流化床冷却器的气体分布板以及流化床冷却器的制作方法

1.本公开涉及粉煤流化输送冷却技术领域，尤其涉及一种流化床冷却器的气体分布板以及流化床冷却器。


背景技术：

2.流化床冷却器是用于对高温物料进行冷却的主要设备。
3.流化床冷却器具体包括流化床本体以及位于流化床本体内的气体分布板，气体分布板将流化床本体内腔分隔为上层的流化室和下层的气室，气体分布板上设置有多个布气通孔，气室内的流化气由布气通孔进入至上层的流化室，使流化室内的高温物料被流化，物料对流传热，使高温物料得以冷却，最终通过上层流化室的溢流口排出。
4.然而，由于进入至流化室的高温物料粒度不可能完全均匀，会存在少量的大颗粒，而大颗粒难以流化，大颗粒物料在设备运行过程中会逐渐累积在气体分布板上无法排出，影响设备的稳定运行。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种流化床冷却器的气体分布板以及流化床冷却器。
6.第一方面，本公开提供一种流化床冷却器的气体分布板，所述气体分布板包括接料区以及位于所述接料区外围的通气区，所述通气区设置有多个布气通孔；
7.所述通气区的至少部分向下凹陷形成凹陷结构，至少部分所述布气通孔设置在所述凹陷结构上，所述凹陷结构的底部设置有至少可供未发生流化的颗粒物料排出的排渣口。
8.本公开提供的流化床冷却器的气体分布板，通过将气体分布板设置为包括接料区和位于接料区外围的通气区，在通气区设置布气通孔，以在使用时保证流化床冷却器的气室中的流化气能够经过布气通孔进入流化室，对高温物料进行流化处理，同时使通气区的至少部分向下凹陷形成凹陷结构，至少部分布气通孔设置在凹陷结构上，且在凹陷结构的底部设置排渣口，从而在保证气体分布板能够正常通气的情况下，使得流化室内未发生流化的大颗粒物料能下落至凹陷结构内，进而从凹陷结构底部的排渣口排出，从而保证了大颗粒物料的顺畅排出，使得设备能够稳定运行。
9.可选的，所述凹陷结构形成为上端大、下端小的锥形筒体。
10.可选的，所述锥形筒体的底部向下延伸形成排渣管，所述排渣口设置在所述排渣管上。
11.可选的，所述锥形筒体的锥角不小于所述未发生流化的颗粒物料的安息角。
12.可选的，所述布气通孔沿竖直方向开设。
13.可选的，所述凹陷结构至少为两个，至少两个所述凹陷结构沿所述接料区的外围周向间隔排布。
14.可选的，所述凹陷结构在所述气体分布板上的投影总面积占所述气体分布板总面积的1/2～2/3。
15.第二方面，本公开提供一种流化床冷却器，包括流化床本体、下料管、控制气体输送管以及如上所述的流化床冷却器的气体分布板；
16.所述气体分布板位于所述流化床本体内，所述气体分布板将所述流化床本体的内腔分隔为上层的流化室和下层的气室，所述流化室和所述气室通过所述布气通孔连通，所述排渣口与所述流化床本体的外部连通；
17.所述下料管的出料口伸入至所述流化室内且位于所述接料区的正上方，所述下料管的出料口与接料区之间形成物料堆积区域；所述控制气体输送管的出气口设置在所述物料堆积区域内且朝向所述通气区的上方设置。
18.本公开提供的流化床冷却器，通过使其气体分布板包括接料区和通气区，由于布气通孔开设在通气区，使得气室内的流化气无法通过接料区，物料从下料管的出料口进入到接料区，由于接料区无流化气经过，随着下料管出料口的物料增多，物料在下料管的出料口与接料区之间的物料堆积区域内堆积；由于控制气体输送管的出气口设置在物料堆积区域内且朝向通气区的上方设置，因此，当通过控制气体输送管向物料堆积区域内通入控制气体时，控制气体可以将物料堆积区域内堆积的物料吹散到通气区的上方空间中，气室内的流化气体通过通气区的布气通孔进入到流化室内对通气区上方空间内的物料进行流化处理。当控制气体调小或关闭后，随着下料管出料口物料的增加，物料堆积区域内物料重新堆积，当再次将控制气体的流量调大时，控制气体可以再次将物料堆积区域内的物料吹散到通气区的上方，进而进行流化处理。该流化床冷却器不需要在流化床内安装机械阀门即可控制物料输送的速度，通过在气体分布板上设置接料区和向物料堆积区域通入控制气体的方式，实现流化床本体内高温高压的工作环境下，对物料输送速度的有效控制，提高了物料的流化效果；同时，由于通气区的至少部分向下凹陷形成凹陷结构，凹陷结构的底部设置排渣口，因此当流化床本体内有未发生流化的大颗粒物料堆积时，大颗粒物料能够下落至凹陷结构内，进而从凹陷结构底部的排渣口排出，从而保证了大颗粒物料的顺畅排出，而且由于至少部分布气通孔开设在凹陷结构上，因此不会影响流化气的经过，即不会影响对物料的流化处理。也就是说，本实施例的流化床冷却器，既能实现对物料输送的控制，且兼具排渣功能，保证大颗粒物料的顺畅排出，进而保证了流化床冷却器的稳定运行。
