中國粉體網(wǎng)訊 在粉體生產(chǎn)過程中，“干燥技術(shù)”至關(guān)重要。在該技術(shù)中，需要高效地向粉體層傳遞熱量。與干燥技術(shù)類似，從粉體與周圍環(huán)境之間的熱交換角度來看，從粉體中吸收熱量的“冷卻技術(shù)”也非常重要。例如在無機(jī)鹽、金屬氧化物、金屬粉末的生產(chǎn)中，常需將煅燒得到的高溫固體產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，以滿足包裝和運(yùn)輸設(shè)施對溫度的要求。
那常用的粉體冷卻技術(shù)有哪些呢？
槳葉式冷卻器
槳葉式冷卻器是一種臥式間接換熱設(shè)備，物料在圓筒中被槳葉不斷翻動并向一端推進(jìn)，槳葉內(nèi)腔和圓筒壁下部夾套通入冷卻水，物料在被緩慢輸送的過程中得到冷卻。
該技術(shù)傳熱效率較低，設(shè)備占地面積大，難于清理，因有轉(zhuǎn)動部件導(dǎo)致維修相對頻繁。通常用于物料溫度不高，流動性差，且不宜直接接觸空氣的介質(zhì)，溫度過高的物料則因?yàn)槿菀装褰Y(jié)而不適用。該技術(shù)在純堿工業(yè)中應(yīng)用于冷卻來自煅燒爐的高溫純堿，現(xiàn)在，已被更先進(jìn)的粉體流換熱器部分取代。
粉體流換熱器冷卻器
粉體流換熱器是一種間接換熱的粉體冷卻設(shè)備，通常由進(jìn)料倉、傳熱板組、下料倉等組成。這種換熱方式結(jié)合了粉體密相輸送和傳統(tǒng)板式換熱器的設(shè)計思路，高溫固體粉料依靠自身重力自流通過板式換熱器的狹窄通道，與另一側(cè)的冷卻水進(jìn)行間接換熱，達(dá)到將物料冷卻的目的，必要時可以副產(chǎn)熱水，回收熱量。
粉體流冷卻器的結(jié)構(gòu)示意
該技術(shù)由加拿大Solex公司最早推廣，在重質(zhì)純堿、尿素、氯化鉀、蔗糖等產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用，具有傳熱效率高、設(shè)備占地面積小、無轉(zhuǎn)動設(shè)備、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。但這種技術(shù)只適用于具有良好流動性的粉體物料，通常要求粉料粒徑＞150μm，安息角＜40°。
氣固流化床冷卻
氣固流化床具有傳熱系數(shù)高(可達(dá)200～400W/m2/K)、溫度均勻可控、顆粒輸送方便等特點(diǎn)，是目前較常用的一類冷卻器。該技術(shù)是利用流態(tài)化原理，以空氣或惰性氣體為載體氣，將粉料流化起來。
以臥式流化床為例，粉料在流態(tài)化狀態(tài)下依次通過多個流化腔室，每個流化腔室下均有冷卻氣體通入，氣體與粉料直接接觸換熱，達(dá)到逐級冷卻的目的。換熱后的氣體從頂部引出，經(jīng)旋風(fēng)分離器和布袋除塵器后排空。也可以將氣體間接冷卻后循環(huán)使用。
在氯化鎂、氧化鋁等顆粒的冷卻上，流化床冷卻器獲得大量應(yīng)用。氣固流化床的關(guān)鍵是顆粒需滿足可以穩(wěn)定流態(tài)化的條件，一般適合流態(tài)化的顆粒尺寸在30μm～3mm之間，在夾雜有小顆粒的條件下，部分顆粒可大至6mm。
粉體流化冷卻
對于粒徑小、易吸潮、易氧化、性質(zhì)活潑的超細(xì)粉體物料，現(xiàn)有的冷卻方法均存在弊端。因此，針對粒徑0～100μm，溫度300～900℃的粉料，中國成達(dá)工程有限公司工藝專業(yè)人員開發(fā)了粉體流化冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)、粉體流化冷卻器、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、及粉料輸送機(jī)組成。高溫物料從冷卻器下端進(jìn)入，冷卻器立式安裝，頂部出口與旋風(fēng)分離器進(jìn)口通過風(fēng)管相連，底部氣體進(jìn)口與循環(huán)風(fēng)機(jī)出口相連，旋風(fēng)分離器底部為冷卻后產(chǎn)品出料口，頂部為尾氣出口，尾氣至布袋除塵器收集超細(xì)粉后，連接至循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)口，作為流化氣體循環(huán)使用。
粉體流化冷卻系統(tǒng)示意圖
冷卻器的主體結(jié)構(gòu)為立式安裝的列管式換熱器。高溫粉料與載氣充分混合，并一同向上流動進(jìn)入各換熱管內(nèi)，在流經(jīng)換熱管的過程中，粉體不斷傳熱給載氣，載氣通過換熱管傳熱給殼程的冷卻介質(zhì)，完成冷卻。冷卻介質(zhì)采用水，副產(chǎn)的80～90℃熱水可供冷凍機(jī)組生產(chǎn)冷凍水使用，能量得到回收利用。
粉體流化冷卻器結(jié)構(gòu)示意圖
該粉體流化冷卻系統(tǒng)，相對傳統(tǒng)的冷卻方法，具有操作簡單、易控制、熱量可回收等優(yōu)點(diǎn)，適用于粒徑小、易吸潮或氧化變質(zhì)的高溫粉體顆粒的冷卻。
資料來源：
劉人滔等：超細(xì)粉體冷卻技術(shù)及傳熱特性研究，中國成達(dá)工程有限公司
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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