装置，冷却后的烟气温度约为75‑85℃，焦油颗粒顺着烟气方向经出油管沉降至集油仓内完成收集，冷却效果好。[0038] 通过水循环冷却的烟气可以较为容易的被荷电捕捉，荷电除尘效率大大提高，对后面的布袋除尘减轻压力，减少了布袋除尘的更换频次，降低了成本；最终，该工厂通过这一改造，一年节约备品备件成本约10万元，并且杜绝了安全隐患。[0039] 以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。[0040] 本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

专利地区：安徽

专利申请日期：2020-10-22

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN112361832B