一种粉焦或粉体冷却蒸发器的制作方法

本实用新型涉及热交换技术领域的一种粉焦或粉体冷却蒸发器，特别是适用于粉煤流化床干馏装置温度控制设备技术领域。

背景技术：

多数煤炭中含有挥发分，一般为20～30％，经过干馏可以把这些挥发分从煤粉中分离出来；这些挥发分化学成分与石油烃类似，可以转化成石油产品。机械采煤产生大量的粉煤，采用流化床方式干馏是高效干馏技术路线。但粉煤流化床干馏温度在500～600℃，干馏后的粉焦要求冷却到50℃以下才能安全储存和运输。因此粉煤流化床干馏后的粉焦需要冷却，取出的热量可以循环利用。

粉焦是粉煤热裂解装置的产品之一，来自沉降器的高温粉焦需要经过冷却装置冷却后送至粉焦缓冲罐。目前粉焦冷却装置国内并没有，由于粉焦需要从600℃左右冷却到50℃才能安全储存和运输，要求冷却装置换热负荷调节范围大，所以传统的催化裂化用取热器或mto取热装置无法满足粉焦冷却需求。

本实用新型根据高温粉焦工艺特点，提出了一种粉焦或粉体冷却蒸发器，设置冷却蒸发区，内设蒸发管同粉焦换热产蒸汽，同时设置汽包一体，节省空间，当粉焦热量大时，可在下部设置第二冷却蒸发区，增加换热量；冷却蒸发区及第二冷却蒸发区分别设置流化介质分布器，最大程度的调节冷却程度，达到粉焦冷却到50℃安全储存和运输的条件；同时根据粉焦流化的特性，还可以在冷却蒸发区下部设置增强混合传递的流化区。

另外，传统取热装置与汽包之间需设置大量的管线，本实用新型顶部为汽包一体，节省空间和成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种使粉焦冷却产蒸汽以及汽水分离一体式的换热设备，而取出的热量可再次利用，其进一步的目的是提高效率和降低成本。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种粉焦或粉体冷却蒸发器，它包括冷却蒸发区，冷却蒸发区包含壳体、壳体上部的粉焦进口、下部的流化介质入口、底部的粉焦出口、内部的蒸发管和流化介质分布器；

在冷却蒸发区顶部设置汽水分离器，汽水分离器包含上壳体、上壳体上的进水口、顶封头、设于顶封头顶部的蒸汽出口、位于上壳体下部的管板法兰或球形隔板，以及上壳体内部的上级管板或固定板；

所述蒸发管布置在蒸发区内，布置一根以上，竖直放置，蒸发管为套管形式，包含外部的蒸发套管及其内部的进水管，蒸发套管上端穿透并固定于汽水分离器底部的上级管板法兰或球形隔板上，进水管上端穿透并固定于汽水分离器内部的管板或隔板上

所述的流化介质分布器位于冷却蒸发区内的蒸发管下方。

冷却蒸发区与汽水分离器之间的连接为可分拆式。

冷却蒸发区与汽水分离器之间采用法兰连接。

在冷却蒸发区下部设置第二冷却蒸发区，冷却蒸发区内的部分蒸发管向下延长到第二冷却蒸发区内；

所述第二冷却蒸发区位于壳体的下半段，所述粉焦出口设置于第二冷却蒸发区内，第二冷却蒸发区内设置第二流化介质分布器和第二流化介质入口；所述第二流化介质分布器123位于延长的蒸发管的下方，第二流化介质使用氮气或其它气体。

在冷却蒸发区下部设置流化区，所述流化区位于壳体的下半段，所述粉焦出口设置于流化区；流化区设置流化内件、第二流化介质分布器和第二流化介质入口；所述流化内件为格栅、孔板或挡板增强混合传递的流化内件，所述第二流化介质分布器位于流化内件的下方，第二流化介质使用氮气或脱水后的其它气体，水含量60℃不发生水液化。

所述蒸发套管外壁光滑；

所述蒸发套管外壁带有翅片；或者部分所述蒸发套管外壁光滑，部分蒸发套管外壁带有翅片，交错布置。

粉煤流化床干馏后的粉焦从粉焦或粉体冷却蒸发器的粉焦进口进入冷却蒸发区，水从上部进水口进入汽水分离器，通过管板上布置的进水管进入冷却蒸发区内布置的蒸发管内，与粉焦进行换热，热交换后，生成的汽水混合物通过蒸发套管与进水管之间的间隙进入汽水分离器，水汽分离后蒸汽从蒸汽出口引出待用；降温后的粉焦从底部的粉焦出口流出，完成一次换热过程；流化介质从流化介质入口进入流化介质分布器，对冷却蒸发区的粉焦进行流化，调节流化介质分布器可控制粉焦的冷却程度。根据换热负荷的大小，当粉焦热量较大时，可在冷却蒸发区下部设置第二冷却蒸发区，继续对降温后的粉焦进行冷却。或在冷却蒸发区下部设置流化区，通过格栅、孔板、挡板等流化内件增强粉焦的混合以及传递。

