CN106288870B - 一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法 - Google Patents

一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法，属于工业余热回收技术领域。所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒与上升管根部的荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口与余热回收装置相连，换热器对荒煤气降温后，将工质传输至余热回收装置；旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。

Description

一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法
技术领域
本发明涉及工业余热回收技术领域，特别涉及一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法。
背景技术
在焦炉生产过程中产生大量高温荒煤气，温度在750～800℃，荒煤气带出的显热占焦炉热量支出36％。目前的荒煤气余热利用技术主要是采用导热油余热利用系统或者汽化冷却系统回收焦炉上升管直管段的显热，将荒煤气温度降低至500℃，回收的荒煤气显热用于导热油的升温或者生产饱和蒸汽。当荒煤气温度低于500℃的时候，会析出大量焦油，在上升管内壁结焦，所有一般荒煤气余热利用系统荒煤气温度不会降低到500℃以下。焦炉炭化室至焦炉炉顶为耐火砖砌筑的上升管根部通道，荒煤气经过该通道进入上升管直管段，经过桥管三通，在桥管三通进行氨水喷洒，洗去荒煤气中的焦油。荒煤气经过氨水喷洒降温后，进入集气管，然后进入后续化产。
在高温条件下焦油发生裂解和高温缩聚反应，而焦炉炉顶的上升管根部的荒煤气通道是焦炭高温辐射区域，温度会达到950℃以上，非常容易结石墨，导致上升管根部的荒煤气通道堵塞，清理需要耗费巨大人力物力，工人劳动负担沉重。上升管直管段区域温度高，通常在750～800℃，结石墨也很严重。高温荒煤气经过氨水喷洒降温，洗去粉尘之后进入集气管，进入后续化产工序。如果没有安装余热利用系统，荒煤气的高温显热将会白白浪费，从能量守恒的角度来分析，这部分热能是在后续的煤气初冷器转移至冷却塔，最终散入大气。
发明内容
针对现有技术中存在的荒煤气的热量白白浪费，以及上升管根部的荒煤气通道被石墨堵塞的问题，本发明提供一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；
所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；
所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；
所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。
所述换热器为耐高温钢盘管，所述外筒上还设有工质入口；
所述耐高温钢盘管螺旋固定在所述环形空间内，耐高温钢盘管的进液口与工质入口连通，出液口通过所述工质出口与所述余热回收装置相连。
所述换热器为多根热管；
每根热管竖向均匀分布在所述环形空间内，所述外筒上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管，每根热管的冷凝段均通过与其对应的工质出口与所述余热回收装置相连。
所述系统还包括上升管直管段换热装置，所述上升管直管段换热装置包括第一内套管、第一外套管、进液管、进液集箱、出液管和出液集箱，
第一内套管套在所述上升管直管段外，且第一内套管与上升管直管段形成的空间内设有多个翅片，每个翅片均沿上升管直管段的高度方向布置，第一外套管套在第一内套管外，且第一内套管和第一外套管形成的空间内设有保温材料；
所述进液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的底部，所述进液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与进液集箱连通；
