兰炭余热利用换热器制造技术

兰炭余热利用换热器，属于兰炭加工设备领域。包括一个环形的外上集箱（10）和多个环形的外下集箱（2），沿所述外上集箱（10）长度方向上均匀布置N个连接管（13），连接管（13）的两端分别与外上集箱（10）的两个长边固定连接并相通，外上集箱（10）与连接管（13）一起形成N+1个矩形环；矩形环的正下方设有外下集箱（2），矩形环与相对应的外下集箱（2）之间通过多根外换热管（11）固定连接并相通，相邻的两根外换热管（11）之间均固定有导热挡板（8），围成N+1个兰炭流动通道在所述各兰炭流动通道的入口处分别设有导料装置，本发明专利技术具有实现兰炭干馏、排料高效冷却及余热回收，兰炭下料均匀，换热均匀等优点。

【技术实现步骤摘要】
兰炭余热利用换热器
兰炭余热利用换热器，属于兰炭加工设备领域。
技术介绍
兰炭是以侏罗纪不粘煤和弱粘煤为原料，采用中低温干馏工艺生产的一种高固定碳含量的固体物质，具有高固定碳、高比电阻、高化学活性、多比表面积、热稳定性好和特低灰、特低硫、特低磷等特点，广泛应用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和城市居民洁净用煤等生产和生活领域。近年来兰炭凭借其优良特性得到快速发展，是我国西部煤转化综合利用的有效途径之一。 目前普遍采用中低温干馏炉生产兰炭，同时副产煤焦油和焦炉煤气。原料煤在干馏炉内逐渐下降，依次经过干燥段，干馏段和冷却段。热解形成的兰炭通过炉底水冷夹套式排焦箱冷却后，通过推焦机推至熄焦池内，用清水熄焦，刮板机将兰炭送至煤气烘干机内进行干燥。上述的水冷熄焦存在以下问题:(1)、从炭化室推出的兰炭温度在550°C左右，湿熄焦时兰炭显热全部浪费；(2)、兰炭遇水激冷容易碎裂成小块；(3)、刮板机将兰炭送至煤气烘干机内进行干燥，额外耗费了大量的煤气；(4)、消耗了大量的水资源；(5)、湿熄焦过程中，红兰炭遇水产生大量有机气体和蒸汽，直接排放到大气当中，污染环境。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种实现兰炭干馏、排料高效冷却及余热回收，兰炭下料均匀，换热均匀的兰炭余热利用换热器，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:该兰炭余热利用换热器，其特征在于:包括一个环形的外上集箱和多个环形的外下集箱，沿所述外上集箱长度方向上均匀布置N个连接管，连接管的中心轴与外上集箱的长轴垂直，连接管的两端分别与外上集箱的两个长边固定连接并相通，外上集箱与连接管一起形成N+1个矩形环；外下集箱有N+1个，分别位于各个所述矩形环的正下方，N是I?5之间的任意整数；所述矩形环与相对应的外下集箱之间通过多根外换热管固定连接并相通，相邻的两根外换热管之间均固定有导热挡板，导热挡板上端固定连接所述矩形环，下端固定连接外下集箱，矩形环、外下集箱、外换热管和导热挡板一起围成N+1个兰炭流动通道；外下集箱连通有外换热器供水支管，每个所述矩形环对应设有一个外换热器出水支管，外换热器出水支管一端与外上集箱连通，另一端与外换热器出水总管连通；在所述各兰炭流动通道的入口处分别设有导料装置。 优选的，所述导料装置中间宽、上下两端窄，导料装置上部位于外上集箱的上方，导料装置下部位于所述兰炭流动通道内，导料装置的轴线与连接管的轴线平行，导料装置前后两端分别与兰炭流动通道的内侧面固定连接。 优选的，所述兰炭流动通道在外上集箱长度方向的两个侧面均为倾斜面，所述倾斜面从上至下逐渐向兰炭流动通道内倾斜；所述导料装置为菱形，且导料装置的两个下侧面分别与其相对的所述兰炭流动通道的倾斜面平行。 