Барабанный охладитель
2021-03-09 10:16
Барабанный охладитель относится к теплообменным устройствам непрерывного действия. Он предназначен для применения в тех областях, где требуется транспортирование и охлаждение горячего кускового массива с утилизацией тепла для технологических и хозяйственных целей. Изобретение может быть применено, например, в нефтеперерабатывающей промышленности в составе установки прокаливания нефтяного кокса.
Предназначены для охлаждения сыпучих материалов. Устанавливаются после прокалочных печей.
Типы барабанных холодильников в зависимости от способа охлаждения материала:
с воздушным охлаждением;
с водяным охлаждением;
трубчатые холодильники.
В холодильниках с воздушным охлаждением материал охлаждается воздухом, который подается вентилятором прямотоком или противотоком.
В холодильниках с водяным охлаждением барабан орошается снаружи водой, которая подается в ванны охлаждения. Для увеличения времени соприкосновения материала с охлаждаемой стенкой в барабане установлены продольные полки.
Известен воздухоподогреватель для утилизации тепла дымовых газов. Он содержит вращающийся на роликоопорах вокруг наклонной оси корпус с центральной вставкой (т.е. трубным пространством) для дымовых газов, движущихся по ней снизу вверх, и наружным межтрубным пространством для встречного движения нагнетаемого воздуха, который через стенку нагревается дымовыми газами и перемещается вниз к вентилятору. Межтрубное и трубное пространства соединены между собой перетоками, по которым пересыпается в качестве промежуточного теплоносителя крупнозернистый песок. Однако такую конструкцию теплообменного аппарата невозможно применить для твердого и жидкого веществ, которые в нашем случае должны участвовать в теплообмене. Для перемещения и охлаждения твердого кускового массива можно использовать вращающееся трубное пространство без каких-либо перетоков в межтрубное пространство, при этом наклон его оси должен быть выполнен в противоположную сторону (“горячий” конец должен быть выше “холодного”) - для того чтобы охлаждаемый материал имел возможность перемещаться под действием сил гравитации. Межтрубное пространство может представлять собой проточную водяную рубашку.
Известен вращающийся холодильник для охлаждения кокса. Он содержит выполненные в виде барабана трубное пространство и окружающую его водяную рубашку. Барабан для осуществления вращения оснащен наружными приводным и опорными устройствами. По всей длине водяная рубашка разделена на секционные зоны радиальными плоскими перегородками. В зоне “горячего” загрузочного конца барабана в перегородках проделаны отверстия для петлевого перетока воды, т.е. внутри рубашки образованы соседствующие продольные противоточно движущиеся горячие и холодные потоки. В зоне “холодного” разгрузочного конца барабана из рубашки выведены к его центру радиальные спицеобразные трубы, которые присоединяют каждый сектор рубашки к коаксиально смонтированным в барабане внутреннему напорному или наружному сливному трубопроводам. Эти трубопроводы (вращающиеся вместе в барабаном) протянуты за пределы зоны работы холодильника и, хотя водораспределительное устройство для этих вращающихся трубопроводов не показано, естественно, обе коаксиальные трубы должны быть через уплотнительные устройства присоединены к неподвижным напорной и сливной магистралям.
Недостатком прототипа является обустройство в рубашке по всей ее длине противоточных горячих и холодных потоков, в результате чего снижается эффективность охлаждения.
Еще один недостаток - спицеобразное трубопроводное подсоединение рубашки к коаксиальным напорному и сливному трубопроводам. Эти “спицы” создают дополнительное сопротивление самовыгружающемуся из трубного пространства коксу и подвергаются усиленному износу.
Определенную проблему также представляет собой подсоединение соосных вращающихся напорного и сливного трубопроводов к стационарным магистралям.
Изобретение барабанного охладителя устраняет указанные недостатки.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении перемещения в трубном пространстве вращающегося барабанного охладителя горячего кускового массива (например, прокаленного нефтяного кокса) под действием сил гравитации. При этом осуществляется эффективная прямоточная передача тепла водяной рубашке. Охлаждающая вода нагревается в процессе работы и может быть утилизирована для технологических и хозяйственных нужд.
Для достижения указанного результата в барабанном охладителе, выполненном в виде вращающегося вокруг наклонной оси прямоточного теплообменного устройства типа “труба в трубе”, по трубному пространству которого силами гравитации перемещается охлаждаемый бесконтактным способом высокотемпературный кусковой массив, например, прокаленный нефтяной кокс, а межтрубное пространство выполнено в виде проточной водяной рубашки, имеющем наружные опорные и упорную роликовые станции, электромеханический привод с подвенцовой шестерней на выходном валу, зацепляющейся с цилиндрическим зубчатым венцом, закрепленным на наружной поверхности оболочки, для входа и выхода охлаждающей воды на штуцерах входа и выхода воды герметично закреплены гибкие напорные рукава, а его барабан совершает возвратно-вращательное движение на пол-оборота в каждую сторону, для чего привод снабжен электромагнитным тормозом и реверсивным устройством пуска электродвигателя, управляемыми конечным выключателем, срабатывающим при достижении барабаном одного из крайних положений, при этом по всей длине цилиндрического трубного пространства вдоль одной из его образующих выполнена продольная плоская радиально-направленная к центру пластина, способная при каждом полуцикле вращения барабана поднимать кусковой массив охлаждаемого материала и сбрасывать его на внутреннюю стенку оболочки.