所述出液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的顶部，所述出液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与出液集箱连通；
所述出液管还与所述余热回收装置相连。
所述系统还包括桥管换热装置，所述桥管换热装置包括第二内套管和第二外套管；
第二内套管套在所述桥管外且第二内套管与桥管的外壁形成换热空间，第二外套管套在第二内套管外，且第二外套管与第二内套管形成的空间内设有保温材料；
所述换热空间内设有耐高温钢盘管或者多个换热通道，耐高温钢盘管的出口或者换热通道的出口与所述余热回收装置相连。
所述扰流叶片包括第一子叶片、第二子叶片和调距机构；
第一子叶片的一端固定在所述旋转轴上，另一端与调距机构的一端相连，调距机构的另一端与第二子叶片的一端相连，第二子叶片的另一端与所述刮刀相连，调距机构能够调节刮刀与所述荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与所述上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与所述桥管的内壁之间的距离。
所述余热回收装置为汽包或者导热油蒸汽发生器。
所述传动装置包括传动链条、变速箱、传动齿轮和旋转齿轮盘；
传动链条与变速箱连接，变速箱的输出端与传动齿轮连接，传动齿轮与旋转齿轮盘啮合，旋转扰流刮刀的旋转轴固结在旋转齿轮盘的中心。
另一方面本发明实施例提供了一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的方法，所述方法包括：
在所述荒煤气通道外布置所述上升管根部换热装置，在所述荒煤气通道内腔、所述上升管直管段内腔以及所述桥管内腔布置所述旋转扰流刮刀，并且将所述上升管根部换热装置的换热器与所述余热回收装置相连，将所述旋转扰流刮刀的旋转轴与所述传动装置相连；
所述换热器对所述荒煤气通道内的荒煤气进行降温换热，所述传动机构带动所述旋转扰流刮刀的旋转轴旋转，所述旋转轴带动所述扰流叶片旋转，所述扰流叶片能将位于荒煤气通道中心的荒煤气导向荒煤气通道与上升管根部换热装置的换热面，所述扰流叶片旋转的过程中带动刮刀旋转，将焦结在荒煤气通道内壁以及上升管直管段内壁的石墨刮除，所述换热器内的工质对荒煤气进行降温换热。
所述方法还包括：
在所述上升管直管段外布置上升管直管段换热装置，在所述桥管外布置桥管换热装置；
将工质从上升管直管段换热装置的进液管输入至进液集箱，工质进入上升管直管段与上升管直管段换热装置的第一内套管之间并在多个翅片形成的通道内流动，对所述上升管直管段内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于上升管直管段中心的荒煤气导向上升管直管段与上升管直管段换热装置的换热面，降温换热后的工质汇集到所述余热回收装置；
将工质输入至桥管换热装置的换热空间，工质沿着耐高温钢盘管或者多个换热通道流动，对所述桥管内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于桥管中心的荒煤气导向桥管与桥管换热装置的换热面，降温换热后的工质汇集到所述余热回收装置。
在本发明实施例中，通过为上升管根部的荒煤气通道设置上升管根部换热装置，并且在荒煤气通道的内腔、上升管直管段的内腔以及桥管的内腔设置旋转扰流刮刀，在旋转扰流刮刀和上升管根部换热装置的共同作用下，可以对荒煤气进行降温，并且将荒煤气的热量进行回收利用，提高了能源利用率，同时，旋转扰流刮刀还在将荒煤气导向荒煤气通道与上升管根部换热装置的换热面时，会将荒煤气通道的内壁、上升管直管段的内壁以及桥管的内壁上焦结的石墨刮除，在进行余热回收的过程中刮除石墨，无需停产并通过人工进行刮除，减轻了工人的劳动强度，提高了安全性和工作效率，进一步地，还为上升管直管段设置上升管直管段换热装置，为桥管设置桥管换热装置，增加了换热面积，进一步回收了荒煤气的辐射热能，提高了经济效益，通过使用本发明实施例中的系统对荒煤气进行降温，可以荒煤气的温度从800度左右降低到300度左右，而现有技术只能将荒煤气的温度降低到500左右，因此，本发明的系统可以更好地对荒煤气进行换热，大幅度提高余热利用系统的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种采用本发明的系统清理石墨并回收荒煤气余热的示意图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是本发明实施例一提供的另一种采用本发明的系统清理石墨并回收荒煤气余热的示意图；
