CN109282260B - 一种焦炉荒煤气余热回收装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉荒煤气余热回收装置及系统，焦炉荒煤气余热回收装置包括内外同心套设在一起的内筒和外筒，内、外筒的轴线上下延伸，内、外筒的上下端均设有连接法兰，内筒的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒和外筒之间填充有导热材料层，导热材料层内设有螺旋设置的换热管，换热管为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒轴线重合，换热管的下端为介质进口、上端为介质出口。本发明使用螺旋盘管形式的换热管，可以在有限的长度上布置足够多的换热面积，还可以缩小换热管直径、提高给水及蒸汽压力，生产高品位蒸汽，从而克服水夹套结构只能产低压蒸汽的弊病；通过采用导热材料层，避免因内壁温度低而结焦的问题。
Description
技术领域
本发明属于节能环保领域，尤其是一种焦炉荒煤气余热回收装置及系统。
背景技术
我国是焦炭产能大国，2016年我国拥有各类炼焦炉1420座，焦炭产量4.491亿吨。焦炉余热除了炉体表面散热外，主要由以下三部分组成：（1）从焦炉炭化室推出的950℃~1050℃红焦带出的高温余热，约占焦炉支出热的37.52%；（2）650~700℃的荒煤气带出的中温余热，占焦炉支出热约33.76%；（3）260℃焦炉烟道废气带出低温余热，约占焦炉支出热的18.15%。目前红焦及烟道废气余热均有成熟的回收技术，而对于650~700℃的中温荒煤气余热，目前通用的工艺流程：先在桥管和集气管喷洒循环氨水与荒煤气直接接触，靠循环氨水大量汽化，使荒煤气急剧降温至80~85℃，降温后的荒煤气在初冷器中再用冷却水间接冷却至25℃，氨水经冷却和除焦油后循环使用。在该工艺过程中，荒煤气中所含有的大量热能被冷却氨水带走，冷却后的氨水通过蒸发脱氨后排放，在消耗大量氨水增加生产成本的同时，荒煤气余热资源无法回收而损失掉。因此，荒煤气带出显热的回收，对焦化厂节能降耗提高经济效益具有非常重要的作用。
焦炉荒煤气余热回收技术从20世纪80年代开始被研究，但由于荒煤气的热物性特点及焦炉生产的安全性问题，荒煤气的余热回收一直进展不顺。总结起来有以下几点技术关键或者说难点：（1）荒煤气温度低于一定值容易石墨沉积、焦油析出，粘结结焦严重，造成内壁空间缩小、传热系数降低；（2）焦炉本身有承载及空间限制；（3）荒煤气侧传热系数较低，回收热量少；（4）在余热回收的过程中，换热工质易泄露，影响炭化室安全。
现有一些荒煤气余热回收技术，按结构分有采用水夹套结构、热管结构、盘管结构等，按冷却介质分有水、导热油、熔盐、氮气等，各种技术都有其固有的优缺点，均没有达到满意的效果，所以也没有得到大范围的工程推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦炉荒煤气余热回收装置，克服现有技术的不足，回收荒煤气余热，降低冷却氨水用量，同时能避免上升管结焦及腐蚀系统。同时，本发明还提供一种焦炉荒煤气余热回收系统。
本发明焦炉荒煤气余热回收装置采用如下技术方案：一种焦炉荒煤气余热回收装置，其包括内外同心套设在一起的内筒和外筒，内、外筒的轴线上下延伸，内、外筒的上下端均设有连接法兰，内筒的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒和外筒之间填充有导热材料层，导热材料层内设有螺旋设置的换热管，换热管为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒轴线重合，换热管的下端为介质进口、上端为介质出口。
所述外筒上端具有向内倾斜的环形斜板，所述内筒上部和外筒的环形斜板之间设有柔性自紧密封结构，柔性自紧密封结构包括固定在环形斜板上的环形竖板，环形斜板和环形竖板的轴线均与外筒轴线重合，所述环形竖板上固定有水平设置的环形盖板，所述内筒（6）的外周固定有水平设置的环形推板，环形推板的位置低于环形盖板的位置，所述内筒、环形推板、环形竖板及环形盖板围成的空间内设有耐高温密封填料。
所述内筒内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片。
所述翅片为直翅片，直翅片在内筒圆周方向均匀分布。
所述直翅片沿内筒轴向具有间断缝隙。
