粉体加热设备及其加热方法技术

本发明专利技术涉及可用于粉煤预热等工艺中的粉体加热技术领域，公开了一种粉体加热设备及其加热方法，其中的粉体加热设备包括用于加热粉体的提升管(8)，提升管内设有至少能提供两个不同流动方向的加热气流的气体分布器组件，气体分布器组件提供的至少两个不同流动方向的加热气流使置入提升管内的粉料在提升管内形成折返路径，并对其进行加热处理。本发明专利技术通过在提升管中设置了不同流向的加热气流使粉料在提升管内形成折返路径，利用下旋的冷粉体与上行或下行的热气流进行长时间的充分混合，气固传热效率强化从而达到减少提升管高度及节省设备费用的目的。省设备费用的目的。省设备费用的目的。

【技术实现步骤摘要】
粉体加热设备及其加热方法


[0001]本专利技术涉及可用于粉煤预热等工艺中的粉体加热
，具体地涉及粉体加热设备及其加热方法。

技术介绍

[0002]煤粉干燥预热装置是粉体加热
中的一种非常重要的设备，设备换热效率的高低是设备性能好坏的核心参数；同时还要兼顾设备整体的设置规模和占地面积。在现有技术中，常见的粉体加热设备多为间壁式换热器，比如：CN 201510044187.X公开了一种立式间壁换热的粉煤干燥预热装置，包括进气管、排气管、换热腔、壳体及薄壁板，但由于采用间壁式换热，换热效率较低，所需要的设备换热面积很大，也就使说设备占地大、投资也大；另外，为了达到换热要求，粉体在间壁式换热器中停留时间较长，处于密堆的状态，非常容易堵塞换热通道；而且，为了提高单位体积粉煤与换热面的接触，该换热器将空间分割成若干个小单元，使得煤粉的通路进一步缩小，更加容易造成堵塞；最后，换热板不能保证各处温度都均一，存在局部冷点或热点，容易造成粉体遇小液滴而结块等问题，也不容易控制换热器出口粉体的温度。此外，常见的粉体直接接触加热设备一般为流化床换热设备，但流化床换热器对颗粒的粒径范围有较高要求，粒径一般不能小于25微米，否则很容易因为粉体颗粒粒径过小而发生粘结，致使粉体无法正常流化；市场上最常见的流化床换热设备—沸腾床设备为间歇式操作，不能满足连续操作的工艺需求，对于连续给料的工艺不适用。另外，常见的提升管式反应器在粉体需要较长时间加热或反应时，反应器的高度往往很高，给投资与后续工艺的衔接造成困难，满足大处理时，占地面积很大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的换热效率低、占地面积大的问题，提供粉体加热设备及其加热方法，通过在提升管中设置了不同流向的加热气流使粉料在提升管内形成折返路径，利用下旋的冷粉体与上行或下行的热气流进行长时间的充分混合，气固传热效率强化从而达到减少提升管高度及节省设备费用的目的。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种粉体加热设备，包括用于加热粉体的提升管，其中，所述提升管内设有至少能提供两个不同流动方向的加热气流的气体分布器组件，所述气体分布器组件提供的至少两个不同流动方向的所述加热气流使置入所述提升管内的粉料在所述提升管内形成折返路径，并对粉料进行加热处理。
[0005]可选的，所述气体分布器组件包括设置在所述提升管底部的孔板气体分布器和设置在所述提升管中部的环形气体分布器；所述孔板气体分布器提供的第一加热气流自所述提升管的底部向其顶部流动；所述环形气体分布器提供的第二加热气流自所述环形气体分布器的设置位置向所述提升管的底部流动，与所述第一加热气流汇合后向所述提升管的顶部流动。
[0006]可选的，所述提升管上设有粉体入料口，所述粉体入料口在所述提升管上的开口
位置位于所述环形气体分布器设置位置的下方。
[0007]可选的，所述入料口与螺旋下行进料管相连，粉体通过所述螺旋下行进料管经所述入料口进入所述提升管。
[0008]可选的，所述孔板气体分布器包括底板，所述底板上均匀布设多个通孔，所述孔板气体分布器设置为提供的第一加热气流的操作气速高于被加热粉料颗粒的终端速度。
[0009]可选的，所述环形气体分布器包括布气管道，所述布气管道环绕设置在所述提升管内壁的周向，所述布气管道上均匀布设有多个送气孔，所述送气孔的开设方向朝向所述提升管的底部并且向提升管中轴线处倾斜，倾斜角度15
°
～45
°
。
[0010]可选的，所述螺旋下行进料管包括沿轴向螺旋延伸的螺旋管道，以使粉料在进入所述提升管后具有继续螺旋下行的趋势。
[0011]可选的，在所述螺旋下行进料管的出口处，所述螺旋下行进料管的中心线与所述提升管的中心线的设置位置之间形成夹角，所述夹角的范围为15～30
°
。
[0012]可选的，所述气体分布器组件中的所述孔板气体分布器的进气口和所述环形气体分布器的进气口分别与加热气体源相连。
[0013]本专利技术还提供一种粉体加热方法，其中，包括如下步骤：
[0014]步骤100：将所述粉料输入所述提升管；
[0015]步骤200：向所述提升管内同时输入流向不同的第一加热气流和第二加热气流，使置入所述提升管内的粉料在所述提升管内形成折返路径，并对其进行加热处理。
[0016]可选的，所述步骤100具体包括，所述粉料沿与所述提升管的管壁方向相切的方向输入，并在所述提升管的内腔中形成螺旋下沉的运动轨迹。