19.可选的，所述控制气体输送管的一端封闭，且沿垂直于所述气体分布板的方向伸入至所述物料堆积区域，所述出气口的数量为多个，多个所述出气口沿所述控制气体输送管的周向均匀分布于所述控制气体输送管的封闭端的侧壁上。
20.可选的，所述流化床本体的侧壁上开设有第一安装孔，所述接料区开设有第二安装孔，所述控制气体输送管的设有出气口的一端依次穿过第一安装孔和第二安装孔伸入至所述物料堆积区域内，且所述控制气体输送管的外壁与所述第一安装孔及所述第二安装孔之间密封设置。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
22.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本公开实施例所述的流化床冷却器的气体分布板区域的结构示意图；
24.图2为图1中a
‑
a向的剖视图。
25.其中，1、流化床本体；11、流化室；110、物料堆积区域；12、气室；13、下料管；131、出料口；14、流化气输送管；15、控制气体输送管；151、出气口；16、第一安装孔；17、排渣阀；2、气体分布板；21、接料区；210、第二安装孔；22、通气区；221、凹陷结构； 222、排渣口；223、排渣管；224、水平区。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.流化床冷却器用于对高温煤粉进行冷却。流化床冷却器内设置有气体分布板，具体地，流化气经过气体分布板上的布气通孔进气至流化室，对高温物料进行流化，从而实现对物料的冷却。然而，由于进入至流化室的高温物料粒度不可能完全均匀，会存在少量的大颗粒，大颗粒难以流化，大颗粒物料在设备运行过程中会逐渐累积在气体分布板上无法排出，影响设备的稳定运行。基于此，本实施例提供一种流化床冷却器的气体分布板以及流化床冷却器，使得未发生流化的大颗粒物料能够顺畅排出，保证设备的稳定运行。
29.下面通过具体的实施例对该流化床冷却器的气体分布板以及流化床冷却器进行详细说明：
30.实施例一
31.本实施例提供一种流化床冷却器的气体分布板，参照图1和图2 所示，该气体分布板2包括：接料区21以及位于接料区21外围的通气区22。
32.其中，通气区22设置有多个布气通孔，通气区22的至少部分向下凹陷形成凹陷结构221，至少部分布气通孔设置在凹陷结构221上，凹陷结构221的底部设置有至少可供未发生流化的颗粒物料排出的排渣口222。
33.可以理解的是，气体分布板2的布气通孔开设在通气区22，接料区21不开设布气通孔。
34.具体使用时，将该气体分布板2安装在流化床冷却器内。该流化床冷却器具体包括流化床本体1，气体分布板2具体安装在流化床本体 1内。气体分布板2将流化床本体1的内腔分隔为上层的流化室11和下层的气室12，流化室11和气室12通过气体分布板2的布气通孔连通。流化室11内通入有高温物料，气室12内通入有流化气，布气通孔用于供流化气通过，以实现对高温物料的流化处理，从而实现对物料的冷却。其中，使气体分布板2的排渣口222与流化床本体1的外部连通。
35.具体地，流化床冷却器具有用于向流化室11内通入高温物料的下料管13，下料管13的出料口131伸入至流化室11内且位于接料区21 的上方，下料管13的出料口131与接料区21之间形成物料堆积区域 110。