图4是图3的A-A向剖视图；
图5是热管12A与集箱14的连接结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的又一种采用本发明的系统清理石墨并回收荒煤气余热的示意图。
其中，
1上升管根部换热装置，11外筒，12换热器，12A热管，121换热器的出口，122耐高温钢盘管的进液口；
2余热回收装置；
3旋转扰流刮刀，31旋转轴，32扰流叶片，32A第一子叶片，32B第二子叶片，32C调距机构，33刮刀；
4传动装置，41传动链条，42变速箱，43传动齿轮，44旋转齿轮盘；
5上升管根部的荒煤气通道；6外筒与荒煤气通道的外壁形成的环形空间；
7上升管直管段；8桥管；9油箱；10补油泵；13导热油循环泵；14集箱；15水箱；16给水泵；17强制循环泵；
18上升管直管段换热装置，18A第一内套管，18B第一外套管，18C进液管，18D进液集箱，18E出液管，18F出液集箱，18G翅片，18H保温材料，S通道；
19桥管换热装置，19A第二内套管，19B第二外套管；L桥管三通。
具体实施方式
实施例一
为了解决现有技术中存在的荒煤气的热量白白浪费，以及上升管根部的荒煤气通道被石墨堵塞的问题，本发明实施例提供了一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，如图1所示，该系统包括上升管根部换热装置1、余热回收装置2、旋转扰流刮刀3以及传动装置4；
上升管根部换热装置1包括外筒11和换热器12，外筒11套在上升管根部的荒煤气通道5外且与荒煤气通道5的外壁形成环形空间6，换热器12位于环形空间6内，外筒11上设有工质出口，换热器12的出口121通过工质出口与余热回收装置2相连；
旋转扰流刮刀3包括旋转轴31，扰流叶片32和刮刀33，旋转轴31位于荒煤气通道5、上升管直管段7和桥管8的内腔，扰流叶片32沿着旋转轴31高度方向分布，扰流叶片32的末端与刮刀33连接，刮刀33与荒煤气通道5的内壁之间的距离、刮刀33与上升管直管段7的内壁之间的距离以及刮刀与桥管8的内壁之间的距离能够调节；
传动装置4与旋转轴31连接且能够带动旋转轴31旋转。
在本发明实施例中，外筒11采用耐高温材料铸造而成，其中，上升管根部的荒煤气通道5也是采用耐高温材料铸造而成，当荒煤气在荒煤气通道5内向上传输时，荒煤气会与荒煤气通道5的内壁侧面接触，位于环形空间6内的换热器12内设有工质，荒煤气的热量会通过荒煤气通道5的内壁侧面传输给换热器12内的工质，荒煤气得到冷却，荒煤气通道5的内壁侧面即为换热面，为了增加换热冷却效果可以在荒煤气通道5的内壁设置导热涂层，例如可以为导热陶瓷，同时，传动装置4会带动旋转扰流刮刀3的旋转轴31旋转，如图1所示，且参见图2，旋转轴31旋转时，会带动扰流叶片32旋转，因为扰流叶片32分布在旋转轴31的高度方向上，且在旋转轴31的同一高度方向上也设有多个扰流叶片32，本发明实施例中，在同一高度方向设置3个扰流叶片31，即在旋转轴31的高度方向上设计多个叶片安装位置，每个叶片安装位置包括三个安装子位置，三个安装子位置沿着旋转轴31周向均匀分布，每个子位置安装1个扰流叶片31，由于越接近焦炉的荒煤气的温度越高，因此，沿着旋转轴31从上至下的方向，每两个相邻的叶片安装位置之间的距离是逐渐变小的，即在荒煤气温度较高的区域布置的扰流叶片31的数量较多，在荒煤气温度较低的区域布置的扰流叶片31的数量较少，如此可以增加换热效率，同时使荒煤气换热均匀，当旋转轴31旋转时，扰流叶片32会将位于荒煤气通道5中心的荒煤气导向荒煤气通道5的换热面，扰流叶片32的旋转还有利于荒煤气导出，进入桥管三通L，有利于焦炉顺利生产；
在本发明实施例中，如图1所示，且参见图2，当扰流叶片32旋转时，还会带动扰流叶片32末端的刮刀33旋转，可以将荒煤气通道5的内壁、上升管直管段7的内壁以及桥管8的内壁焦结的石墨刮掉，可以根据实际情况对刮刀33与荒煤气通道5的内壁、刮刀33与上升管直管段7的内壁以及刮刀33与桥管8的内壁之间的距离进行合理的调节，使刮刀33刮去石墨。
