CN207881501U - 回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，包括上升管换热器、蒸氨再沸器、负压蒸氨塔、脱苯再沸器、负压脱苯塔、热介质槽、热贫油槽，上升管换热器的热介质出口与蒸氨再沸器连接、热介质出口与脱苯再沸器连接，脱苯再沸器与热介质出口连接，管道与负压脱苯塔连接，脱苯再沸器与热贫油槽连接，脱苯再沸器与热介质槽连接，蒸氨再沸器与热贫油槽、热介质槽连接，蒸氨再沸器与负压蒸氨塔连接，负压蒸氨塔与蒸氨再沸器连接；负压脱苯塔与热贫油槽连接，热贫油槽与热贫油循环泵连接，热贫油循环泵与脱苯再沸器、上升管换热器连接，另一路管道与热介质泵出口连接，热介质泵与热介质槽连接。

Description

回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备

技术领域

本实用新型涉及焦炉上升管荒煤气余热回收利用技术领域，尤其涉及一种采用热流体回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备。

背景技术

焦炉上升管的荒煤气的平均温度约700℃，所带出的热量相当于炼焦消耗热量的约35﹪，为便于后工序的净化与处理，现有技术中通常的做法是：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80～83℃送到后续的煤气精制系统。上述过程荒煤气的热量转化为无用的低温水蒸汽(～82℃)消耗了大量的循环水和低温水对荒煤气进行冷却，是明显的高耗能低效率的生产工艺。

对焦炉上升管荒煤气余热回收利用，国内、外做了大量的研究，目前的技术方法是上升管余热回收产生低压蒸汽并入蒸汽管网(包括荒煤气直接加入水产生低压蒸汽和采用导热油回收余热再通过再沸器换热产出蒸汽等多种方式)。但都没有考虑到蒸汽作为焦化化产回收加热介质会产生大量的废水，增加焦化厂废水治理的难度和成本，同时低压蒸汽也无法用于焦化的脱苯再生工艺，另外蒸汽作为加热介质对于焦化厂而言是一个开发系统，是一个低效的热量供给能源。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备；本实用新型利用热流体(包括热贫油、熔盐等)、作为荒煤气余热的回收的热介质，同时也是用于脱苯和蒸氨等工艺过程的加热介质，通过循环泵提供输送能量，构成取热与供热的闭路循环系统，本实用新型可以替代现有脱苯和蒸氨工艺装置中的管式加热炉，不需要燃烧具有高价值的焦炉煤气，也没有管式炉烟气产生和烟气的脱硫脱硝装置，利用本实用新型的热贫油、熔盐等热流体回收上升管余热用于脱苯和蒸氨的技术方法和装置可以降低化产回收系统的能源消耗，避免和减少污染物的排放，也相应的降低了相关环保设备装置的购置费用和使用成本。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：

一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，包括上升管换热器、蒸氨再沸器、负压蒸氨塔、脱苯再沸器、负压脱苯塔、热介质槽、热贫油槽，所述上升管换热器包括外侧的热介质进出管道、中间的荒煤气进出管道，所述热介质进出管道的热介质进口在上部、热介质出口在下部，热介质进口、热介质出口分别通过各自的法兰与外接管道连接，热介质进出管道内设有热介质，所述荒煤气进出管道包括下部的荒煤气进口、上部的荒煤气出口，荒煤气进口通过法兰与焦炉出气管道连接、荒煤气出口通过法兰与桥管连接，热介质出口与蒸氨再沸器上部进口连接，同时热介质出口通过管道及阀门一与脱苯再沸器上部连接，脱苯再沸器的顶部出口同时通过管道及阀门二、阀门四与热介质出口连接，在阀门二与阀门四之间的管道通过管道一与负压脱苯塔连接，管道一上设有阀门三，脱苯再沸器下部出口通过管道及阀门五与热贫油槽底部进口连接，在连接热贫油槽底部进口的管道上设有阀门六，同时脱苯再沸器下部出口通过管道及阀门七与热介质槽进口连接，蒸氨再沸器下部出口也通过管道及阀门六与热贫油槽底部进口连接、同时通过阀门七与热介质槽进口连接，蒸氨再沸器顶部蒸汽出口与负压蒸氨塔中部通过管道连接，负压蒸氨塔底部废水出口通过管道与蒸氨再沸器底部进口连接；负压脱苯塔下部出口通过管道与热贫油槽下部进口连接，热贫油槽出口与热贫油循环泵进口连接，热贫油循环泵的出口通过一路管道及阀门八与脱苯再沸器底部连接、通过阀门九及另一路管道与上升管换热器的热介质进口连接，同时另一路管道通过阀门十与热介质泵出口连接，热介质泵进口与热介质槽出口连接，所述热介质槽内设有加热装置，荒煤气进出口法兰与焦炉和桥管连接，热介质进出口法兰与外接管道连接。

