本實用新型屬于高溫固體顆粒余熱利用技術領域，具體涉及一種回轉圓筒固體粉料換熱裝置。

背景技術：

煤低溫干餾是采用煤炭熱解加工技術，在隔絕空氣的情況下，將煤炭加熱到550℃～600℃，脫除影響煤熱值的水、氧和低熱值揮發(fā)分物質，使煤發(fā)熱組分富集，形成固體半焦。

干餾技術生產的半焦根據工藝不同主要有塊狀和粉末狀，經干餾爐生產后需要進行熄焦冷卻。高溫半焦的顯熱占整個干餾過程的能耗比例較高。因此，冷卻半焦的同時回收半焦的顯熱，可有效降低煤干餾過程的能耗。

當前，煤干餾生產中，多數產地原煤含水率大于10％，為提高干餾爐熱效率和減小水蒸汽對煤氣凈化設備的影響，需在原煤干餾入爐前對其進行干燥。原煤干燥需加熱，能耗較大，而半焦冷卻為放熱工藝段，可回收大量熱能，將兩工藝段的熱能進行交換利用，可大大降低系統(tǒng)能耗。

目前的半焦冷卻熄焦技術有干法熄焦和濕法熄焦。干法熄焦技術是采用惰性氣體吸收半焦的顯熱，吸收了半焦顯熱的惰性氣體作為二次能源，在熱交換設備中交換熱量后惰性氣體可重復利用。濕法熄焦技術是通過水對高溫焦炭直接冷卻。干法熄焦與濕法熄焦相比，具有可回收半焦顯熱，改善半焦質量和減少環(huán)境污染等優(yōu)點。但當前的氣體熱載體干熄焦技術處理粉狀焦炭時氣固分離難度較大，不太適合。有企業(yè)利用水冷夾套或余熱鍋爐對高溫固體顆粒直接換熱冷卻。該系統(tǒng)耗水，需要配置高溫輸送、提升設備或抬高干餾系統(tǒng)支撐基礎，設備投資大，成本高。

高溫半焦余熱利用采用的工藝方法主要是，通過換熱介質，回收半焦冷卻時的熱量，產生可供原煤干燥加熱的熱源，將高溫換熱介質供給干燥設備對原煤進行干燥。使用較多的換熱介質為有空氣、無氧惰性氣體、水、蒸汽、有機熱載體等。半焦熄焦到原煤干燥需經歷兩次換熱，工藝復雜，設備投資大，熱效率低。

綜上所述，如何簡便有效地實現對高溫粉狀半焦的冷卻和余熱回收，同時將余熱有效利用降低系統(tǒng)能耗，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術存在的上述問題，提供一種集半焦冷卻與原煤干燥于一體，采用固—固換熱的回轉圓筒固體粉料換熱裝置。

為達到上述目的，本實用新型的裝置包括支架以及安裝在支架上的托輪及傳動裝置，還包括圓筒換熱器以及設置在圓筒換熱器的筒體外側的輥圏及齒輪，圓筒換熱器通過輥圏安裝在托輪上，齒輪與傳動裝置相連，在筒體頭部、尾部內分別固定有頭部隔板和尾部隔板，在頭部隔板和尾部隔板上對應開有圓洞，換熱管兩端分別穿過頭部、尾部隔板的圓洞與頭部、尾部隔板固定連接，在換熱管內部固定有導料螺旋，頭部隔板一側焊接有錐套，且在錐套外側的頭部隔板上開設有入料口，錐套將筒體頭部分為兩個物料空間；錐套內側與換熱管內部空間連通為熱料空間；錐套外側經頭部隔板的入料口與換熱管外側空間連通為冷料空間，在尾部隔板的左側沿筒體周向開有多個干燥原煤出料口，出料口正下方安裝雙出料錐斗，雙出料錐斗下料口一側對應干燥原煤出料口，另一側對應換熱管端部，雙出料錐斗安裝于支架之上。

所述的筒體外側的輥圏包括安裝在筒體兩側的頭部輥圈和尾部輥圈，支架上的托輪包括與頭部輥圈、尾部輥圈相對應的頭部托輪和托輪，圓筒換熱器以托輪組為支撐繞中心線轉動；頭部托輪有雙側擋邊，尾部托輪為光輪，頭部托輪和尾托輪均為兩只，兩只托輪分別置于筒體下部兩側，與筒體中心成60°夾角。

所述的圓筒換熱器頭部沿回轉中心線設置有與錐套內側腔體相連通的進料螺旋，在進料螺旋的上部設置有與錐套外側腔體相連通的進料錐斗。

所述的圓筒換熱器頭部擋板與進料螺旋和進料錐斗的間隙通過頭部密封進行封堵，所述頭部密封包括密封架體，安裝于密封架體之上的耐高溫柔性填料，與架體連接內含彈簧的填料壓緊裝置，且進料螺旋和進料錐斗支撐于頭部密封架體上。

所述的支架上部安裝面頭部高于尾部，圓筒換熱器通過托輪支撐于架體之上，進料端高于出料端，其中心線與水平面夾角為3～5度。

本實用新型的有益效果是：

(1)圓筒換熱裝置集半焦冷卻與原煤干燥于一體，無輔助輸送設備，結構簡單、設備緊湊、占地小。

(2)高溫半焦通過換熱管壁直接傳熱至原煤，無中間換熱介質，熱效率高、能耗低、無污染。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖。

