CN202419625U - 煤气套管废热回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种煤气套管废热回收装置，包括筒体，筒体两端分别设有煤气进口和煤气出口，所述的筒体竖直安装，煤气进口位于上端，煤气进口下方悬挂安装有上管箱，上管箱通过多根换热管与下管箱连通，上管箱通过至少一根升液管与汽水分离器连通，下管箱通过至少一根降液管与汽水分离器连通。本实用新型通过采用上述的结构，气体流通面积大、阻力低、冲刷磨损轻，无热应力损坏，换热面不积灰，能承受高温和能产较高压力的蒸汽，降低了设备的管理等级。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废热回收装置，特别是一种煤气套管废热回收装置。
背景技术
目前，我国合成氨、氮肥生产主要采用固定床间歇气化技术，间歇法造气由于工艺流程决定，炭层温度上下变化大，气体流向周期变化，因此对燃料粒度、热稳定性、灰熔点要求高。但随着原料价格调整，成本越来越高，合成氨生产从烧块煤改烧小粒煤、煤球和煤棒，对煤质要求更高，而连续富氧气化由于料层温度、介质流向、流量恒定，因而对燃料要求较低，能适应小粒燃料及煤质较差的型煤。
富氧制气过程是指将氧压缩机来的纯氧减压后与空气按照一定比例混合，然后与蒸汽混合从炉底进入与煤发生气化反应的过程。其工艺流程为：
由蒸汽总管来的蒸汽和富氧系统来的富氧空气交替自炉底入造气炉，生成的半水煤气经旋风除尘器、气柜和洗气塔进入废热回收工段。
现有技术中存在的问题是，煤气出口（相当于间歇造气炉上行温度）达到500～750℃，因温度高造成系统显热损失多，后工序冷却压力大；阻力大造成扬尘导致现场环境恶劣；介质温度高易烧坏设备，设备故障多。
废热回收装置，又称废热锅炉，主要用于回收以煤等固体燃料为原料气化抽取合成氨原料气即煤气的热量，降低煤气温度，副产蒸汽。现有的废热聚集器形式主要用三种：火管式、水管式和热管式。火管式主要存在气体流动横截面积小、阻力大、冲刷严重、热应力大的缺点；水管式和热管式在低温区，煤气中蒸汽冷凝、积灰严重，由于煤气流速低不能将积灰带走，换热效率大大降低。现有三种形式废热聚集器不能根据煤气流量大小调节换热面积、从而难以控制煤气出口温度以确保换热管及焊接接头不会发生露点腐蚀。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种煤气套管废热回收装置，可以确保减轻冲刷造成的磨损，降低换热面积灰，无热应力损坏。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种煤气套管废热回收装置，包括筒体，筒体两端分别设有煤气进口和煤气出口，所述的筒体竖直安装，煤气进口位于上端，煤气进口下方悬挂安装有上管箱，上管箱通过多根换热管与下管箱连通，上管箱通过至少一根升液管与汽水分离器连通，下管箱通过至少一根降液管与汽水分离器连通。
所述的汽水分离器位于筒体的斜上方。
所述的升液管和降液管上弯折部的角度均大于90°。
所述的筒体内壁设有耐火混凝土层。
所述的筒体内靠近煤气进口的位置设有气体二次分布防冲板。
所述的上管箱上方设有耐磨防冲刷护板。
所述的换热管为翅片管或套管结构。
所述的筒体下端还设有除灰装置；
所述的降液管最下端的位置设有排污装置。
所述的升液管和降液管均为两根。
所述的汽水分离器上部设有液位计或液位远传接管。
本实用新型提供的一种煤气套管废热回收装置，通过采用上述的结构，其有益效果为：
1、气体流通面积大、阻力低、冲刷磨损轻。采用套管式的换热管因取消了上下管板，改传统的单管传热为双套管传热，因此气体流通面积增加了很多，流通面积的增加使气体流动阻力降低，有利于提高造气炉的产气量，并且由于流通面积的增大使气体流速也得到降低，气体夹带的灰尘减少，对换热面的冲刷磨损减轻，使废热回收器的使用寿命得到延长。
2、无热应力损坏。本实用新型在结构上采用上管箱悬挂在筒体上的设计，下管箱不固定，因此使换热管排在受热后能自由伸长，不会出现因热应力变化而损坏设备的现象发生。
3、换热面不积灰。本实用新型在设计时充分分析了其它类型显热回收器积灰的原因，从流速理论上解释积灰形成的原因。通过采用立式安装，利用煤气在管内具有较高速度及粉尘自重，可将管内的积灰冲走带入筒体由底部排掉。
4、能承受高温和能产较高压力的蒸汽。套管式的换热管的结构使其能在1000℃左右的气体温度下运行，并能产出较高压力的蒸汽，满足系统对不同品位的蒸汽的需求。套管式显热回收器除了能在设计值状态下正常运行外，当炉况发生变化时，如纯氧气化和富氧气化炉发生翻炉或加焦系统出现问题时，炉上温度很快由正常时的550℃左右上升到800℃以上，而此时套管式显热回收器也能正常运行，只是因热负荷的增加，使套管环隙中的水吸收的热量增加汽水混合物循环速度加快，将热量带入汽水分离器使蒸汽产量增加而不会对设备带来损坏。同时保证煤气出口温度不会过低造成下部换热管及接头露点腐蚀，延长了装置的使用寿命。
5、降低了设备的管理等级。本实用新型在结构上采用双套管传热后，使原来承压的壳体不再承压，由原来的压力容器变为承受煤气压力的常压容器，因此降低了设备的管理等级。
本实用新型除用于立式安装斜式布置汽水分离器外，还可用于与不同型号的造气炉，配套使用，取代造气炉设单独汽包收集蒸汽。本实用新型在≤5.9MPa压力下运行，根据煤气温度可以下部筒体内加装蒸发段和过热段。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构主视示意图。
图2为本实用新型的结构侧视示意图。
图中：除灰装置1，汽水分离器2，排污装置3，筒体4，下管箱5，换热管6，耐火混凝土层7，支座8，上管箱9，耐磨防冲刷护板10，煤气进口11，气体二次分布防冲板12，人孔13，升液管14，煤气出口15，降液管16。
具体实施方式
如图1、图2中，一种煤气套管废热回收装置，包括筒体4，筒体4两端分别设有煤气进口11和煤气出口15，所述的筒体4竖直安装，煤气进口11位于上端，煤气进口11下方悬挂安装有上管箱9，上管箱9通过多根换热管6与下管箱5连通，上管箱9通过至少一根升液管14与汽水分离器2连通，下管箱5通过至少一根降液管16与汽水分离器2连通。
在本例中，所述的升液管14和降液管16均为两根。
所述的换热管6为翅片管或套管结构。
采用采用套管式换热管设计，蒸发压力为1.6MPa，蒸发温度为195℃，设计压力2.1 MPa。
