CN103411437A - 一种具有螺旋通道的圆台形高温尾气余热回收管 - Google Patents

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贾晓玲
曲维龙
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Abstract

一种具有螺旋通道的圆台形高温尾气余热回收管，包括内管1，外管2，内管1下端为高温尾气进口，内管1上端为降温后的高温尾气出口，其特征在于：内管1外壁设有多条螺旋隔板，将内管1和外管2组合后，内管和外管之间形成多组螺旋通道3。本发明余热回收管可将余热回收效率提高30%。

Description

一种具有螺旋通道的圆台形高温尾气余热回收管
技术领域
 本发明涉及一种高温尾气余热回收管，可用于焦炉上升管等排出高温尾气的炉体尾气余热利用。
背景技术
焦炉炼焦过程中会产生大量高温尾气，如何高效利用一直以来是大家探索的焦点。高效利用焦炉尾气可以降低焦炉能耗，减少二氧化碳排放。从焦炉炭化室经上升管排出的640℃-700℃荒煤气带出热量占焦炉输出总热量的37.4％。通常采用68℃-73℃循环氨水冷却高温的荒煤气，可将高温荒煤气冷却至80℃-90℃，再经后续处理冷却至20℃-30℃，由此，焦炉的输出总热量的37.4％被浪费。现有技术中存在一些利用焦炉荒煤气的装置，但是普遍存在采热效率低的问题，为此，本发明提供一种采热效率高的高温尾气余热回收管。
发明内容
本发明提供一种采热效率高的高温尾气余热回收管，该余热回收管可以保证工业炉窑安全运行，并且不影响工业炉窑尾气后续处理，有效利用尾气的余热。本发明采用下列技术方案：
一种高温尾气余热回收管，包括内管1，外管2，内管1下端为高温尾气进口，内管1上端为降温后的高温尾气出口，其特征在于：内管1外壁设有多条螺旋隔板，将内管1和外管2组合后，内管和外管之间形成多组螺旋通道3。
该高温尾气余热回收管内管管壁、外管管壁与该高温尾气余热回收管轴线夹角为10-15度之间。
该高温尾气余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角从内管下端朝向内管上端方向逐渐增大。
该高温尾气余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在内管最上端为68度。
该高温尾气余热回收管在外管外侧最上端设置有与螺旋通道相连的循环介质入口，在外管外侧最下端设置有与螺旋通道相连的循环介质出口。
本发明的优点是：
（1）本发明余热回收管结构简单，维护方便。
（2）本发明余热回收管采用螺旋通道角度变化的方案，有效提高了余热利用效率。
（3）本发明余热回收管采用圆台形的方案，有效提高了余热利用效率。
附图说明
图1为具有螺旋通道的圆台形高温尾气余热回收管结构示意图。
具体实施方式
图1为具有螺旋通道的高温尾气余热回收管结构示意图,包括内管1，外管2，内管1下端为高温尾气进口，内管1上端为降温后的高温尾气出口，内管1外壁设有多条螺旋隔板，将内管1和外管2组合后，内管和外管之间形成多组螺旋通道3。该高温尾气余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角从内管下端朝向内管上端方向逐渐增大，夹角过渡均匀。该夹角在内管最下端为27度，在上端为68度。该高温尾气余热回收管内管管壁、外管管壁与该高温尾气余热回收管轴线夹角为10-15度之间。该高温尾气余热回收管在外管外侧最上端设置有与螺旋通道相连的循环介质入口，在外管外侧最下端设置有与螺旋通道相连的循环介质出口。
将本发明余热回收管应用在我厂实验焦炉上进行了多次试验，与螺旋隔板与内管轴线的夹角不变的余热回收管进行了比较。
将荒煤气输入内管下端，从内管上端排出，同时在循环介质入口通入低温循环介质，经过内管壁与荒煤气进行热交换。在循环介质出口处，循环介质处于高温状态，将高温循环介质送入水气换热器，从而将一定量低温水加热。经过多次试验得到如下数据。
其中序号1的对照例中，余热回收管为圆柱形，其螺旋隔板与内管轴线的夹角为30度。
其中序号2的对照例中，余热回收管为圆柱形，其螺旋隔板与内管轴线的夹角为45度。
其中序号3的对照例中，余热回收管为圆柱形，其螺旋隔板与内管轴线的夹角为68度。
其中序号4的对照例中，余热回收管为圆柱形，其螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在上端为68度，夹角过渡均匀。
其中序号5的实施例中，余热回收管为圆台形，其内管管壁、外管管壁与余热回收管轴线夹角为10度，其螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在上端为68度，夹角过渡均匀。
其中序号6的实施例中，余热回收管为圆台形，其内管管壁、外管管壁与余热回收管轴线夹角为15度，其螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在上端为68度，夹角过渡均匀。
其中六组例子中，余热回收管内管下端直径相同。
六组实验中，循环介质流速、初始温度、水气换热器中冷却水质量相同，实际测得荒煤气在下管下端入口处温度分别653℃、674℃、647℃、652℃、655℃、649℃。集热半小时后，分别测量水气换热器中水温变化。
 
  荒煤气入口温度 荒煤气出口温度 换热器初始水温 换热器终了水温
1 653℃ 350℃ 20℃ 66℃
2 674℃ 371℃ 20℃ 65℃
3 647℃ 337℃ 20℃ 62℃
4 652℃ 254℃ 20℃ 75℃
5 655℃ 218℃ 20℃ 78℃
6 649℃ 211℃ 20℃ 79℃
由于其他参数相同，仅余热回收管形状参数不同，从表中可以计算得出，对照例4较对照例1-3的高温尾气余热回收效率提高了25%左右。实施例5-6较对照例1-3的高温尾气余热回收效率提高了30%左右。
分析余热回收管工作原理可知，本发明采取余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在上端为68度，夹角过渡均匀的方案，内管与外管构成的螺旋通道角度变化。同时余热回收管形状呈圆台形，内管由下方至上方直径逐渐变小。由该设计，本发明对高温尾气集热效果提高了30%，效果显著，有一定推广价值。
以上所述仅为本发明的实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (5)

1. 一种具有螺旋通道的圆台形高温尾气余热回收管，包括内管（1），外管（2），内管（1）下端为高温尾气进口，内管（1）上端为降温后的高温尾气出口，其特征在于：内管（1）外壁设有多条螺旋隔板，将内管（1）和外管（2）组合后，内管和外管之间形成多组螺旋通道（3）。
2.如权利要求1所述的高温尾气余热回收管，其特征在于：内管管壁、外管管壁与该高温尾气余热回收管轴线夹角为10-15度之间。
3.如权利要求1-2所述的高温尾气余热回收管，其特征在于：该高温尾气余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角从内管下端朝向内管上端方向逐渐增大。
4.如权利要求1-3所述的高温尾气余热回收管，其特征在于：该高温尾气余热回收管螺旋隔板与内管轴线的夹角在内管最下端为27度，在内管最上端为68度。
5.如权利要求1-4所述的高温尾气余热回收管，其特征在于：该高温尾气余热回收管在外管外侧最上端设置有与螺旋通道相连的循环介质入口，在外管外侧最下端设置有与螺旋通道相连的循环介质出口。
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