36.气室12内的流化气体通过布气通孔进入至流化室11内，流化气体经过布气通孔后会在布气通孔的上方区域形成气柱和气泡，然后逐渐向上方扩散，将周围物料流化，物料经过流化后呈流态化。具体实现时，流化室11具有溢流口，被流化后的物料会经过该溢流口排出，但当高温物料中存在大颗粒时(大颗粒指在操作流化气速下，无法被流化的颗粒)，大颗粒物料难以流化，无法从溢流口排出，大颗粒物料堆积过多会影响设备的正常运行。由于通气区22具有凹陷结构221，未发生流化的大颗粒物料会下落至凹陷结构221内，此处可以理解的是，流化室11中的大颗粒物料可以直接落入凹陷结构221内，也可以是大颗粒物料下落至接料区21，然后由接料区21流动至接料区21外围的凹陷结构221内。由于凹陷结构221的底部设置有排渣口222，落入凹陷结构221内的大颗粒物料进而从排渣口222排出至流化床本体1 的外部，从而保证了大颗粒物料的顺畅排出，避免大颗粒物料在气体分布板2上堆积而导致设备无法稳定运行。
37.具体实现时，可以在气室12内设置流化气输送管14，流化气输送管14的进气端与外部流化气供气装置连通，流化气输送管14的出气端与气室12连通，通过流化气输送管14向气室12内提供流化气。
38.本实施例提供的流化床冷却器的气体分布板2，通过将气体分布板 2设置为包括接料区21和位于接料区21外围的通气区22，在通气区 22设置布气通孔，以在使用时保证流化床冷却器的气室12中的流化气能够经过布气通孔进入流化室11，对高温物料进行流化处理，同时使通气区22的至少部分向下凹陷形成凹陷结构221，至少部分布气通孔设置在凹陷结构221上，且在凹陷结构221的底部设置排渣口222，从而在保证气体分布板2能够正常通气的情况下，使得流化室11内未发生流化的大颗粒物料能下落至凹陷结构221内，进而从凹陷结构221 底部的排渣口222排出，从而保证了大颗粒物料的顺畅排出，使得设备能够稳定运行。
39.由于流化床本体1内的物料呈流态化，为了便于对物料输送进行控制，通过将气体分布板2设置为包括上述接料区21和通气区22，同时通过设置控制气体输送管15，控制气体输送管15的出气口151设置在物料堆积区域110内且朝向通气区22的上方设置。
40.由于气体分布板2上的接料区21不能通过流化气，流化气无法对该区域的物料进行流化，随着从下料管13的出料口131落下的物料的不断增加，就会阻止下料管13内的物料通过下料管13进入到流化室 11内，从而在物料堆积区域110内形成料封。
41.控制气体输送管15的出气口151设置在物料堆积区域110内且朝向通气区22的上方设置，当以一定的气流速度向物料堆积区域110内通入控制气体时，控制气体可以将物料堆积区域110内堆积的物料吹向通气区22的上方区域，从气室12经过布气通孔流入到流化室11内的流化气体对通气区22上方区域的物料进行流化处理。需要说明的是，控制气体可以是空气或者是惰性气体，以避免在与物料接触过程中发生反应。
42.具体地，控制气体输送管15的进气口位于流化床本体1的外部，控制气体输送管15的进气口连接外部控制气体供应装置，控制气体供应装置通过控制气体输送管15向流化床本体1内输送控制气体，并可以控制控制气体的输送速度和控制气体的输送量。当控制气体
调小或关闭后，随着下料管13的出料口131处物料的增加，物料堆积区域110 内物料重新堆积，当再次将控制气体的流量调大时，控制气体可以再次将物料堆积区域110内的物料吹散到通气区22的上方，进而进行流化处理。该流化床冷却器不需要在流化床内安装机械阀门即可控制物料输送的速度，通过在气体分布板2上设置接料区21和向物料堆积区域110通入控制气体的方式，实现流化床本体1内高温高压的工作环境下，对物料输送速度的有效控制，提高了物料的流化效果。
43.为实现对流化床本体1内的物料流化速度的良好控制，在本发明的一些实施例中，将控制气体输送管15设置为一端敞开作为进气口，另一端封闭，且在封闭端的侧壁上设置开口作为出气口151，控制气体输送管15的出气口151的一端沿垂直于气体分布板2的方向伸入到物料堆积区域110。其中出气口151的数量为多个，多个出气口151沿控制气体输送管15的周向分布于控制气体输送管15的封闭端的侧壁上。如图1所示，当向控制气体输送管15内通入控制气体时，控制气体从各个出气口151按箭头方向成散射状喷出，喷出的控制气体将堆积在物料堆积区域110内的物料均匀的吹向通气区22上方的空间内，以便于进行流化气体进行流化处理。
