粉粒体换热器

粉粒体物料由无数颗粒构成,颗粒的大小、分布、结构形态和表面形态等因素是研究粉粒体性能的基础。工程上常把在常态下以颗粒状态存在的物料称为粉粒体物料。粉粒体同人类的生活和生产活动有着极其广泛的联系，并具有重要的作用。

在自然界中，粉粒体是常见的一种物质存在形式，如河沙、粉尘等；在日常生活中，粉粒体是不可缺少的生活用品，如食盐、米、面粉、洗衣粉等等；在化工、石油化工、轻工、食品和冶金等工业生产中，粉粒体不仅是重要的原料，也是重要的产品。在生产制造过程中对大量的粉粒体物料进行加热或冷却处理也成为了很多行业必须面对的问题。

1）氟化铝的生产中，从锻烧炉和回转炉内出来的氟化铝颗粒温度大约在500一600℃，为降低包装费用及能量回收，必须将氟化铝颗粒进行降温处理。

2）磷酸一铵的生产中，经过锻烧炉造粒后的磷钱颗粒，温度大约在80℃左右，为防止磷钱降温后吸湿结块，在包装前必须将磷钱冷却至常温。

3）尿基复合肥的生产中，出干燥机的尿基复合肥颗粒的温度在80℃左右，为防止吸湿、潮解、粉化并便于包装，有必要对尿基复合肥颗粒冷却。

4）尿素颗粒的生产过程中，尿素的出料温度在70℃左右，其温度高于45℃下包装储存会产生吸湿、结块和粉化现象，因此也有必要对尿素颗粒进行最终冷却。

5）纯碱的生产中，为改善工人的劳动条件和劳动强度，降低包装成本，实现机械化包装，从锻烧炉出来的200℃左右的纯碱粉体必须冷却至100℃以下。

6）催化剂的生产中，焙烧后的分子筛催化剂温度高达450一600℃，需要尽快将其密闭冷却至常温，以防止催化剂颗粒与空气接触后在高温下发生化学反应而失效，并便于包装。

7）冷饮的制作中，如豆类，需将煮熟后的豆类从100℃降温至几度成型固化，以防温度过高而使糕体溶化。

8）其它食品行业，如巧克力粉、谷物、面粉、砂糖和盐等粉粒体以及冶金行业的煤粉、矿砂等粉粒体物料都存在加热或冷却的问题。

对于粉粒体物料加热或冷却装备，国内外广泛采用的是流化床和回转炉等方法。

流化床的因为动力消耗大，易污染空气，产品损耗大，不适用与空气发生化学反应的粉粒体的加热和冷却。大都以空气为传热介质，使其加热或冷却效果随着季节而变化，空气排放时需要增设除尘系统，造成其初期投资、操作及维护费用都比较高。

回转炉的缺点为设备结构复杂，维修困难，且占地面积大，动力消耗及设备成本较高，技术经济指标差，也不同程度地存在二次污染的问题。

传统的粉粒体物料加热或冷却方法是借助于空气作为换热介质，通过空气与粉粒体的直接接触的过程中完成能量的传递，存在着投资大，设备能耗高，占地面积大，运行费用高，换热介质受季节环境的影响较严重等不足之处。

粉粒体之间的传热能力比较低，虽然目前在工业中粉粒体物料的加热和冷却设备较多，但存在各种不足，KRD板式粉粒体换热器的弥补了这些缺陷，在冷却粉粒体方面有很好的效果！

板式粉粒体换热器采用四周焊接封闭的传热板片作传热元件。冷却或加热介质从传热板片的内流道通过;多组传热板片以一定的方式排列，各组传热板片之间具有一定的间距，粉粒体物料在各组传热板片之间形成的矩形通道内以较慢的速度通过。

传热介质采用冷却循环水、蒸汽或其他低温或高温的清沽介质，传热介质自下而上通过传热元件的内流道，与依靠重力作用自上而下流动的粉粒体物料实现间壁式逆流传热。换热器上部设置均匀进料装置，保证粉粒体物料均匀分布在各个矩形通道内，下部设置百叶窗式机械振动卸料装置，保证各传热板间的物料均匀下落，并控制下料速度。

板式粉粒体换热器优点：

板式粉粒体换热器与沸腾床换热器和回转炉换热器相比，有很多优点：

①、不需要对排放空气进行后处理，无需设置布袋过滤器或粉尘洗涤塔等后处理设备，也不需要引风机或鼓风机等动设备，因此，不需要整个换热系统保持一定的密闭状态;

②、换热效率较高,单位换热器体积内传热面积较大，整个换热器内粉粒体物料在狭窄的矩形换热通道内依靠重力作用与传热壁面进行间壁换热，效率较高;

③、对颗粒状物料不产生破坏作用，粉粒体物料以较低的速度在光滑的不锈钢传热板片之间密相流动，不会对粉粒体颗粒造成强烈的碰撞和磨损。相对1.1转炉冷却器而言，粉体流移动床换热器对产品磨损破坏程度小;相对沸腾床换热器而言，密闭的粉体流移动床换热器可以使高温产品免受空气的氧化或污损;

④、可靠性高，维修方便，粉体流移动床换热器结构简单，没有移动部件，也不需大型的辅助设备，传热板片元件采用焊接结构，不会发生传热介质的泄漏问题;

⑤、投资费用、操作费用都很低，投资成本比回转炉冷却器节省50%，比流化床冷却器节省20%;动力消耗比回转炉冷却器节省60%,比流化沫冷却器节省90%。

物料通过顶部进入缓冲仓，在缓冲仓形成料锥，将物料均匀分布进入换热板组段。缓冲仓装有温度计和料位计，检测温度信号与料位信号与控制系统连接。

换热板采用无垫片全焊工艺，根据工艺条件，可选择不锈钢和其它耐腐蚀合金材料。换热板由两块板片经电阻点焊，四周和折流通道完全焊接而成，同时焊接进出口连接管。经焊接的板片由可控的高压水膨胀成均匀的波浪状或酒窝状。这些波浪或酒窝能让流体在板内形成湍流，保证高的换热效率，并能有效防止结垢。

换热板组有一系列板片立式放置而成，换热板组的板片大小和板片数量根据处理物料和处理能力确定。

下料装置根据密相输送原理设计。对于产品而言，粉体缓慢而可控的流动具有两大优势；即均一的下料温度，并保证颗粒完整。振动下料器控制下料速度效果显著,适用范围广.内部安装的百叶窗控制物料的流动.由变频器控制的两个异向旋转的振动电机给下料器提供小振幅的振动.物料的下料速率由电机的振动频率控制，频率越大流速越大.振动电机关闭,物料的安息角和百叶窗让物料停止流动.下料器无动件,所以能保证颗粒完整。

粉体换热需要精确的控制系统，以保证最终产品温度满足要求。

板式粉粒体换热器采用了简单而有效的料位控制系统，进料仓将产品均匀的分布到传热板组上并形成进料锥。随后粉体流以充足的停留时间缓慢经过换热板组以获得指定的产品温度。下料器调节产品的流速。

在连续操作的情况下，控制系统调节下料器的下料速度来维持进料仓的设定料位。在间歇操作的情况下，粉体流换热器换热器可以在最高料位和最低料位之间进行调节分别在换热器进出口检测产品的温度。如果需要控制下料器温度至某一特定设定值，仅需调节传热介质的温度即可。这一控制系统极易于维持出料温度在设定值。