如图1所示，且参见图2，在本发明实施例中，扰流叶片32可以包括第一子叶片32A、第二子叶片32B和调距机构32C；
第一子叶片32A的一端固定在旋转轴31上，另一端与调距机构32C的一端相连，调距机构32C的另一端与第二子叶片32B的一端相连，第二子叶片32B的另一端与刮刀33相连，通过调距机构32C能够对刮刀33与荒煤气通道5的内壁之间的距离、刮刀33与上升管直管段7的内壁之间的距离、刮刀33与桥管8的内壁以及刮刀33与桥管8的内壁之间的距离进行调节。
如图1所示，换热器12可以为耐高温钢盘管，此时外筒11上还设有工质入口；
耐高温钢盘管螺旋固定在环形空间6内，耐高温钢盘管的进液口122与工质入口连通，出液口通过工质出口与余热回收装置2相连。
在本发明实施例中，耐高温钢盘管可以通过管夹固定在环形空间6内，可根据实际情况选择工质，通过进液口122将工质导入耐高温钢盘管内，工质在耐高温钢盘管循环流动的过程中对荒煤气进行降温换热后从出液口流出。
如图1所示，当选择导热油作为工质时，余热回收装置2可以为导热油蒸汽发生器，并设置油箱9、补油泵10、导热油循环泵13，油箱9内的油通过补油泵10进入导热油蒸汽发生器，并通过导热油循环泵13泵入耐高温钢盘管内，对荒煤气进行降温换热后的饱和蒸汽进入导热油蒸汽发生器并流入投入使用。
如图3所示，且参见图4，在本发明实施例中，换热器也可以为多根热管12A，余热回收装置2可以为汽包；
每根热管12A竖向均匀分布在环形空间6内，外筒11上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管12A，每根热管12A的冷凝段均通过与其对应的工质出口与余热回收装置2相连。
热管12A可以对荒煤气起到很好的降温换热作用，余热回收装置2可以为汽包，如图5所示，且参见图3，可以将所有热管12A的冷凝段均接入一个集箱14，集箱14与汽包相连，并设置水箱15、给水泵16和强制循环泵17，水箱15内的除盐水通过给水泵16进入到汽包内，通过强制循环泵17将水箱15内的除盐水泵入汽包，汽包将除盐水分别输入每根热管12A，对荒煤气进行换热后汽水混合物会回到汽包进行汽水分离，蒸汽并入用户蒸汽管网进行利用水继续循环。
在本发明实施例中，由于外筒11采用耐高温材料铸造而成，因此若耐高温钢盘管或者热管12A内的工质泄漏时，不会流入炭化室，安全可靠。
如图1所示，且参见图2，在本发明实施例中，清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统还包括上升管直管段换热装置18，上升管直管段换热装置18包括第一内套管18A、第一外套管18B、进液管18C、进液集箱18D、出液管18E和出液集箱18F，
第一内套管18A套在上升管直管段7外，且第一内套管18A与上升管直管段7形成的空间内设有多个翅片18G，每个翅片18G均沿上升管直管段7的高度方向布置，其中翅片18G的高度与上升管直管段7的高度相同，第一外套管18B套在第一内套管18A外，且第一内套管18A和第一外套管18B形成的空间内设有保温材料18H；
进液集箱18D布置在上升管直管段7与第一内套管18A形成的空间的底部，进液管18C依次穿过第一外套管18B、保温材料18H和第一内套管18A并与进液集箱18D连通；
出液集箱18F布置在上升管直管段7与第一内套管18A形成的空间的顶部，出液管18E依次穿过第一外套管18B、保温材料18H和第一内套管18A并与出液集箱18F连通；
出液管18E还与余热回收装置2相连。
在本发明实施例中，将工质从上升管直管段换热装置18的进液管18C输入至进液集箱18D，工质进入上升管直管段7与上升管直管段换热装置18的第一内套管18A之间并在多个翅片18G形成的通道S内流动，上升管直管段7内的荒煤气会与上升管直管段7的内壁侧面接触，因此上升管直管段7的内壁侧面即为换热面，位于通道S内的工质能够对上升管直管段7内的荒煤气进行降温换热，同时，位于上升管直管段7内的扰流叶片32能将位于上升管直管段7中心的荒煤气导向换热面；