本发明焦炉荒煤气余热回收系统采用如下技术方案：一种焦炉荒煤气余热回收系统，其包括除氧器、汽包、两个焦炉荒煤气余热回收单元及汽轮机，每个焦炉荒煤气余热回收单元包括至少一个焦炉荒煤气余热回收装置，焦炉荒煤气余热回收装置包括内外同心套设在一起的内筒和外筒，内、外筒的轴线上下延伸，内、外筒的上下端均设有连接法兰，内筒的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒和外筒之间填充有导热材料层，导热材料层内设有螺旋设置的换热管，换热管为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒轴线重合，换热管的下端为介质进口、上端为介质出口，所述除氧器上连接有补水管路，除氧器和汽包之间设有给水管路，汽包的出水口通过循环管道与第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口连通，循环管道上设有循环水泵，第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口再通过管道与汽包连通，汽包的蒸汽出口通过管道通入第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口，第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口通过管道连接到汽轮机上，汽轮机上连接有做功设备，做功设备为发电机或者泵或者风机或者压缩机。
所述给水管路上设有给水加热器，除氧器和给水加热器之间的给水管路上设有给水泵，经过做功设备做完功的低压蒸汽一部分通过管路外送低压蒸汽用户，一部分通过管路送入除氧器用以加热除氧机内的给水，另一部分通过管路送入给水加热器用以加热给水加热器内的给水，低压蒸汽加热给水加热器内的给水后变成的冷凝水通过管道回收至除氧器，经给水泵加压后送入给水加热器循环使用。
所述每个焦炉荒煤气余热回收单元分别包括两个并联在一起的焦炉荒煤气余热回收装置，每个焦炉荒煤气余热回收单元中，两个焦炉荒煤气余热回收装置的介质进口并联在一起、介质出口也并联在一起，每个焦炉荒煤气余热回收装置的介质进口均设有自动温控阀，每个焦炉荒煤气余热回收装置的介质出口均设有出口自动控制阀。
所述外筒上端具有向内倾斜的环形斜板，所述内筒上部和外筒的环形斜板）之间设有柔性自紧密封结构，柔性自紧密封结构包括固定在环形斜板上的环形竖板，环形斜板和环形竖板的轴线均与外筒轴线重合，所述环形竖板上固定有水平设置的环形盖板，所述内筒的外周固定有水平设置的环形推板，环形推板的位置低于环形盖板的位置，所述内筒、环形推板、环形竖板及环形盖板围成的空间内设有耐高温密封填料。
所述内筒内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片，所述翅片为直翅片，直翅片在内筒圆周方向均匀分布，所述直翅片沿内筒轴向具有间断缝隙。
本发明的有益效果是：本发明的焦炉荒煤气余热回收装置通过使用螺旋盘管形式的换热管，可以缩小换热管直径，一方面可以在有限的长度上布置足够多的换热面积，另一方面可以提高给水及蒸汽压力，生产高品位蒸汽，从而克服水夹套结构只能产低压蒸汽的弊病；通过采用导热材料层，让热量先通过内筒再通过导热层传递给换热管，而不是让冷却介质水或者蒸汽直接接触内筒，从而提高了内筒的壁温，避免因内壁温度低而结焦的问题。换热管里介质可以是水或饱和蒸汽或者过热蒸汽。
优选的，荒煤气余热回收装置的内筒上部设置柔性自紧密封结构，在内筒受热应力时，内筒向外膨胀耐高温密封填料收到挤压使内筒和外筒之间实现密封，因此，柔性自紧密封结构能在消除内筒热应力的同时，完成荒煤气的密封，克服了现有技术因设置膨胀节缩小气体流通截面容易结焦堵塞的缺点。
优选的，通过在内壁设置轴向间断的直翅片，提高传热效率的同时，也提高了内壁温度，即避免了内壁因低温而结焦的问题，直翅片沿轴向可设置一处或多处间断缝隙，可以缓解或释放热应力。
本发明焦炉荒煤气余热回收系统的运行过程为，外来补水经除氧器除氧后进入汽包，汽包内的水经循环水泵第一个荒煤气余热回收单元中，经荒煤气余热回收装置加热变成汽水混合物后回到汽包，在汽包内完成汽水分离，分离后的水继续进入循环水泵去第一个荒煤气余热回收单元循环，分离的饱和蒸汽由汽包顶部引出，送入第二个荒煤气余热回收单元将蒸汽过热，过热后的蒸汽送入汽轮机做功，带动做功设备做功。通过该系统，实现了汽水分离、蒸汽过热及蒸汽热能的利用。
优选的，通过设置给水加热器，通过给水加热器可以回收低品位蒸汽热能，从而增加高品位蒸汽产量提高汽轮机热效率。经做功设备做完功的低压蒸汽一部分外送低压蒸汽用户，一部分去除氧器加热给水，另一部分去给水加热器加热给水，蒸汽加热给水后变成的冷凝水回收至除氧器，经给水泵加压后循环使用。
优选的，通过设置自动温控阀，可以根据生产实际调整冷却介质水或者蒸汽的流量，确保内筒内壁温度在合理的范围内，当然也可通过自动温控阀和出口自动控制阀的启闭启用或停用某个荒煤气余热回收装置。
附图说明
图1是本发明焦炉荒煤气余热回收装置一种实施例的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是图1中柔性自紧密封结构的放大视图；
图4是本发明焦炉荒煤气余热回收装置系统一种实施例的系统图。
图中，1-连接法兰，2-外筒，2.1-环形斜板，3-换热管，4-导热材料层，5-膨胀节，6-内筒，7-翅片，7.1-间断缝隙，8-柔性自紧密封结构，9-环形推板，10-环形竖板，11-密封填料，12-环形盖板，13-汽包，14-焦炉荒煤气余热回收装置，15-自动温控阀，16-循环水泵，17-给水加热器，18-给水泵，19-除氧器，20-做功设备，21-汽轮机，22-出口自动控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明焦炉荒煤气余热回收装置一种实施例的结构如图1至图3所示，本实施例的焦炉荒煤气余热回收装置其包括内外同心套设在一起的内筒6和外筒2，外筒上设有膨胀节5，内、外筒6、2的轴线上下延伸，内、外筒6、2的上下端均设有连接法兰1，内筒6的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒6和外筒2之间填充有导热材料层4，导热材料层4内设有螺旋设置的换热管3，换热管3为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒6、2轴线重合，换热管6、2的下端为介质进口、上端为介质出口。
本实施例中，所述外筒2上端具有向内倾斜的环形斜板2.1，所述内筒6上部和外筒2的环形斜板2.1之间设有柔性自紧密封结构8，柔性自紧密封结构8包括固定在环形斜板2.1上的环形竖板10，环形斜板2.1和环形竖板10的轴线均与外筒2轴线重合，所述环形竖板2.1上固定有水平设置的环形盖板12，所述内筒6的外周固定有水平设置的环形推板9，环形推板9的位置低于环形盖板12的位置，所述内筒6、环形推板9、环形竖板10及环形盖板12围成的空间内设有耐高温密封填料11。荒煤气余热回收装置的内筒上部设置柔性自紧密封结构，在内筒受热应力时，内筒向外膨胀耐高温密封填料收到挤压使内筒和外筒之间实现密封，因此，柔性自紧密封结构能在消除内筒热应力的同时，完成荒煤气的密封，克服了现有技术因设置膨胀节缩小气体流通截面容易结焦堵塞的缺点。
本实施例中，内筒6内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片7，所述翅片7为直翅片，直翅片在内筒6圆周方向均匀分布，所述直翅片沿内筒6轴向具有间断缝隙7.1。通过在内壁设置轴向间断的直翅片，提高传热效率的同时，也提高了内壁温度，即避免了内壁因低温而结焦的问题，直翅片沿轴向设置一处或多处间断缝隙，可以缓解或释放热应力。
本发明的焦炉荒煤气余热回收装置通过使用螺旋盘管形式的换热管，可以缩小换热管直径，一方面可以在有限的长度上布置足够多的换热面积，另一方面可以提高给水及蒸汽压力，生产高品位蒸汽，从而克服水夹套结构只能产低压蒸汽的弊病；通过采用导热材料层，让热量先通过内筒再通过导热层传递给换热管，而不是让冷却介质水或者蒸汽直接接触内筒，从而提高了内筒的壁温，避免因内壁温度低而结焦的问题。换热管里介质可以是水或饱和蒸汽或者过热蒸汽。
本发明焦炉荒煤气余热回收系统一种实施例的系统图如图4所示，本实施例的焦炉荒煤气余热回收系统，包括除氧器19、汽包13、两个焦炉荒煤气余热回收单元及汽轮机，每个焦炉荒煤气余热回收单元包括至少一个焦炉荒煤气余热回收装置14，所述除氧器19上连接有补水管路，除氧器19和汽包13之间设有给水管路，汽包13的出水口通过循环管道与第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口连通，循环管道上设有循环水泵16，第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口再通过管道与汽包13连通，汽包13的蒸汽出口通过管道通入第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口，第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口通过管道连接到汽轮机21上，汽轮机21上连接有做功设备20，做功设备20为发电机或者泵或者风机或者压缩机。所述给水管路上设有给水加热器17，除氧器19和给水加热器17之间的给水管路上设有给水泵18，经过做功设备做完功的低压蒸汽一部分通过管路外送低压蒸汽用户，一部分通过管路送入除氧器19用以加热除氧机内的给水，另一部分通过管路送入给水加热器17用以加热给水加热器内的给水，低压蒸汽加热给水加热器17内的给水后变成的冷凝水通过管道回收至除氧器19，经给水泵18加压后送入给水加热器17循环使用。
本实施例中，每个焦炉荒煤气余热回收单元分别包括两个并联在一起的焦炉荒煤气余热回收装置14，每个焦炉荒煤气余热回收单元中，两个焦炉荒煤气余热回收装置14的介质进口并联在一起、介质出口也并联在一起，每个焦炉荒煤气余热回收装置14的介质进口均设有自动温控阀15，每个焦炉荒煤气余热回收装置14的介质出口均设有出口自动控制阀22。
本实施中的焦炉荒煤气余热回收装置14的结构如图1至图3所示，其包括内外同心套设在一起的内筒6和外筒2，内、外筒6、2的轴线上下延伸，内、外筒6、2的上下端均设有连接法兰1，内筒6的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒6和外筒2之间填充有导热材料层4，导热材料层4内设有螺旋设置的换热管3，换热管3为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒6、2轴线重合，换热管6、2的下端为介质进口、上端为介质出口，所述外筒2上端具有向内倾斜的环形斜板2.1，所述内筒6上部和外筒2的环形斜板2.1之间设有柔性自紧密封结构8，柔性自紧密封结构8包括固定在环形斜板2.1上的环形竖板10，环形斜板2.1和环形竖板10的轴线均与外筒2轴线重合，所述环形竖板2.1上固定有水平设置的环形盖板12，所述内筒6的外周固定有水平设置的环形推板9，环形推板9的位置低于环形盖板12的位置，所述内筒6、环形推板9、环形竖板10及环形盖板12围成的空间内设有耐高温密封填料11。所述内筒6内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片7，所述翅片7为直翅片，直翅片在内筒6圆周方向均匀分布，所述直翅片沿内筒6轴向具有间断缝隙7.1。
焦炉荒煤气余热回收装置中，高温荒煤气自下而上从内筒6内部通过，热量通过直翅片7、内筒6、导热材料层4及换热管3传递给换热管3内部的水或蒸汽，水或蒸汽自下而上流动被加热或汽化。通过导热材料层4完全包裹换热管3，一方面让换热管整个外表面与传热材料接触，提高传热面积，另一方面经过导热材料层4的过渡，内筒6能维持较高温度，不易结焦。换热管3为螺旋盘管结构，采用该结构可以在有限的长度方向上布置更多的换热面积，换热管3内走的介质为水、饱和蒸汽或过热蒸汽；内筒6内壁沿周向均布直翅片7，直翅片7沿轴向间断一处或多处可以缓解热应力。当内筒6被加热膨胀时，带动环形推板9压紧耐高温密封填料11，使耐高温密封填料11紧贴环形竖板10、内筒6及环形盖板12，从而达到密封内部荒煤气的目的，因为耐高温密封填料11是柔性的，所以在其被压紧的同时，内筒的热膨胀伸长量也被吸收，该结构避免了在内筒采用膨胀节结构缩小流体通道的缺点。
实际生产中，焦炉上升管有几十到上百个不等，每个上升管对应一个荒煤气余热回收装置14，荒煤气余热回收装置14产生的蒸汽通过溽热回收系统进行利用。余热回收系统见图4，外来补水经除氧器19除氧后，由给水泵16送入给水加热器17加热后进入汽包13，汽包内的水经循环水泵16送入部分荒煤气余热回收装置14，经加热变成汽水混合物后回到汽包13，在汽包13内完成汽水分离，分离的水继续进入循环水泵16去荒煤气余热回收装置14循环；饱和蒸汽由汽包顶部引出，送入另一部分专用荒煤气余热回收装置14将蒸汽过热，过热后的蒸汽送入汽轮机21做功，带动发电机发电或者泵或者风机或者压缩机20输送流体介质，做完功的低压蒸汽一部分外送蒸汽用户，一部分去除氧器19加热给水，另一部分去给水加热器17加热给水，蒸汽加热给水后变成的冷凝水回收至除氧器19，经给水泵18加压后循环使用。通过给水加热器17回收低品位蒸汽热能，提高高品位蒸汽产量，从而提高汽轮机21的热效率。
荒煤气余热回收装置入口的给水管道分总管和支管，各入口支管上装有自动温控阀15；荒煤气余热回收装置出口管道同样分总管和支管，各出口支管上装有自动控制阀22。焦炉炼焦为间断性操作，在炼焦的初期、中期和末期荒煤气流量不同，温度不同，如果在每个阶段均维持冷却介质流量不变，很容易在某些阶段荒煤气没有得到足够的降温，某些阶段降温过度，通过设置自动温控阀15，根据内筒壁面温度高低随时调节冷却介质流量，在充分回收余热的同时又能防止因壁面温度过低而产生石墨沉积、焦油析出的问题，当然也可通过自动温控阀15和出口自动控制阀22的启闭启用或者停用某个荒煤气余热回收装置。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：其包括内外同心套设在一起的内筒(6)和外筒(2)，内、外筒(6、2)的轴线上下延伸，内、外筒(6、2)的上下端均设有连接法兰(1)，内筒(6)的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒(6)和外筒(2)之间填充有导热材料层(4)，导热材料层(4)内设有螺旋设置的换热管(3)，换热管(3)为螺旋盘管，螺旋盘管为高效特型管或波纹管，螺旋盘管的轴线与内、外筒(6、2)轴线重合，换热管(3)的下端为介质进口、上端为介质出口，所述外筒(2)上端具有向内倾斜的环形斜板(2.1)，所述内筒(6)上部和外筒(2)的环形斜板(2.1)之间设有柔性自紧密封结构(8)，柔性自紧密封结构(8)包括固定在环形斜板(2.1)上的环形竖板(10)，环形斜板(2.1)和环形竖板(10)的轴线均与外筒(2)轴线重合，所述环形竖板(10)上固定有水平设置的环形盖板(12)，所述内筒(6)的外周固定有水平设置的环形推板(9)，环形推板(9)的位置低于环形盖板(12)的位置，所述内筒(6)、环形推板(9)、环形竖板(10)及环形盖板(12)围成的空间内设有耐高温密封填料(11)。
2.根据权利要求1所述的焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述内筒(6)内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片(7)。
3.根据权利要求2所述的焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述翅片(7)为直翅片或U形翅片，直翅片或U形翅片在内筒(6)圆周方向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述直翅片或U形翅片沿内筒(6)轴向具有间断缝隙(7.1)。
5.一种焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于：其包括除氧器(19)、汽包(13)、两个焦炉荒煤气余热回收单元及汽轮机，每个焦炉荒煤气余热回收单元包括至少一个焦炉荒煤气余热回收装置(14)，焦炉荒煤气余热回收装置(14)包括内外同心套设在一起的内筒(6)和外筒(2)，内、外筒(6、2)的轴线上下延伸，内、外筒(6、2)的上下端均设有连接法兰(1)，内筒(6)的下端为荒煤气进口、上端为荒煤气出口，内筒(6)和外筒(2)之间填充有导热材料层(4)，导热材料层(4)内设有螺旋设置的换热管(3)，换热管(3)为螺旋盘管，螺旋盘管的轴线与内、外筒(6、2)轴线重合，换热管(3)的下端为介质进口、上端为介质出口，所述除氧器(19)上连接有补水管路，除氧器(19)和汽包(13)之间设有给水管路，汽包(13)的出水口通过循环管道与第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口连通，循环管道上设有循环水泵(16)，第一个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口再通过管道与汽包(13)连通，汽包(13)的蒸汽出口通过管道通入第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质进口，第二个焦炉荒煤气余热回收单元的介质出口通过管道连接到汽轮机(21)上，汽轮机(21)上连接有做功设备(20)，做功设备(20)为发电机或者泵或者风机或者压缩机，所述外筒(2)上端具有向内倾斜的环形斜板(2.1)，所述内筒(6)上部和外筒(2)的环形斜板(2.1)之间设有柔性自紧密封结构(8)，柔性自紧密封结构(8)包括固定在环形斜板(2.1)上的环形竖板(10)，环形斜板(2.1)和环形竖板(10)的轴线均与外筒(2)轴线重合，所述环形竖板(10)上固定有水平设置的环形盖板(12)，所述内筒(6)的外周固定有水平设置的环形推板(9)，环形推板(9)的位置低于环形盖板(12)的位置，所述内筒(6)、环形推板(9)、环形竖板(10)及环形盖板(12)围成的空间内设有耐高温密封填料(11)。
6.根据权利要求5所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于：所述给水管路上设有给水加热器(17)，除氧器(19)和给水加热器(17)之间的给水管路上设有给水泵(18)，经过做功设备做完功的低压蒸汽一部分通过管路外送低压蒸汽用户，一部分通过管路送入除氧器(19)用以加热除氧机内的给水，另一部分通过管路送入给水加热器(17)用以加热给水加热器内的给水，低压蒸汽加热给水加热器(17)内的给水后变成的冷凝水通过管道回收至除氧器(19)，经给水泵(18)加压后送入给水加热器(17)循环使用。
7.根据权利要求5所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于：所述每个焦炉荒煤气余热回收单元分别包括两个并联在一起的焦炉荒煤气余热回收装置(14)，每个焦炉荒煤气余热回收单元中，两个焦炉荒煤气余热回收装置(14)的介质进口并联在一起、介质出口也并联在一起，每个焦炉荒煤气余热回收装置(14)的介质进口均设有自动温控阀(15)，每个焦炉荒煤气余热回收装置(14)的介质出口均设有出口自动控制阀(22)。
8.根据权利要求5或6或7所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于：所述内筒(6)内壁面上设有沿内筒轴向延伸的翅片(7)，所述翅片(7)为直翅片或U形翅片，直翅片或U形翅片在内筒(6)圆周方向均匀分布，所述直翅片或U形翅片沿内筒(6)轴向具有间断缝隙(7.1)。
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110105970A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-09 | 江苏锐轲尔环保科技有限公司 | 金属浇铸螺旋盘管夹套焦炉上升管余热回收装置 |
| CN110157454A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-23 | 上海宝钢节能环保技术有限公司 | 一种焦炉上升管换热器无源手自动控制装置 |
| CN115029500B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-11-17 | 南京华电节能环保股份有限公司 | 一种具有水冷壁换热能板的转炉煤气余热回收装置 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH283299A (fr) * | 1947-07-31 | 1952-05-31 | Westinghouse Air Brake Co | Cylindre de frein pour appareillage de freinage à fluide sous pression et à compensation de charge. |
| GB2111624A (en) * | 1981-12-14 | 1983-07-06 | Mann Mcgowan Fabrications Limi | Fire-resistant sleeve |
| AU5904394A (en) * | 1993-04-26 | 1994-10-27 | Cooper Cameron Corporation | Annular sealing assembly |
| DE10312788A1 (de) * | 2003-03-21 | 2004-09-30 | Behr Gmbh & Co. Kg | Abgaswärmetauscher und Dichteinrichtung für Abgaswärmetauscher |
| CN101093042A (zh) * | 2007-06-18 | 2007-12-26 | 彩阳新材料制品（深圳）有限公司 | 一种高温管道使用的膨胀节 |
| CN201159300Y (zh) * | 2008-02-15 | 2008-12-03 | 温州市瓯斯特阀门有限公司 | 高温油气隔绝阀 |
| JP2009203530A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Jfe Steel Corp | 転炉排ガス処理設備のスカートシール装置 |
| CN103466615A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 淮北正浩机械科技有限公司 | 一种外热式低温炭化转炉 |
| CN203656201U (zh) * | 2013-10-18 | 2014-06-18 | 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 | 一种回转炉的动密封连接装置 |
| CN204535365U (zh) * | 2015-03-01 | 2015-08-05 | 洛阳建材建筑设计研究院有限公司 | 一种高温大型回转窑炉自动控制密封装置 |
| CN105156882A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-16 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 节能型浸没燃烧式气化器 |
| CN105238419A (zh) * | 2015-10-31 | 2016-01-13 | 济南冶金化工设备有限公司 | 回收焦炉荒煤气余热的上升管装置 |
| CN106010590A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 南京华电节能环保设备有限公司 | 焦炉上升管余热回收装置 |
| CN206783591U (zh) * | 2017-05-08 | 2017-12-22 | 南京华电节能环保设备有限公司 | 一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器 |
| CN107605424A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-19 | 中国海洋石油总公司 | 自压缩高温井下封隔器 |
| CN209309959U (zh) * | 2018-10-30 | 2019-08-27 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 一种焦炉荒煤气余热回收装置及工艺系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019412B2 (en) * | 2002-04-16 | 2006-03-28 | Research Sciences, L.L.C. | Power generation methods and systems |