44.具体地，流化床本体1的下部的侧壁上(也就是与气室12对应的侧壁上)设置第一安装孔16，接料区21上设有第二安装孔210，控制气体输送管15的设有出气口151的一端依次穿过第一安装孔16和第二安装孔210后伸入到物料堆积区域110，且控制气体输送管15的外壁与第一安装孔16及第二安装孔210之间密封设置。这种设置方式的优点在于，控制气体输送管15位于流化床本体1内的部分均位于气室 12内，不会对流化室11内的流化过程造成影响，且控制气体输送管 15的固定通过与第一安装孔16和第二安装孔210的配合即可完成，不需要增加额外的固定件。
45.较为优选的，凹陷结构221形成为上端大、下端小的锥形筒体。这样设置使得锥形筒体的锥体斜面会对大颗粒物料具有较好的导向作用，大颗粒会沿锥形筒体的锥体斜面快速下落，进而通过底部排渣口 222排出流化床本体1。此外，凹陷结构221上开设有布气通孔，通过将凹陷结构221设置为锥形筒体，使得通气区22上的布气通孔可开设的范围更大，提高了流化气的进气量，提高了流化效率。
46.具体地，锥形筒体的锥角不小于未发生流化的颗粒物料的安息角，从而保证大颗粒物料的顺畅下落。此处需要说明的是，参照图1所示，锥形筒体的锥角即锥形筒体所在的圆锥母线与水平面之间的夹角a。具体实现时，锥角的具体角度根据颗粒物料的种类进行具体设定。其中，颗粒物料的安息角指的是，斜面使置于其上的物料处于沿斜面下滑的临界状态时，与水平表面所成的最小角度(即随着倾斜角增加，斜面上的物体将越容易下滑；当物体达到开始下滑的状态时，该临界状态的角度称为安息角)。
47.在本实施例中，凹陷结构221上的布气通孔沿竖直方向开设，即，该区域的布气通孔并非垂直于锥形筒体的侧壁，而是竖直设置，这样一方面可以保证流化效果，另一方面可以避免水平方向的气流形成气封阻止物料下落的情况出现。
48.参照图2所示，在本实施例中，通气区22的部分向下凹陷形成凹陷结构221，通气区22的除凹陷结构221所在区域之外的部分称之为水平区224，水平区224面积应尽可能小，以减少可能的大颗粒存留。其中，水平区224也设置有布气通孔，较为优选的，水平区224的布气通孔也沿竖直方向开设，对应的效果与上述相同，此处不再赘述。当然，在其他实现方式
中，也可以使整个通气区22均向下凹陷形成凹陷结构。
49.示例性，气体分布板2是一块与流化床本体1的尺寸匹配的圆形板状结构，在该气体分布板2的中心留一块圆形的不开布气通孔的区域形成接料区21，从接料区21的边缘部位沿径向向外延伸直到流化床本体1的内壁之间的气体分布板2部分设置为通气区22，在通气区22 内开设布气通孔，便于对流化室11内的物料进行流化处理。在将气体分布板2安装在流化床本体1内时，比如可采用焊接等方式将水平区 224边缘与流化床本体1的内侧壁连接。
50.具体地，可使锥形筒体的底部向下延伸形成排渣管223，排渣口 222设置在排渣管223上。也就是说，排渣口222通过该排渣管223 与流化床本体1外部连通。排渣口222具体可设置在排渣管223的底端。
51.其中，凹陷结构221可以设置为至少两个，至少两个凹陷结构221 沿接料区21的外围周向间隔排布。这样设置使得累积在接料区21的大颗粒物料能够快速地沿着凹陷结构221下落，进而从排渣口222排出，而且由于凹陷结构221上设置有布气通孔，通过将凹陷结构221 这样设置使得进入至流化室11内的流化气的分布更加均匀，进一步提高了流化效率。
52.若将凹陷结构221的数量设置的过少，会导致水平区224的面积过大，进而导致大颗粒在水平区224发生存留，若将凹陷结构221的数量设置的过多，会增加气体分布板2的制作难度，使设备过于复杂。参照图2所示，在本实施例中，凹陷结构221具体设置为4个。凹陷结构221的具体数量可根据气体分布板2的尺寸进行适应性设计。