所述上升管换热器包括两端的荒煤气进出口法兰、内筒体、中间筒体、外筒体，热介质进出口法兰，所述的热介质进出口法兰分别与热介质进出管道的热介质进口、热介质出口连接；内筒体与中间筒体之间形成热介质进出管道，内筒体内腔为荒煤气进出管道，荒煤气进出口法兰分别与内筒体、中间筒体、外筒体的端部连接。

所述内筒体的内壁上设有光滑、辐射传热及热稳定性好、防止焦油挂壁的无机高分子涂层。

所述内筒体与中间筒体之间通过中间换热层螺旋翅片连接，中间筒体与外筒体之间设有外层热阻材料。

在中间筒体与外筒体之间设有变形补偿器，所述变形补偿器为设于间筒体上的向外筒体一侧凸出的环形凹槽。

所述外筒体上设有外筒体壁温实时监测器，监测器与控制器连接。

所述热介质采用热贫油、熔盐或者导热油。

所述加热装置采用电加热装置。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型利用包括热贫油、熔盐等热流体作为荒煤气余热的回收的热介质，同时也是用于脱苯和蒸氨等工艺过程的加热介质，通过循环泵提供输送能量，构成取热与供热的闭路循环系统，本实用新型可以替代现有脱苯和蒸氨工艺装置中的管式加热炉，本实用新型取代蒸氨能够节约管式炉蒸氨使用煤气或蒸汽蒸氨使用的加热蒸汽，不需要燃烧具有高价值的焦炉煤气，可取代脱苯管式炉、节约煤气；也没有管式炉烟气产生和烟气的脱硫脱硝装置，本实用新型的这种导热油回收上升管余热用于脱苯和蒸氨的技术方法和装置的应用，可以降低化产回收系统的能源消耗，避免和减少污染物的排放，也相应的降低了相关环保设备装置的购置费用和使用成本；

本实用新型述的方法和设备可以用于负压蒸氨和负压脱苯也可用于常压脱苯和常压蒸氨；可以单独用于蒸氨或脱苯；也可以作为其它工艺过程(如硫铵干燥、熔硫釜加热等)的供热。

本实用新型的单个上升管高温荒煤气余热回收后(800-500℃)，可以回收热量10万大卡/小时，年回收热量年回收热量：10×24×365＝87600万大卡，折算标煤7000kcal/千克标煤计算：125吨标煤/个.年；标煤按960元/吨；年效益为：12万元/个.年。对于110万t/y焦炭装置(2座55孔焦炉)每年可以产生效益1320万元。

2.本实用新型与回收蒸汽相比(温度)，可回收高品质余热(温度)；两种介质在设备内完全逆流，换热温差最大，可以获得最大的传热系数。

3.导热油闭路循环，无跑、冒、滴、漏；上升管采用独立控制，可独立更换和独立维护。

4.通过内筒体的内壁上设有光滑、辐射传热及热稳定性好、防止焦油挂壁的无机高分子涂层复合材料。无机高分子涂层可以使设备内壁光滑，强化辐射传热，热稳定性好，防止焦油挂壁，热效率高、降低外壁温度。

5.通过中间换热层螺旋翅片能够增加换热面积、提高内筒体的强度、增大流体湍流强度，强化换热、提高换热效率。

6.所述外筒体上设有外筒体壁温实时监测器，监测器与控制器连接。通过外筒体壁温实时监测器对外筒体壁温进行不间断检测，当壁温升高时表示外筒体可能有泄漏的情况发生，保证设备的安全。

附图说明

附图1为系统正常工作时的流程图；

附图2为上升管换热器的原理结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。

实施方法

如附图1，图2所示，一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，包括上升管换热器1、蒸氨再沸器2、负压蒸氨塔3、脱苯再沸器4、负压脱苯塔5、热介质槽6、热贫油槽9、阀门11～20及组成闭路循环的管道21。