其中，保温层可以防止热量的散失，输入上升管直管段换热装置18的工质可以为除盐水，若此时输入上升管根部换热装置1的换热器12为耐高温钢盘管，且耐高温钢盘管的输入工质为导热油，如图1所示，则可以设置两套余热回收装置2，上升管根部换热装置1的余热回收装置2为导热油蒸器发生器，上升管直管段换热装置18的余热回收装置2为汽包；若此时输入上升管根部换热装置1的换热器12为耐高温钢盘管，且耐高温钢盘管的输入工质为除盐水，如图6所示，则可以仅设置一套余热回收装置2，此时余热回收装置2为汽包；若输入上升管根部换热装置1的换热器为热管12A，工质也为除盐水，如图3所示，则也可以仅设置一套余热回收装置2，此时的余热回收装置2为汽包。
在本发明实施中，通过设置翅片18G在上升管直管段7与第一内套管18A之间形成多个通道S，通过翅片18G来增加换热面积，提高换热效率；
在本发明实施例中，通过同时为上升管直管段7和上升管根部的荒煤气通道5设置换热装置，延长了换热流程，增加了换热面积，进一步回收了荒煤气的辐射热能，提高了经济效益。
如图1所示，且参见图3，在本发明实施例中，清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统还可以包括桥管换热装置19，桥管换热装置19包括第二内套管19A和第二外套管19B；
第二内套管19A套在桥管8外且第二内套管19A与桥管8的外壁形成换热空间，第二外套管19B套在第二内套管19A外，且第二外套管19B与第二内套管19A形成的空间内设有保温材料18H；
如图1所示，可以在换热空间内设置耐高温钢盘管，耐高温钢盘管的进口和出口与余热回收装置2相连，若桥管换热装置19和上升管直管段换热装置18的工质选择除盐水，上升管根部换热装置1的工质选择导热油，则桥管换热装置19与上升管直管段换热装置18可以共用一套余热回收装置，该余热回收装置2为汽包，上升管根部换热装置1独自使用一套余热回收装置，该余热回收装置2为导热油蒸汽发生器，若桥管换热装置19和上升管直管段换热装置18的工质选择除盐水，上升管根部换热装置1的工质也选择除盐水，则如图6所示，桥管换热装置19、上升管直管段换热装置18以及上升管根部换热装置1三者共用一套余热回收装置，该余热回收装置2为汽包；或者如图3所示，在换热空间内设置多个换热通道，该换热通道的具体结构可以与上升管直管段换热装置18内的通道S的结构相同，即通过在桥管8与第二内套管19A之间设置多个翅片形成，换热通道的出口与余热回收装置2相连。
桥管8内的荒煤气会与桥管8的内壁侧面接触，因此桥管8的内壁侧面即为换热面，当桥管换热装置19对桥管8内的荒煤气进行降温换热时，位于桥管8内的扰流叶片32能将位于桥管8中心的荒煤气导向换热面，提高换热效率。
如图1所示，在本发明实施例中，传动装置4可以包括传动链条41、变速箱42、传动齿轮43和旋转齿轮盘44；
传动链条41与变速箱42连接，变速箱42的输出端与传动齿轮43连接，传动齿轮43与旋转齿轮盘44啮合，旋转扰流刮刀3的旋转轴31固结在旋转齿轮盘44的中心。
在本发明实施例中，可以为每个上升管直管段7设置一个挂挡箱，挂挡箱连接传动链条41和总传动轴，当工人手动挂挡后，传动装置4可以带动旋转轴31旋转，进而带动扰流叶片32和刮刀33旋转；当设备需要维修或者清理时，可以将手动挡抬起分离，旋转轴31停止旋转。
在本发明实施例中，通过为上升管根部的荒煤气通道5设置上升管根部换热装置1，并且在荒煤气通道5的内腔、上升管直管段7的内腔以及桥管8的内腔设置旋转扰流刮刀3，在旋转扰流刮刀3和上升管根部换热装置1的共同作用下，可以对荒煤气进行降温，并且将荒煤气的热量进行回收利用，提高了能源利用率，同时，旋转扰流刮刀3还在将荒煤气导向荒煤气通道5与上升管根部换热装置1的换热面时，会将荒煤气通道5的内壁、上升管直管段7的内壁以及桥管8的内壁上焦结的石墨刮除，在进行余热回收的过程中刮除石墨，无需停产并通过人工进行刮除，减轻了工人的劳动强度，提高了安全性和工作效率，进一步地，还为上升管直管段7设置上升管直管段换热装置18，为桥管8设置桥管换热装置19，增加了换热面积，进一步回收了荒煤气的辐射热能，提高了经济效益，通过使用本发明实施例中的系统对荒煤气进行降温，可以荒煤气的温度从800度左右降低到300度左右，而现有技术只能将荒煤气的温度降低到500左右，因此，本发明的系统可以更好地对荒煤气进行换热，大幅度提高余热利用系统的经济效益。
实施例二