进一步的，在所述兰炭流动通道内还设有内上集箱和内下集箱，多根内换热管分别与内上集箱和内下集箱固定连接并相通，多根内换热管分成N+1组，每一组的内换热管位于一个所述兰炭流动通道内。 优选的，所述内上集箱为一个横向设置的直钢管，内上集箱沿所述外上集箱长度方向穿过各兰炭流动通道两侧的导热挡板，内上集箱中部至少一处与相应的导热挡板固定连接，内上集箱其他位置与相应的导热挡板通过伸缩机构获得连接。 优选的，所述伸缩机构包括套管、密封填料和压盖，套管与导热挡板固定连接，内上集箱穿过套管的内孔，密封填料固定在套管与压盖之间，密封填料与内上集箱的外壁接触形成密封。 优选的，所述密封填料充填在套管与内上集箱之间的环形缝隙内，压盖轴向固定在套管的外端将密封填料压紧。 优选的，所述内下集箱为一个直钢管，深入到每一个所述兰炭流动通道内并与导热挡板固定连接，内下集箱的两端设有封板，相邻两个兰炭流动通道之间的内下集箱上设有一个内换热器供水管，内换热器供水管与内下集箱固定连接并相通。 优选的，所述兰炭流动通道的倾斜面与垂直面之间的夹角为5°?15°。 优选的，所述外上集箱的上部固定连接一个上法兰板，在每个外下集箱的下部固定连接一个下法兰板。 与现有技术相比，该兰炭余热利用换热器的上述技术方案所具有的有益效果是: 1、将一个换热器分割成多个兰炭流动通道，在保持整个换热器外形尺寸不变的情况下，一方面大大增加了换热面积，另一方面有效减小了换热器内物料与外换热管之间的传热距离，从而大幅提高了换热器的换热能力和物料冷却均匀性，解决了兰炭干馏炉排料口的排料量过大、单个物料流动通道换热器的换热能力不足的问题。 2、在每个兰炭流动通道的上部增设一个导料装置，使换热器的进料口数量比兰炭流动通道增加一倍，有效减小了进料口的截面积，保证了位于换热器上方干馏室内的兰炭较为均匀地下落，有效解决了因兰炭流动通道的进料口尺寸较大而导致兰炭流动通道中心兰炭下降速度大于两侧兰炭下降速度的问题，保证换热均匀。 3、导料装置的两个下侧面分别与其相对的兰炭流动通道倾斜面平行，在兰炭流动通道内导料装置两侧的流动通道面积上下保持局部不变，因而兰炭在该部分流动均匀，进一步克服换热器中心兰炭下降速度大于两侧兰炭下降速度的问题，保证换热的均匀性。 4、换热器上部的兰炭温度较高，内上集箱的热膨胀与外换热器的热膨胀不一致，内上集箱通过伸缩机构与导热挡板连接，内上集箱与导热挡板可以相对滑动，既解决了内上集箱与外换热器的热膨胀不一致问题，提高了换热器工作可靠性，又解决了煤气泄漏的问题，提高了换热器工作安全性。 5、密封填料充填在套管与内上集箱之间的环形缝隙内，利用压盖压紧密封填料，能够使密封填料变形从而压紧内上集箱外侧，保证了密封的可靠性，结构简单。 6、该兰炭余热利用换热器为一个整体结构，并采用一个上法兰板与干馏炉排料口连接，便于安装。 【附图说明】 图1为该兰炭余热利用换热器的结构剖面图。 图2是图1所示实施例的左视图。 图3是图1所示实施例的A-A剖面图。 图4是图1所示实施例的B-B剖面图。 图5是图1所示实施例的C局部放大图。 图中:1、下法兰板2、外下集箱3、内换热器供水管4、内下集箱5、封板6、内换热管7、内上集箱8、导热挡板9、上法兰板10、外上集箱11、外换热管12、导料装置13、连接管14、套管15、压盖16、密封填料17、螺栓18、螺母19、外换热器出水支管20、外换热器出水总管21、外换热器供水支管22、外换热器供水总管。 【具体实施方式】 图f 5是该兰炭余热利用换热器的最佳实施例，下面结合附图f 5对本专利技术做进一步说明。 