所述上升管换热器1包括外侧的热介质进出管道121、中间的荒煤气进出管道122，所述热介质进出管道121的热介质进口123在上部、热介质出口124在下部，热介质进口123、热介质出口124分别通过各自的法兰与外接管道连接，热介质进出管道121内设有热介质，所述荒煤气进出管道包括下部的荒煤气进口125、上部的荒煤气出口126，荒煤气进口125通过法兰与焦炉出气管道连接、荒煤气出口126通过法兰与桥管连接，热介质出口124与蒸氨再沸器2上部进口连接，同时热介质出口124通过管道及阀门一11与脱苯再沸器4上部连接，脱苯再沸器4的顶部出口同时通过管道及阀门二12、阀门四14与热介质出口124连接，在阀门二12与阀门四14之间的管道通过管道一22与负压脱苯塔5连接，管道一22上设有阀门三13，脱苯再沸器4下部出口通过管道及阀门五15与热贫油槽9底部进口连接，在连接热贫油槽9底部进口的管道上设有阀门六16，同时脱苯再沸器4下部出口通过管道及阀门七17与热介质槽6进口连接，蒸氨再沸器2下部出口也通过管道及阀门六16与热贫油槽9底部进口连接、同时通过阀门七17与热介质槽6进口连接，蒸氨再沸器2顶部蒸汽出口与负压蒸氨塔3中部通过管道连接，负压蒸氨塔3底部废水出口通过管道与蒸氨再沸器2底部进口连接；负压脱苯塔5下部出口通过管道与热贫油槽9下部进口连接，热贫油槽9出口与热贫油循环泵10进口连接，热贫油循环泵10的出口通过一路管道23及阀门八18与脱苯再沸器4底部连接、通过阀门九9及另一路管道21与上升管换热器1的热介质进口123连接，同时另一路管道21通过阀门十20与热介质泵8出口连接，热介质泵8进口与热介质槽6出口连接，所述热介质槽6内设有加热装置7。荒煤气进出口法兰101与焦炉和桥管连接，荒煤气下进上出；热介质进出口法兰110与外接管道连接，热介质上进下出，两种介质在设备内完全逆流，换热温差最大，可以获得最大的传热系数。

所述加热装置7采用电加热装置。

所述热介质采用热贫油、导热油或熔盐。

所述上升管换热器1包括两端的荒煤气进出口法兰101、内筒体103、中间筒体105、外筒体108，热介质进出口法兰110。所述的热介质进出口法兰110分别与热介质进出管道的热介质进口123、热介质出口124连接。内筒体103与中间筒体105之间形成热介质进出管道121，内筒体103内腔为荒煤气进出管道122，荒煤气进出口法兰101分别与内筒体103、中间筒体105、外筒体108的端部连接。

所述内筒体103的内壁上设有光滑、辐射传热及热稳定性好、防止焦油挂壁的无机高分子涂层102；无机高分子涂层102可以使设备内壁光滑，强化辐射传热，热稳定性好，防止焦油挂壁。

所述内筒体103与中间筒体105之间通过中间换热层螺旋翅片104连接，中间筒体105与外筒体108之间设有外层热阻材料106。通过中间换热层螺旋翅片104能够增加换热面积、提高内筒体103的强度、增大流体湍流强度，强化换热、提高换热效率。

在中间筒体105与外筒体108之间设有变形补偿器107，所述变形补偿器107为设于间筒体105上的向外筒体108一侧凸出的环形凹槽111。

所述外筒体108上设有外筒体壁温实时监测器109，监测器与控制器连接。通过外筒体壁温实时监测器9对外筒体壁温进行不间断检测，当壁温升高时表示外筒体可能有泄漏的情况发生，保证设备的安全。

本实用新型的负压脱苯塔5启动状态时通过热介质(导热油或熔盐)回收上升管中荒煤气的余热，过程是开启阀门一11、阀门三13、阀门四14、阀门七17、阀门八18、阀门十20，关闭阀门二12、阀门五15、阀门六16、阀门九19；通过热介质槽6中的电加热装置7将热介质槽6中的热介质加热到240-260℃；用热介质泵8抽出热介质槽6中的热介质送到上升管换热器1与750～850℃的高温荒煤气换热，热介质温度升高到260～280℃后；一路送去脱苯再沸器4，与热贫油槽9来的热贫油换热，把热贫油加热到225～235℃送到负压脱苯塔为脱苯提供热量后回到热贫油槽；另一路送到负压蒸氨再沸器2加热负压蒸氨塔3底来的蒸氨废水产生蒸汽送回的负压蒸氨塔蒸氨；负压蒸苯再沸器4和负压蒸氨再沸器2换热后出来的热介质混合后温度在240～260℃，进入到热介质槽6，被热介质泵8抽出送到上升管换热器与高温荒煤气再次换热完成一个循环，如此循环往复。