53.其中，凹陷结构221的面积应在保证接料区21面积的前提下尽可能大，以保证水平区224和接料区21的大颗粒进入凹陷结构221内。较为优选的，可使凹陷结构221在气体分布板2上的投影总面积与气体分布板2总面积的比值设置为1/2～2/3。此处需要说明的是，当凹陷结构221为一个时，此处的凹陷结构221在气体分布板2上的投影总面积即该一个凹陷结构221在气体分布板2上的竖向投影面积。当凹陷结构221为至少两个时，此处的凹陷结构221在气体分布板2上的投影总面积即为所有凹陷结构221在气体分布板2上的竖向投影面积之和。此处气体分布板2的总面积指的是气体分布板2在水平面上的投影面积，即，气体分布板2的通气区22未发生向下凹陷时，气体分布板2的总面积。
54.具体地，可以在流化床本体1的底部对应排渣口222的位置设置与排渣口222连通的用于控制排渣的排渣阀17。当需要排渣时，打开排渣阀17，使得大颗粒物料通过排渣口222经该排渣阀17排出流化床本体1；不需要排渣时，关闭排渣阀17即可。由于流化床冷却器一般在高温条件下操作，因此，排渣阀17优选为非机械式控制阀，比如非机械式的l型阀。
55.实施例二
56.参照图1和图2所示，本实施例提供一种流化床冷却器，包括流化床本体1、下料管13、控制气体输送管15以及气体分布板2。
57.其中，气体分布板2与实施例一提供的气体分布板2的结构和实现原理相同。
58.气体分布板2位于流化床本体1内，气体分布板2将流化床本体1 的内腔分隔为上层的流化室11和下层的气室12，流化室11和气室12 通过布气通孔连通，排渣口222与流化床本体1的外部连通。下料管 13的出料口131伸入至流化室11内且位于接料区21的上方，下料管 13的出料口131与接料区21之间形成物料堆积区域110；控制气体输送管15的出气口
151设置在物料堆积区域110内且朝向通气区22的上方设置。
59.本实施例提供的流化床冷却器，通过使气体分布板2包括接料区 21和通气区22，由于布气通孔开设在通气区22，使得气室12内的流化气无法通过接料区21，物料从下料管13的出料口131进入到接料区 21，由于接料区21无流化气体经过，随着下料管13出料口131的物料增多，物料在下料管13的出料口131与接料区21之间的物料堆积区域110内堆积；由于控制气体输送管15的出气口151设置在物料堆积区域110内且朝向通气区22的上方设置，因此，当通过控制气体输送管15向物料堆积区域110内通入控制气体时，控制气体可以将物料堆积区域110内堆积的物料吹散到通气区22的上方空间中，气室12 内的流化气体通过通气区22的布气通孔进入到流化室11内对通气区 22上方空间内的物料进行流化处理。当控制气体调小或关闭后，随着下料管13出料口131物料的增加，物料堆积区域110内物料重新堆积，当再次将控制气体的流量调大时，控制气体可以再次将物料堆积区域 110内的物料吹散到通气区22的上方，进而进行流化处理。不需要在流化床内安装机械阀门即可控制物料输送的速度，通过在气体分布板2 上设置接料区21和向物料堆积区域110通入控制气体的方式，实现流化床本体1内高温高压的工作环境下，对物料输送速度的有效控制，提高了物料的流化效果；同时，由于通气区22的至少部分向下凹陷形成凹陷结构221，凹陷结构221的底部设置排渣口222，因此当流化床本体1内有未发生流化的大颗粒物料堆积时，大颗粒物料能够下落至凹陷结构221内，进而从凹陷结构221底部的排渣口222排出，从而保证了大颗粒物料的顺畅排出，而且由于至少部分布气通孔开设在凹陷结构221上，因此不会影响流化气的经过，即不会影响对物料的流化处理。也就是说，本实施例的流化床冷却器，既能实现物料输送的控制，且兼具排渣功能，保证大颗粒物料的顺畅排出，进而保证了流化床冷却器的稳定运行。
60.其他技术特征与实施例一相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一的描述。
61.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
62.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。