CN102977901A - 焦炉上升管余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焦炉荒煤气余热回收利用，为一种焦炉上升管余热回收装置。在上升管的管壁上设置盘绕式换热管。在上升管内的对流换热段上设置肋片。上升管的下部口径d设计为小于与上升管相接的耐火砖的口径D。本发明结构简单，低成本、高效益，能有效地回收荒煤气的余热，降低了企业的生产成本，节约能源，对节能减排具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉荒煤气余热回收利用，具体涉及到焦炉上升管强化传热结构和减少上升管结焦的结构。
背景技术
我国是焦炭生产大国，年产焦炭约3.8亿吨。在焦炉生产过程中同时产生大量的约750℃的高温荒煤气，荒煤气带出的热量约占焦炉支出热的36％。生产一吨焦炭大约生产400m3荒煤气。资料表明每生产一吨焦炭产生的荒煤气余热回收后能产生0.1吨的低压蒸汽。因此回收焦炉荒煤气的余热对节能减排具有重要意义。我国《工业节能十二五规划》明确要求回收利用焦炉上升管荒煤气的余热。
我国自上世纪七十年代开始尝试回收荒煤气的余热，但至今未有成熟、可靠、高效的余热回收技术。
二十世纪七十年代，我国焦化厂一度采用焦炉上升管汽化冷却装置回收荒煤气的余热，运行几年后终因系统安全性、稳定性、运行成本等方面的原因纷纷停用。
济钢曾在上升管做导热油回收荒煤气余热的试验，但导热油受温度的限制容易老化变质、易燃，存在不安全的因素。
宝钢梅山曾做过利用高温热管回收荒煤气余热的试验，但存在高温热管成本高，热管材质受高温荒煤气的腐蚀，容易损坏。
武钢焦化做了微流态汽化导热装置的试验具体效果还有待工业化试验的检验。
本发明人拥有的焦炉上升管余热发电装置专利是利用高压水吸收上升管内荒煤气的余热产生高温水并通过闪蒸技术产生高低压蒸汽来驱动汽轮机组发电，但未涉及上升管内的强化传热和换热上升管减少上升管结焦的结构。
焦炉上升管汽化冷却装置中的上升管汽化冷却器经运行实践表明：荒煤气在上升管入口和出口的温差一般小于200℃，荒煤气的余热没有得到充分的回收利用，为了更多的回收荒煤气的余热，对换热上升管必须采取强化传热措施。
在生产中，高温的荒煤气与温度较低的换热上升管的管壁接触时，荒煤气中的焦油汽被冷凝成焦油，焦油沿管壁流到换热上升管根部衬砖的位置时，被炽热衬砖干馏，焦油汽挥发形成结焦，当积炭越积越多时就增大了荒煤气的流动阻力，因此在生产中需要及时清理结焦。
发明内容
本发明的目的是，提供一种焦炉上升管余热回收装置，用于焦炉荒煤气余热回收。
本发明又一目的是，在所述余热回收的同时，控制上升管入口处衬砖上的焦油汽不被冷凝成焦油。
本发明的技术方案为：
本发明一种焦炉上升管余热回收装置，在上升管的管壁上设置有盘绕式换热管。
上升管强化传热的方法是在换热上升管内的对流换热段上设置肋片来增大对流换热面积，以增加回收荒煤气的余热。
本发明结构简单，低成本、高效益，能有效地回收荒煤气的余热，降低了企业的生产成本，节约能源，对节能减排具有非常重要的意义。
附图说明
图1为带有半圆管夹套式换热管的上升管示意图；
图2为带有盘管式换热管的上升管示意图；
图3为图1、图2的所示上升管的俯视示意图；
图4为内中是螺旋肋片的上升管示意图；
图5为本发明的上升管与衬砖的连接示意图。
图中：
1.上升管，2.盘绕式换热管，2-1.换热管入水管，2-2.换热管出水管，3.肋片，4.缩口，5短接管，6耐火砖。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本发明是一种焦炉上升管余热回收装置，在上升管1的管壁上设置盘绕式换热管2。该盘绕式换热管2可以如图1所示是半圆管夹套式换热管，也可以如图2所示是盘管式换热管。所述的换热管2有一入水管2-1和一出水管2-2，入水管2-1设于换热管2下方管口，出水管2-2设于换热管2上方管口。在上升管1内的对流换热段上设置肋片3，用于增大对流换热面积，以增加回收荒煤气的余热。肋片3可以有多种设计形式，对于一般设计，它可以如图1、图2和图3所示的是一种平行于上升管1轴线方向的纵向肋片，也可以如图4所示的是一种螺旋肋片。
为了减少上升管1根部结焦现象，上升管1的下部口径d必须设计为小于与上升管1相接的耐火砖6的口径D。要达到这一目的，也可以有多种方式。如图5中所示，上升管1的下部口径d为向内倾斜的缩口4，缩口4直径d小于耐火砖6的孔径D，上升管1与耐火砖6之间短接管5的直径和耐火砖6的孔径相同，这样，当焦油沿向内倾斜的缩口向下流动时，焦油会直接流到焦炉中而不会流到炽热的耐火砖6上，从而减轻了结焦现象。也可以有另一形式，上升管1与耐火砖6之间的短接管5中设计一坡口内套，同样起到防止焦油流到炽热的耐火砖6上的作用。
Claims (7)
1.一种焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：在上升管(1)的管壁上设置盘绕式换热管(2)。
2.根据权利要求1所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：盘绕式换热管(2)可以是半圆管夹套式换热管，也可以是盘管式换热管。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：所述的换热管(2)有一入水管(2-1)和一出水管(2-2)，入水管(2-1)设于换热管(2)下方管口，出水管(2-2)设于换热管(2)上方管口。
4.根据权利要求1所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：在上升管(1)内的对流换热段上设置肋片(3)。
5.根据权利要求1或4所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：肋片(3)可以是一种平行于上升管(1)轴线方向的纵向肋片，也可以是一种螺旋肋片。
6.根据权利要求1所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：上升管(1)的下部口径d设计为小于与上升管(1)相接的耐火砖(6)的口径D。
7.根据权利要求1或6所述的焦炉上升管余热回收装置，其特征在于：上升管(1)通过一短接管(5)与耐火砖(6)相接，上升管(1)的下部口径d为向内倾斜的缩口(4)，缩口(4)直径d小于与上升管(1)相接的耐火砖(6)的孔径D。
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