圖中：1、進料螺旋；2、進料錐斗；3、頭部密封；4、圓筒換熱器；5、筒體；6、錐套；7、頭部隔板；8、頭部輥圈；9、換熱管；10、導料螺旋；11、大齒輪；12、尾部輥圈；13、尾部隔板；14、支架；15、雙出料錐斗；16、尾部托輪；17、傳動裝置；18、頭部托輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

參見圖1，本實用新型的裝置至少包括圓筒換熱器4和傳動裝置17，圓筒換熱器4頭部裝配進料螺旋1和進料錐斗2，尾部裝配雙出料錐斗15，通過托輪支撐于支架14之上，由傳動裝置17驅動繞中心線轉動，所述圓筒換熱器4包括筒體5，設置于筒體5頭部與筒體5內側焊接的頭部隔板7和設置于筒體5尾部與筒體5內側焊接的尾部隔板13。在頭部隔板7和尾部隔板13上對應開有圓洞，換熱管9一頭穿過圓洞，與頭部隔板7焊接，另一頭伸出尾部隔板13，換熱管9內部焊接有導料螺旋10。在頭部隔板7一側焊接有錐套6，且在錐套外側的頭部隔板7上開設有入料孔，錐套6將筒體5頭部分為兩個物料空間；錐套6內側與換熱管9內部空間連通，為熱料空間；錐套6外側經頭部隔板7的入料孔與換熱管9外側空間連通，為冷料空間。筒體5外側焊接有頭部輥圈8和尾部輥圈12，兩輥圈的中部通過螺栓連接有大齒輪11。

所述圓筒換熱器4的頭部輥圈8支撐于頭部托輪18之上，尾部輥圈12支撐于尾部托輪16之上，頭部托輪18和尾部托輪16安裝于支架14上，圓筒換熱器4以托輪組為支撐繞中心線轉動；頭部托輪18有雙側擋邊，尾部托輪16為光輪，頭部托輪18、尾托輪16均布置于圓筒換熱器4的筒體5兩側下部，與筒體5中心成60°夾角。

所述圓筒換熱器4的大齒輪11與傳動裝置17的小齒輪嚙合，通過小齒輪的轉動驅動大齒輪11，已實現圓筒換熱器4繞中心線的轉動，傳動裝置17位于圓筒換熱器4的單側下部，傳動裝置17安裝于支架之上。

所述圓筒換熱器4頭部沿回轉中心線設置進料螺旋1，在進料螺旋1的上部設置進料錐斗2，進料螺旋1和進料錐斗2支撐于頭部密封3架體上，圓筒換熱器4頭部擋板與進料螺旋1和進料錐斗2的間隙通過頭部密封3進行封堵。

所述筒體5尾部開有干燥煤出料口，出料口正下方安裝雙出料錐斗15，雙出料錐斗15下料口一側對應干燥原煤出料口，另一側對應換熱管端部，雙出料錐斗15安裝于支架14之上。

所述架體14上部安裝面頭部高于尾部，圓筒換熱器4通過托輪支撐于架體14之上，圓筒換熱器4進料端高于出料端，其中心線與水平面夾角為3～5度。

所述傳動裝置17包括電機，與電機聯(lián)結的減速器，與減速器輸出軸聯(lián)結的小齒輪和用于支撐小齒輪轉動的軸承座。

所述頭部密封3包括密封架體，安裝于密封架體之上的耐高溫柔性填料，與架體連接內含彈簧的填料壓緊裝置。

回轉圓筒固體粉料換熱裝置的工藝流程為：針對直徑20mm以下高溫半焦和常溫原煤，兩種物料進入圓筒換熱器4并同向輸送，通過換熱管9的直接傳導換熱，以實現半焦的熄焦冷卻，溫度降至200℃以下出料；原煤通過吸熱升溫，干燥脫水至6％以下含水率出料。

具體過程如下：

1)根據處理量和換熱時間，確定圓筒換熱器4的回轉速率，啟動轉動裝置17的電機；

2)待圓筒換熱器4正常轉動后，啟動原煤進料程序，粉狀原煤經進料錐斗2進入換熱器頭部錐套6外側，經頭部隔板7外側入料孔進入圓筒換熱器4換熱區(qū)，覆蓋換熱管9；

3)原煤進料10分鐘后，啟動半焦進料程序，經干餾出爐的高溫粉狀半焦通過進料螺旋1進入圓筒換熱器4頭部錐套6內側，再進入換熱管9內側；

4)隨圓筒換熱器4的轉動，原煤在筒壁和換熱管9的帶動下，拋起并沿換熱器下部空間螺旋輸送，換熱管9內半焦在導料螺旋10的作用下向前輸送；

5)換熱管9內側熱半焦通過管壁將熱量傳至原煤而逐漸降溫冷卻實現干熄焦，換熱管9外側原煤吸收管壁傳出的熱量，升溫并脫出多余水分；

6)冷卻熄焦后的半焦由換熱管9尾部排出，通過雙出料錐斗15出料，并輸送至半焦倉；干燥后原煤經雙出料錐斗15出料，輸送至原料倉。