| US9618273B2 (en) * | 2010-04-26 | 2017-04-11 | Claudio Filippone | Modular heat exchanger and conversion system |
-
2018
- 2018-10-30 CN CN201811277112.6A patent/CN109282260B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH283299A (fr) * | 1947-07-31 | 1952-05-31 | Westinghouse Air Brake Co | Cylindre de frein pour appareillage de freinage à fluide sous pression et à compensation de charge. |
| GB2111624A (en) * | 1981-12-14 | 1983-07-06 | Mann Mcgowan Fabrications Limi | Fire-resistant sleeve |
| AU5904394A (en) * | 1993-04-26 | 1994-10-27 | Cooper Cameron Corporation | Annular sealing assembly |
| DE10312788A1 (de) * | 2003-03-21 | 2004-09-30 | Behr Gmbh & Co. Kg | Abgaswärmetauscher und Dichteinrichtung für Abgaswärmetauscher |
| CN101093042A (zh) * | 2007-06-18 | 2007-12-26 | 彩阳新材料制品（深圳）有限公司 | 一种高温管道使用的膨胀节 |
| CN201159300Y (zh) * | 2008-02-15 | 2008-12-03 | 温州市瓯斯特阀门有限公司 | 高温油气隔绝阀 |
| JP2009203530A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Jfe Steel Corp | 転炉排ガス処理設備のスカートシール装置 |
| CN103466615A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 淮北正浩机械科技有限公司 | 一种外热式低温炭化转炉 |
| CN203656201U (zh) * | 2013-10-18 | 2014-06-18 | 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 | 一种回转炉的动密封连接装置 |
| CN204535365U (zh) * | 2015-03-01 | 2015-08-05 | 洛阳建材建筑设计研究院有限公司 | 一种高温大型回转窑炉自动控制密封装置 |
| CN105156882A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-16 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 节能型浸没燃烧式气化器 |
| CN105238419A (zh) * | 2015-10-31 | 2016-01-13 | 济南冶金化工设备有限公司 | 回收焦炉荒煤气余热的上升管装置 |
| CN106010590A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 南京华电节能环保设备有限公司 | 焦炉上升管余热回收装置 |
| CN206783591U (zh) * | 2017-05-08 | 2017-12-22 | 南京华电节能环保设备有限公司 | 一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器 |
| CN107605424A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-19 | 中国海洋石油总公司 | 自压缩高温井下封隔器 |
| CN209309959U (zh) * | 2018-10-30 | 2019-08-27 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 一种焦炉荒煤气余热回收装置及工艺系统 |
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