参照图1，该兰炭余热利用换热器，包括一个环形的外上集箱10和多个环形的外下集箱2，沿所述外上集箱10长度方向上均匀布置N个连接管13，连接管13的中心轴与外上集箱10的长轴垂直，连接管13的两端分别与外上集箱10的两个长边固定连接并相通，外上集箱10与连接管13 —起形成N+1个矩形环，N是I?5之间的任意整数；外下集箱2有N+1个，分别位于各个所述矩形环的正下方；所述矩形环与相对应的外下集箱2之间通过多根外换热管11固定连接并相通，相邻的两根外换热管11之间均固定有导热挡板8，导热挡板8上端固定连接所述矩形环，下端固定连接外下集箱2，矩形环、外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兰炭余热利用换热器，其特征在于：包括一个环形的外上集箱（10）和多个环形的外下集箱（2），沿所述外上集箱（10）长度方向上均匀布置N个连接管（13），连接管（13）的中心轴与外上集箱（10）的长轴垂直，连接管（13）的两端分别与外上集箱（10）的两个长边固定连接并相通，外上集箱（10）与连接管（13）一起形成N+1个矩形环；外下集箱（2）有N+1个，分别位于各个所述矩形环的正下方，N是1～5之间的任意整数；所述矩形环与相对应的外下集箱（2）之间通过多根外换热管（11）固定连接并相通，相邻的两根外换热管（11）之间均固定有导热挡板（8），导热挡板（8）上端固定连接所述矩形环，下端固定连接外下集箱（2），矩形环、外下集箱（2）、外换热管（11）和导热挡板（8）一起围成N+1个兰炭流动通道；外下集箱（2）连通有外换热器供水支管（21），每个所述矩形环对应设有一个外换热器出水支管（19），外换热器出水支管（19）一端与外上集箱（10）连通，另一端与外换热器出水总管（20）连通；在所述各兰炭流动通道的入口处分别设有导料装置（12）。

【技术特征摘要】
1.一种兰炭余热利用换热器，其特征在于:包括一个环形的外上集箱(10)和多个环形的外下集箱(2)，沿所述外上集箱(10)长度方向上均匀布置N个连接管(13)，连接管(13)的中心轴与外上集箱(10)的长轴垂直，连接管(13)的两端分别与外上集箱(10)的两个长边固定连接并相通，外上集箱(10)与连接管(13) —起形成N+1个矩形环；外下集箱(2)有N+1个，分别位于各个所述矩形环的正下方，N是I?5之间的任意整数； 所述矩形环与相对应的外下集箱(2 )之间通过多根外换热管(11)固定连接并相通，相邻的两根外换热管(11)之间均固定有导热挡板(8)，导热挡板(8)上端固定连接所述矩形环，下端固定连接外下集箱(2)，矩形环、外下集箱(2)、外换热管(11)和导热挡板(8)—起围成N+1个兰炭流动通道； 外下集箱(2)连通有外换热器供水支管(21)，每个所述矩形环对应设有一个外换热器出水支管(19)，外换热器出水支管(19) 一端与外上集箱(10)连通，另一端与外换热器出水总管(20)连通； 在所述各兰炭流动通道的入口处分别设有导料装置(12)。2.根据权利要求1所述的兰炭余热利用换热器，其特征在于:所述导料装置(12)中间宽、上下两端窄，导料装置(12)上部位于外上集箱(10)的上方，导料装置(12)下部位于所述兰炭流动通道内，导料装置(12)的轴线与连接管(13)的轴线平行，导料装置(12)前后两端分别与兰炭流动通道的内侧面固定连接。3.根据权利要求1或2所述的兰炭余热利用换热器，其特征在于:所述兰炭流动通道在外上集箱(10)长度方向的两个侧面均为倾斜面，所述倾斜面从上至下逐渐向兰炭流动通道内倾斜； 所述导料装置(12)为菱形，且导料装置(12)的两个下侧面分别与其相对的所述兰炭流动通道的倾斜面平行。4.根据权利要求1所述的兰炭余热利用换热器，其特征在于:在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永启，王佐任，郑斌，刘瑞祥，王佐峰，高亮宝，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37