所述的筒体4内靠近煤气进口11的位置设有气体二次分布防冲板12。为使进入筒体4的气体能均匀的进入换热面，避免气体偏流而影响换热效果，在气体进入煤气废热回收器后的上箱内设有气体分布器即气体二次分布防冲板12。
所述的上管箱9上方设有耐磨防冲刷护板10。
套管采用φ89X4.0套φ57X4.0，材质20# GB3087-99。为防止气体对迎风的上管箱造成冲刷，在上管箱9上设有耐热铸钢的防护瓦即耐磨防冲刷护板10。
所述的筒体4两端与煤气进口11和煤气出口15相对的位置还设有人孔13，以利于检修。
所述的汽水分离器2位于筒体4的斜上方。由此结构，汽水分离器2的安装不受空间限制。
所述的升液管14和降液管16上弯折部的角度均大于90°。由此结构，降低了蒸汽和液体在管路中的流动时的阻力。
所述的筒体4内壁设有耐火混凝土层7。因进入筒体4的气体温度在600℃左右，操作不正常时会达到800℃，为了保护筒体需对筒体做耐火浇注的内衬，浇筑料牌号NL-75。
所述的筒体4下端还设有除灰装置1；
所述的降液管16最下端的位置设有排污装置3。
所述的汽水分离器2上部设有液位计或液位远传接管。
本实用新型的煤气流程：煤气由上侧部进入筒体内，经气体二次分布防冲板12对进入设备的煤气进行再分配后进入换热管，与套管环隙的195℃水进行换热，煤气温度被降到近250℃由下部煤气出口15引出。
水汽流程：由软水总管来的90℃左右的软水，经调节阀控制流量后进入汽水分离器2，经汽水分离器2下部的降液管16进入换热管6，在换热管6内水被煤气加热后沿套管环隙上升进入上管箱9，由上管箱9汇总后出换热管6去汽水分离器，在汽水分离器内蒸汽被分离引出，没有蒸发的水和新补进的软水混合后再经降液管去蒸发器，完成一个汽水循环；所产蒸汽由汽水分离器引出后去蒸汽总管。
本实用新型内的换热管采用20#钢材质，执行标准为《中低压锅炉用无缝钢管》GB3087-1999，涉及该装置成本核心。本实用新型的筒体为常压容器；汽水分离器为压力容器。
Claims (10)
1.一种煤气套管废热回收装置，包括筒体（4），筒体（4）两端分别设有煤气进口（11）和煤气出口（15），其特征在于：所述的筒体（4）竖直安装，煤气进口（11）位于上端，煤气进口（11）下方悬挂安装有上管箱（9），上管箱（9）通过多根换热管（6）与下管箱（5）连通，上管箱（9）通过至少一根升液管（14）与汽水分离器（2）连通，下管箱（5）通过至少一根降液管（16）与汽水分离器（2）连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的汽水分离器（2）位于筒体（4）的斜上方。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的升液管（14）和降液管（16）上弯折部的角度均大于90°。
4.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的筒体（4）内壁设有耐火混凝土层（7）。
5.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的筒体（4）内靠近煤气进口（11）的位置设有气体二次分布防冲板（12）。
6.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的上管箱（9）上方设有耐磨防冲刷护板（10）。
7.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的换热管（6）为翅片管或套管结构。
8.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的筒体（4）下端还设有除灰装置（1）；
所述的降液管（16）最下端的位置设有排污装置（3）。
9.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的升液管（14）和降液管（16）均为两根。
10.根据权利要求1所述的一种煤气套管废热回收装置，其特征在于：所述的汽水分离器（2）上部设有液位计或液位远传接管。
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| CN105258534A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-20 | 靖江神驹容器制造有限公司 | 冷却器 |
| CN107779230A (zh) * | 2016-08-24 | 2018-03-09 | 通用电气公司 | Rsc外部下降管布置 |
| CN108844054A (zh) * | 2018-07-30 | 2018-11-20 | 河南心连心化肥有限公司 | 一种合成氨系统热量回收装置及热量回收工艺 |
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- 2012-01-16 CN CN2012200179554U patent/CN202419625U/zh not_active Expired - Lifetime
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Effective date of registration: 20150918 Address after: 399 No. 443007 Hubei city of Yichang province located in Xiaoting District Road Patentee after: HUBEI YIHUA GROUP ENERGY SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 399 No. 443007 Hubei city of Yichang province located in Xiaoting District Road Patentee before: Hubei Yihua Group Chemical Machinery Equipment Manufacturing Installation Co.,Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |