CN116179222A - 一种焦炉荒煤气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉荒煤气余热回收系统，包括桥管以及安装在焦炉顶部以引出荒煤气的上升管，上升管与桥管之间连接有余热回收装置，该余热回收装置包括换热管，换热管内设有供荒煤气通过的气道，换热管的外壁设有供换热介质流动的换热腔，换热管上设有与换热腔连通的介质入口和介质出口；本申请通过设置余热回收装置，荒煤气由上升管引出后，经换热管内的气道导入桥管内，在通过换热管的过程中，荒煤气中的热量与换热腔内的换热介质进行热交换后排出，热交换后的热量可以直接利用或者经后续工业处理后利用，实现了荒煤气的余热回收。

Description

一种焦炉荒煤气余热回收系统

技术领域

本发明涉及余能回收技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气余热回收系统。

背景技术

荒煤气是用原煤炼制焦炭过程中产生的高温烟气，荒煤气由安装在炼焦炉顶部的上升管引出，并经桥管导入集中管。焦炉内炼焦温度高达1050℃以上，产生的高温荒煤气的温度在700-800℃。现有技术中，主要是在荒煤气导入集中管前采用喷洒氨水的方式降温，温度升高的氨水靠自然冷却或换热进行降温，大量清洁而高效的热能未得到利用，造成了巨大的资源浪费。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种焦炉荒煤气余热回收系统，能有效回收炼焦产生的荒煤气热能。

本发明所采用的技术方案是：

一种焦炉荒煤气余热回收系统，包括桥管以及安装在焦炉顶部以引出荒煤气的上升管，所述上升管与所述桥管之间连接有余热回收装置，该余热回收装置包括换热管，所述换热管内设有供荒煤气通过的气道，所述换热管的外壁设有供换热介质流动的换热腔，所述换热管上设有与所述换热腔连通的介质入口和介质出口。

进一步，所述余热回收装置还包括第一三通管、第二三通管、第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀的进口与所述上升管的出口连接，所述第一三通阀的第一出口与所述第一三通管的第一接口连接，所述第一三通阀的第二出口与所述第二三通管的第一接口连接；所述第一三通管的第二接口与所述换热管的第一接口端连接，所述第一三通管的第三接口与所述第二三通阀的第二进口连接；所述第二三通管的第二接口与所述换热管的第二接口端连接，所述第二三通管的第三接口与所述第二三通阀的第一进口连接，所述第二三通阀的出口与所述桥管连接。

进一步，所述介质入口为两个，分别为第一介质入口和第二介质入口；所述第一介质入口设置在所述换热管的第二接口端，所述第二介质入口设置在所述换热管的第一接口端；所述第一介质入口通过第一阀门与所述介质源连接，所述第二介质入口通过第二阀门与介质源连接。

进一步，所述介质出口为两个，分别为第一介质出口和第二介质出口；所述第一介质出口设置在所述换热管的第一接口端，所述第二介质出口设置在所述换热管的第二接口端；所述第一介质出口通过第三阀门与汇总管连接，所述第二介质出口通过第四阀门与汇总管连接。

进一步，所述第一三通阀的第一出口、所述第二三通阀的第一进口、所述第一介质入口和第一介质出口同时开闭，所述第一三通阀的第二出口、所述第二三通阀的第二进口、所述第二介质入口和第二介质出口同时开闭。

进一步，所述换热管为U型管结构。

进一步，所述换热管的第一接口端和第二接口端均安装有温度传感器。

进一步，所述第一介质出口和第二介质出口均为蒸汽出口，所述第一介质出口和第二介质出口均安装有蒸汽流量表。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例所提供的焦炉荒煤气余热回收系统结构示意图。

其中，上升管1、第一三通阀2、换热管3、换热腔4、第一介质入口5、第一介质出口6、第二介质入口7、第二介质出口8、第二三通阀9、桥管10。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