本实用新型的粉焦或粉体冷却蒸发器与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1、管板处采用可分拆式结构，方便更换及检修。

2、本实用新型为换热产汽且汽包一体设置，节省空间，根据粉焦热量及特性不同，选择在下部设置第二冷却蒸发区或流化区，换热负荷调节范围大，最大程度的提高了粉焦的降温程度和效率。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式装置结构示意图；

图2为底部设置第二冷却蒸发区的装置结构示意图；

图3为底部设置流化区的装置结构示意图；

图4为蒸发套管安装方式的放大结构示意图；

图5为图1中c-c向视图，蒸发套管外壁带翅片；

图6为图1中d-d向视图，蒸发套管外壁光滑；

图中：1、壳体，11、冷却蒸发区，12、第二冷却蒸发区，13、流化区，14、法兰，111、粉焦进口，112、流化介质入口，113、流化介质分布器，121、粉焦出口，122、第二流化介质入口，123、第二流化介质分布器，131、流化内件，2、蒸发管，21、蒸发套管，22、进水管，23、翅片，3、汽水分离器，31、上壳体，32、管板法兰，33、顶封头，34、进水口，35、蒸汽出口，36、管板或隔板，37、球型隔板。a水；b蒸汽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，旨在帮助读者理解本实用新型的特点和实质，但附图和具体实施方式内容并不限制本实用新型的可实施范围。

实施方式：

如图1所示，一种粉焦或粉体冷却蒸发器，包括冷却蒸发区11，冷却蒸发区11包含壳体1、壳体1上部的粉焦进口111、下部的流化介质入口112、底部的粉焦出口121以及内部的蒸发管2、流化介质分布器113；在冷却蒸发区11上部设置汽水分离器3，汽水分离器3包含上壳体31及其上壳体31上的进水口34、顶封头33及其顶部的蒸汽出口35，以及上壳体31下部的管板法兰32、内部的管板或隔板36、进水管22上半段；所述的蒸发管2布置在冷却蒸发区11内，布置一根以上，竖直放置，蒸发管2为套管形式，包含外部的蒸发套管21及其内部的进水管22，蒸发套管21上端穿透并固定于汽水分离器3底部的管板法兰32上，进水管22上端穿透并固定于汽水分离器3内部的管板或隔板36上；所述的流化介质分布器113位于冷却蒸发区11内的蒸发管2下方；

冷却蒸发区11与汽水分离器3的连接为可分拆式，优先采用法兰连接；

如图2所示的粉焦或粉体冷却蒸发器，在冷却蒸发区11下部设置第二冷却蒸发区12，冷却蒸发区11内的部分蒸发管2向下延长到第二冷却蒸发区12内，第二冷却蒸发区12包含壳体1的下半段、壳体1下部的粉焦出口121、第二流化介质入口122以及内部的部分蒸发管2下半段、第二流化介质分布器123；所述的第二流化介质分布器123位于部分延长蒸发管2的下方，第二流化介质使用氮气或其它气体。

如图3所示的粉焦或粉体冷却蒸发器，在冷却蒸发区11下部设置流化区13，流化区13包含壳体1的下半段、壳体1下部的粉焦出口121、第二流化介质入口122以及内部的流化内件131、第二流化介质分布器123；所述的流化内件131为格栅、孔板、挡板增强混合传递的流化部件；所述的第二流化介质分布器123位于流化内件131的下方，第二流化介质使用氮气或脱水后的其它气体，水含量60℃不发生水液化。

如图4所示的粉焦或粉体冷却蒸发器，在汽水分离器3下部设置球型隔板37，蒸发套管21上端穿透并固定于汽水分离器3下部设置的球型隔板37上。

如图5-6所示，粉焦或粉体冷却蒸发器的蒸发套管21外壁部分是光滑的，部分带有翅片23，交错布置。

粉煤流化床干馏后的粉焦从粉焦或粉体冷却蒸发器的粉焦进口111进入冷却蒸发区11，水a从上部进水口34进入汽水分离器3，通过管板或隔板36上布置的进水管22进入冷却蒸发区11内布置的蒸发管2内，与粉焦进行换热，热交换后，生成的汽水混合物通过蒸发套管21与进水管22之间的间隙进入汽水分离器3，水汽分离后蒸汽b从蒸汽出口35引出待用；降温后的粉焦从底部的粉焦出口121流出，完成一次换热过程；流化介质从流化介质入口112进入流化介质分布器113，对冷却蒸发区11的粉焦进行流化，调节流化介质分布器113可控制粉焦的冷却程度。根据换热负荷的大小，当粉焦热量较大时，可在冷却蒸发区11下部设置第二冷却蒸发区12，继续对降温后的粉焦进行冷却。或在冷却蒸发区11下部设置流化区13，通过格栅、孔板、挡板等流化内件131增强粉焦的混合以及传递。