中國粉體網訊 在粉體生產過程中，“干燥技術”至關重要。在該技術中，需要高效地向粉體層傳遞熱量。與干燥技術類似，從粉體與周圍環境之間的熱交換角度來看，從粉體中吸收熱量的“冷卻技術”也非常重要。例如在無機鹽、金屬氧化物、金屬粉末的生產中，常需將煅燒得到的高溫固體產品進行冷卻，以滿足包裝和運輸設施對溫度的要求。
那常用的粉體冷卻技術有哪些呢？
槳葉式冷卻器
槳葉式冷卻器是一種臥式間接換熱設備，物料在圓筒中被槳葉不斷翻動并向一端推進，槳葉內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。
該技術傳熱效率較低，設備占地面積大，難于清理，因有轉動部件導致維修相對頻繁。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，溫度過高的物料則因為容易板結而不適用。該技術在純堿工業中應用于冷卻來自煅燒爐的高溫純堿，現在，已被更先進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備，通常由進料倉、傳熱板組、下料倉等組成。這種換熱方式結合了粉體密相輸送和傳統板式換熱器的設計思路，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，與另一側的冷卻水進行間接換熱，達到將物料冷卻的目的，必要時可以副產熱水，回收熱量。
粉體流冷卻器的結構示意
該技術由加拿大Solex公司最早推廣，在重質純堿、尿素、氯化鉀、蔗糖等產品上得到廣泛應用，具有傳熱效率高、設備占地面積小、無轉動設備、運行維護費用低的優點。但這種技術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高(可達200～400W/m2/K)、溫度均勻可控、顆粒輸送方便等特點，是目前較常用的一類冷卻器。該技術是利用流態化原理，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，粉料在流態化狀態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，達到逐級冷卻的目的。換熱后的氣體從頂部引出，經旋風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用。氣固流化床的關鍵是顆粒需滿足可以穩定流態化的條件，一般適合流態化的顆粒尺寸在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、性質活潑的超細粉體物料，現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，中國成達工程有限公司工藝專業人員開發了粉體流化冷卻系統。該系統由循環風機、粉體流化冷卻器、旋風分離器、布袋除塵器、及粉料輸送機組成。高溫物料從冷卻器下端進入，冷卻器立式安裝，頂部出口與旋風分離器進口通過風管相連，底部氣體進口與循環風機出口相連，旋風分離器底部為冷卻后產品出料口，頂部為尾氣出口，尾氣至布袋除塵器收集超細粉后，連接至循環風機進口，作為流化氣體循環使用。
粉體流化冷卻系統示意圖
冷卻器的主體結構為立式安裝的列管式換熱器。高溫粉料與載氣充分混合，并一同向上流動進入各換熱管內，在流經換熱管的過程中，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，完成冷卻。冷卻介質采用水，副產的80～90℃熱水可供冷凍機組生產冷凍水使用，能量得到回收利用。
粉體流化冷卻器結構示意圖
該粉體流化冷卻系統，相對傳統的冷卻方法，具有操作簡單、易控制、熱量可回收等優點，適用于粒徑小、易吸潮或氧化變質的高溫粉體顆粒的冷卻。
資料來源：
劉人滔等：超細粉體冷卻技術及傳熱特性研究，中國成達工程有限公司
（中國粉體網編輯整理/平安）
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