参见图1，本申请一种焦炉荒煤气余热回收系统，包括桥管10以及安装在焦炉顶部以引出荒煤气的上升管1，上升管1与桥管10之间连接有余热回收装置，该余热回收装置包括换热管3，换热管3内设有供荒煤气通过的气道，换热管3的外壁设有供换热介质流动的换热腔4，换热管3上设有与换热腔4连通的介质入口和介质出口。

本申请通过设置余热回收装置，荒煤气由上升管1引出后，经换热管3内的气道导入桥管10内，在通过换热管3的过程中，荒煤气中的热量与换热腔4内的换热介质进行热交换后排出，热交换后的热量可以直接利用或者经后续工业处理后利用，实现了荒煤气的余热回收。

换热管3为U型管结构，余热回收装置还包括第一三通管、第二三通管、第一三通阀2和第二三通阀9；第一三通阀2的进口与上升管1的出口连接，第一三通阀2的第一出口与第一三通管的第一接口连接，第一三通阀2的第二出口与第二三通管的第一接口连接；第一三通管的第二接口与换热管3的第一接口端连接，第一三通管的第三接口与第二三通阀9的第二进口连接；第二三通管的第二接口与换热管3的第二接口端连接，第二三通管的第三接口与第二三通阀9的第一进口连接，第二三通阀9的出口与桥管10连接。

采用两个三通阀和两个三通管，通过两个三通阀不同接口的通断，可改变荒煤气

焦炉炼焦产生的荒煤气由上升管1导出后，在第一三通阀2和第二三通阀9的控制下，可依次经换热管3的第一接口端和第二接口端导入桥管10内，或者依次经换热器的第二接口端和第一接口端导入桥管10内，在使用一定时间后，可通过第一三通阀2和第二三通阀9改变荒煤气在换热管3内的流向，较少换热管3因出口端荒煤气温度较低而引起的焦油挂壁问题。

介质入口为两个，分别为第一介质入口5和第二介质入口7；第一介质入口5设置在换热管3的第二接口端，第二介质入口7设置在换热管3的第一接口端；第一介质入口5通过第一阀门与介质源连接，第二介质入口7通过第二阀门与介质源连接。

介质出口为两个，分别为第一介质出口6和第二介质出口8；第一介质出口6设置在换热管3的第一接口端，第二介质出口8设置在换热管3的第二接口端；第一介质出口6通过第三阀门与汇总管连接，第二介质出口8通过第四阀门与汇总管连接。

设置两个介质入口和两个介质出口，在通过第一三通阀2和第二三通阀9更改换热管3的流向时，可同时方便的更改介质入口和介质出口，实现介质流向的同步改变。

第一三通阀2的第一出口、第二三通阀9的第一进口、第一介质入口5和第一介质出口6同时开闭，第一三通阀2的第二出口、第二三通阀9的第二进口、第二介质入口7和第二介质出口8同时开闭。

当第一三通阀2的第一出口、第二三通阀9的第一进口、第一介质入口5和第一介质出口6打开，第一三通阀2的第二出口、第二三通阀9的第二进口、第二介质入口7和第二介质出口8关闭时，荒煤气由上升管1引出后，依次经第一三通阀2的进口、第一三通阀2的第一出口、换热管3的第一接口端、换热管3的第二接口端、第二三通阀9的第一进口和第二三通阀9的出口导入桥管10内，同时，换热介质由设置在换热管3第二接口端的第一介质入口5导入换热腔4内，并沿换热腔4向换热管3的第一接口端流动，由第一介质出口6排出；换热介质的与荒煤气的流动方向相反，荒煤气由换热管3的第一接口端逐渐排入第二接口端，在此过程中，荒煤气不断与换热腔4内反向流动的换热介质进行热交换，荒煤气的温度逐渐降低，而与之进行热交换的换热介质的温度也逐渐降低，从而使得在第二接口端位置的地位荒煤气与低温换热介质进行热交换，在第一接口端位置的高温荒煤气与高温换热介质进行热交换，热交换效率更高。

由于荒煤气中含有一定的焦油，该焦油在温度较低时会析出并粘结在换热管3壁，影响热交换效率，严重时还会堵塞换热管3；在余热回收过程中，换热管3出口端的荒煤气在热交换后温度较低，焦油更容易析出并发生粘结。在使用一定时间后，可通过控制第一三通阀2的第一出口、第二三通阀9的第一进口、第一介质入口5和第一介质出口6关闭，第一三通阀2的第二出口、第二三通阀9的第二进口、第二介质入口7和第二介质出口8打开，使得荒煤气由上升管1引出后，依次经第一三通阀2的进口、第一三通阀2的第二出口、换热管3的第二接口端、换热管3的第一接口端、第二三通阀9的第二进口和第二三通阀9的出口导入桥管10内，同时，换热介质由设置在换热管3第一接口端的第二介质入口7导入换热腔4内，并沿换热腔4向换热管3的第二接口端流动，由第二介质出口8排出；从而使得荒煤气在换热管3的第二接口端温度最高，在第一接口端温度最低，通过更换换热管3的高温端位置，减少焦油粘结挂壁的问题。

换热介质可以为任何热媒。如换热介质可以为软水，软水通过第一介质入口5或者第二介质入口7导入换热腔4，与荒煤气热交换后，产生过热蒸汽并由第一介质出口6或第二介质出口8排出，可直接用于汽轮机发电或其他工业用蒸汽。

换热介质也可以为熔盐，经热交换后的熔盐温度升高，由第一介质出口6或第二介质出口8排出后，可通过蒸发器加热软水产生蒸汽使用。

为了便于检测荒煤气温度，在换热管3的第一接口端和第二接口端均安装有温度传感器，分别用于检测导入和导出的荒煤气温度。

当换热介质为软水时，第一介质出口6和第二介质出口8均为蒸汽出口，在第一介质出口6和第二介质出口8均安装有蒸汽流量表。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种焦炉荒煤气余热回收系统，包括桥管以及安装在焦炉顶部以引出荒煤气的上升管，其特征在于，所述上升管与所述桥管之间连接有余热回收装置，该余热回收装置包括换热管，所述换热管内设有供荒煤气通过的气道，所述换热管的外壁设有供换热介质流动的换热腔，所述换热管上设有与所述换热腔连通的介质入口和介质出口。

2.根据权利要求1所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述余热回收装置还包括第一三通管、第二三通管、第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀的进口与所述上升管的出口连接，所述第一三通阀的第一出口与所述第一三通管的第一接口连接，所述第一三通阀的第二出口与所述第二三通管的第一接口连接；所述第一三通管的第二接口与所述换热管的第一接口端连接，所述第一三通管的第三接口与所述第二三通阀的第二进口连接；所述第二三通管的第二接口与所述换热管的第二接口端连接，所述第二三通管的第三接口与所述第二三通阀的第一进口连接，所述第二三通阀的出口与所述桥管连接。

3.根据权利要求2所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述介质入口为两个，分别为第一介质入口和第二介质入口；所述第一介质入口设置在所述换热管的第二接口端，所述第二介质入口设置在所述换热管的第一接口端；所述第一介质入口通过第一阀门与所述介质源连接，所述第二介质入口通过第二阀门与介质源连接。

4.根据权利要求3所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述介质出口为两个，分别为第一介质出口和第二介质出口；所述第一介质出口设置在所述换热管的第一接口端，所述第二介质出口设置在所述换热管的第二接口端；所述第一介质出口通过第三阀门与汇总管连接，所述第二介质出口通过第四阀门与汇总管连接。

5.根据权利要求4所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述第一三通阀的第一出口、所述第二三通阀的第一进口、所述第一介质入口和第一介质出口同时开闭，所述第一三通阀的第二出口、所述第二三通阀的第二进口、所述第二介质入口和第二介质出口同时开闭。

6.根据权利要求1所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述换热管为U型管结构。

7.根据权利要求2所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述换热管的第一接口端和第二接口端均安装有温度传感器。

8.根据权利要求4所述的焦炉荒煤气余热回收系统，其特征在于，所述第一介质出口和第二介质出口均为蒸汽出口，所述第一介质出口和第二介质出口均安装有蒸汽流量表。

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