本发明实施例提供了一种采用实施例一中的系统清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的方法，该方法包括：
在荒煤气通道5外布置上升管根部换热装置1，在荒煤气通道5的内腔、上升管直管段7的内腔以及桥管8的内腔布置旋转扰流刮刀3，并且将上升管根部换热装置1的换热器12与余热回收装置2相连，将旋转扰流刮刀3的旋转轴31与传动装置4相连；
换热器12对荒煤气通道5内的荒煤气进行降温换热，传动机构带动旋转扰流刮刀3的旋转轴31旋转，旋转轴31带动扰流叶片32旋转，扰流叶片32能将位于荒煤气通道5中心的荒煤气导向荒煤气通道5与上升管根部换热装置1的换热面，扰流叶片32旋转的过程中带动刮刀33旋转，将焦结在荒煤气通道5的内壁、上升管直管段7的内壁以及桥管8的内壁的石墨刮除，换热器12内的工质对荒煤气进行降温换热。
换热器12可以为耐高温钢盘管或者热管12A，工质可以为除盐水或者导热油，根据实际情况进行合理设计。
该方法还可以包括：
在上升管直管段7外布置上升管直管段换热装置18，在桥管8外布置桥管换热装置19；
将工质从上升管直管段换热装置18的进液管18C输入至进液集箱18D，工质进入上升管直管段7与上升管直管段换热装置18的第一内套管18A之间并在多个翅片18G形成的通道S内流动，对上升管直管段7内的荒煤气进行降温换热，扰流叶片32能将位于上升管直管段7中心的荒煤气导向上升管直管段7与上升管直管段换热装置18的换热面；
将工质输入至桥管换热装置19的换热空间，工质沿着耐高温钢盘管或者多个换热通道S流动，对桥管8内的荒煤气进行降温换热，扰流叶片32能将位于桥管8中心的荒煤气导向桥管8与桥管换热装置19的换热面。
在本发明实施例中，通过为荒煤气通道5设置上升管根部换热装置1，并且在荒煤气通道5的内腔、上升管直管段7的内腔以及桥管8的内腔设置旋转扰流刮刀3，在旋转扰流刮刀3和上升管根部换热装置1的共同作用下，可以对荒煤气进行降温，并且将荒煤气的热量进行回收利用，提高了能源利用率，同时，旋转扰流刮刀3还在将荒煤气导向荒煤气通道5与上升管根部换热装置1的换热面时，会将荒煤气通道5的内壁、上升管直管段7的内壁以及桥管8的内壁上焦结的石墨刮除，在进行余热回收的过程中刮除石墨，无需停产并通过人工进行刮除，减轻了工人的劳动强度，提高了安全性和工作效率，进一步地，还为上升管直管段7设置上升管直管段换热装置18，为桥管8设置桥管换热装置19，增加了换热面积，进一步回收了荒煤气的辐射热能，提高了经济效益，通过使用本发明实施例中的系统对荒煤气进行降温，可以荒煤气的温度从800度左右降低到300度左右，而现有技术只能将荒煤气的温度降低到500左右，因此，本发明的系统可以更好地对荒煤气进行换热，大幅度提高余热利用系统的经济效益。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；
所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且
与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；
所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，且所述扰流叶片包括第一子叶片、第二子叶片和调距机构；第一子叶片的一端固定在所述旋转轴上，另一端与调距机构的一端相连，调距机构的另一端与第二子叶片的一端相连，第二子叶片的另一端与所述刮刀相连，调距机构能够调节刮刀与所述荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与所述上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与所述桥管的内壁之间的距离；
所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转，所述传动装置包括传动链条、变速箱、传动齿轮和旋转齿轮盘；传动链条与变速箱连接，变速箱的输出端与传动齿轮连接，传动齿轮与旋转齿轮盘啮合，旋转扰流刮刀的旋转轴固结在旋转齿轮盘的中心。
2.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述换热器为耐高温钢盘管，所述外筒上还设有工质入口； 所述耐高温钢盘管螺旋固定在所述环形空间内，耐高温钢盘管的进液口与工质入口连通，出液口通过所述工质出口与所述余热回收装置相连。