[0017]可选的，所述步骤200中的所述第一加热气流和所述第二加热气流的流向相反。
[0018]可选的，所述第二加热气流的包括起始流向和合成流向，所述起始流向和所述第一加热气流的流向相反。
[0019]可选的，所述步骤200中的所述折返路径包括第一折返路径和第二折返路径；
[0020]所述第一折返路径包括所述粉体输入所述提升管后，先下行至所述提升管的底部的上方，再随所述第一加热气流一起上行；
[0021]所述第二折返路径包括随所述第一加热气流一起上行的所述粉体遇到所述第二加热气流并随之先下行后，再一次随所述第一加热气流上行。
[0022]可选的，所述方法使用本专利技术的粉体加热设备。
[0023]通过上述技术方案，通过在提升管中设置了不同流向的加热气流使粉料在提升管内形成折返路径，利用下旋的冷粉体与上行或下行的热气流进行长时间的充分混合，气固传热效率强化从而达到减少提升管高度及节省设备费用的目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例中粉体加热设备的整体结构示意图；
[0025]图2为图1中粉体输入提升管后在其内腔中的螺旋下沉轨迹示意图；
[0026]图3为本专利技术采用Barracuda数值模拟的粉体颗粒加热温度结果示意图；
[0027]图4和图5分别为一组对比实施例采用Barracuda数值模拟粉体颗粒加热温度结果示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]1冷粉体
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2第一加热气流
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3第二加热气流
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4第一折返路径
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5第二折返路径
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6螺旋下行进料管
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7孔板气体分布器
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8提升管
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9环形气体分布器
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0031]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。
[0032]如图1并结合图2所示，本专利技术提供一种粉体加热设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉体加热设备，包括用于加热粉体的提升管，其特征在于，所述提升管内设有至少能提供两个不同流动方向的加热气流的气体分布器组件，所述气体分布器组件提供的至少两个不同流动方向的所述加热气流使置入所述提升管内的粉料在所述提升管内形成折返路径，并对粉料进行加热处理。2.根据权利要求1所述的粉体加热设备，其特征在于，所述气体分布器组件包括设置在所述提升管底部的孔板气体分布器和设置在所述提升管中部的环形气体分布器；所述孔板气体分布器提供的第一加热气流自所述提升管的底部向其顶部流动；所述环形气体分布器提供的第二加热气流自所述环形气体分布器的设置位置向所述提升管的底部流动，与所述第一加热气流汇合后向所述提升管的顶部流动。3.根据权利要求2所述的粉体加热设备，其特征在于，所述提升管上设有粉体入料口，所述粉体入料口在所述提升管上的开口位置位于所述环形气体分布器设置位置的下方。4.根据权利要求3所述的粉体加热设备，其特征在于，所述入料口与螺旋下行进料管相连，粉体通过所述螺旋下行进料管经所述入料口进入所述提升管。5.根据权利要求2所述的粉体加热设备，其特征在于，所述孔板气体分布器包括底板，所述底板上均匀布设多个通孔，所述孔板气体分布器设置为提供的第一加热气流的操作气速高于被加热粉料颗粒的终端速度。6.根据权利要求2所述的粉体加热设备，其特征在于，所述环形气体分布器包括布气管道，所述布气管道环绕设置在所述提升管内壁的周向，所述布气管道上均匀布设有多个送气孔，所述送气孔的开设方向朝向所述提升管的底部并且向提升管中轴线处倾斜，倾斜角度15
°
～45
°
。7.根据权利要求4所述的粉体加热设备，其特征在于，所述螺旋下行进料管包括沿轴向螺旋延伸的螺旋管道，以使粉料在进入所述提升管后具有继续螺旋下...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁咏诗，秦强，赵香龙，王楠，郭屹，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：