3.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述换热器为多根热管；
每根热管竖向均匀分布在所述环形空间内，所述外筒上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管，每根热管的冷凝段均通过与其对应的工质出口与所述余热回收装置相连。
4.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统还包括上升管直管段换热装置，所述上升管直管段换热装置包括第一内套管、第一外套管、进液管、进液集箱、出液管和出液集箱，
第一内套管套在所述上升管直管段外，且第一内套管与上升管直管段形成的空间内设有多个翅片，每个翅片均沿上升管直管段的高度方向布置，第一外套管套在第一内套管外，且第一内套管和第一外套管形成的空间内设有保温材料；
所述进液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的底部，所述进液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与进液集箱连通；
所述出液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的顶部，所述出液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与出液集箱连通；
所述出液管还与所述余热回收装置相连。
5.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统还包括桥管换热装置，所述桥管换热装置包括第二内套管和第二外套管；
第二内套管套在所述桥管外且第二内套管与桥管的外壁形成换热空间，第二外套管套在第二内套管外，且第二外套管与第二内套管形成的空间内设有保温材料；
所述换热空间内设有耐高温钢盘管或者多个换热通道，耐高温钢盘管的出口或者换热通道的出口与所述余热回收装置相连。
6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述余热回收装置为汽包或者导热油蒸汽发生器。
7.一种采用权利要求1至6任一项权利要求中的系统清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的方法，其特征在于，所述方法包括：
在所述荒煤气通道外布置所述上升管根部换热装置，在所述荒煤气通道内腔、所述上升管直管段内腔以及所述桥管内腔布置所述旋转扰流刮刀，并且将所述上升管根部换热装置的换热器与所述余热回收装置相连，将所述旋转扰流刮刀的旋转轴与所述传动装置相连；
所述换热器对所述荒煤气通道内的荒煤气进行降温换热，所述传动装置带动所述旋转扰流刮刀的旋转轴旋转，所述旋转轴带动所述扰流叶片旋转，所述扰流叶片能将位于荒煤气通道中心的荒煤气导向荒煤气通道与上升管根部换热装置的换热面，所述扰流叶片旋转的过程中带动刮刀旋转，将焦结在荒煤气通道内壁、上升管直管段内壁以及桥管内壁的石墨刮除，所述换热器内的工质对荒煤气进行降温换热。
8.根据权利要求7所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述上升管直管段外布置上升管直管段换热装置，在所述桥管外布置桥管换热装置；
将工质从上升管直管段换热装置的进液管输入至进液集箱，工质进入上升管直管段与上升管直管段换热装置的第一内套管之间并在多个翅片形成的通道内流动，对所述上升管直管段内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于上升管直管段中心的荒煤气导向上升管直管段与上升管直管段换热装置的换热面；
将工质输入至桥管换热装置的换热空间，工质沿着耐高温钢盘管或者多个换热通道流动，对所述桥管内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于桥管中心的高温荒煤气导向桥管与桥管换热装置的换热面。
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