系统正常运行状态：当系统启动运行到积累足够量的温度在225～235℃热贫油后，使用热贫油作为循环热介质进行系统运行：停止运行热介质泵8，关闭开启阀门一11、阀门三13、阀门四14、阀门七17、阀门八18、阀门十20，开启阀门二12、阀门五15、阀门六16、阀门九19；启动热贫油循环泵10抽出热贫油槽9中温度在225～235℃的热贫油，送到上升管换热器1与750～850℃的高温荒煤气进行换热，温度升高到240～250℃；被高温荒煤气加热后的热贫油一路直接送到负压脱苯塔釜，在负压状态下闪蒸产生油气作为负压脱苯的热源，闪蒸后的热贫油温度在230～240℃，进入热贫油槽；被高温荒煤气加热后的热贫油另一路送入负压蒸氨再沸器用来加热蒸氨塔釜来的废水产生蒸汽送回蒸氨塔用于蒸氨；在蒸氨再沸器中热贫油加热废水后温度降低到210～220℃后流出进入到热贫油槽；热贫油槽9中的两路贫油混合后温度在225～235℃被热贫油循环泵再次抽出送到上升管换热器与高温荒煤气换热完成一个循环，如此循环往复。

本实用新型采用热流体回收焦炉高温荒煤气余热直接用于脱苯和蒸氨，采用上升管复合材料换热器，用热流体(包括热贫油、熔盐)作为荒煤气余热的回收的热介质，直接作为脱苯和蒸氨等工艺过程的加热介质，通过循环泵提供输送能量，构成取热与供热的闭路循环系统。本实用新型可以用于负压蒸氨和负压脱苯也可用于常压脱苯和常压蒸氨，可以单独用于蒸氨或脱苯，也可以作为其它工艺过程(如硫铵干燥、熔硫釜加热等)的供热。本实用新型的上升管复合材料换热器采用内层无机高分子涂层可以使设备内壁光滑，强化辐射传热，热稳定性好，防止焦油挂壁；中间换热层螺旋翅片具有增加换热面积、提高内筒体的强度、增大流体湍流强度，强化换热，换热效率提高；外筒体壁温实时监测器可以对外筒体壁温进行不间断检测，当壁温升高时表示外筒体可能有泄漏的情况发生，保证设备的安全。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，包括上升管换热器、蒸氨再沸器、负压蒸氨塔、脱苯再沸器、负压脱苯塔、热介质槽、热贫油槽，其特征是，所述上升管换热器包括外侧的热介质进出管道、中间的荒煤气进出管道，所述热介质进出管道的热介质进口在上部、热介质出口在下部，热介质进口、热介质出口分别通过各自的法兰与外接管道连接，热介质进出管道内设有热介质，所述荒煤气进出管道包括下部的荒煤气进口、上部的荒煤气出口，荒煤气进口通过法兰与焦炉出气管道连接、荒煤气出口通过法兰与桥管连接，热介质出口与蒸氨再沸器上部进口连接，同时热介质出口通过管道及阀门一与脱苯再沸器上部连接，脱苯再沸器的顶部出口同时通过管道及阀门二、阀门四与热介质出口连接，在阀门二与阀门四之间的管道通过管道一与负压脱苯塔连接，管道一上设有阀门三，脱苯再沸器下部出口通过管道及阀门五与热贫油槽底部进口连接，在连接热贫油槽底部进口的管道上设有阀门六，同时脱苯再沸器下部出口通过管道及阀门七与热介质槽进口连接，蒸氨再沸器下部出口也通过管道及阀门六与热贫油槽底部进口连接、同时通过阀门七与热介质槽进口连接，蒸氨再沸器顶部蒸汽出口与负压蒸氨塔中部通过管道连接，负压蒸氨塔底部废水出口通过管道与蒸氨再沸器底部进口连接；负压脱苯塔下部出口通过管道与热贫油槽下部进口连接，热贫油槽出口与热贫油循环泵进口连接，热贫油循环泵的出口通过一路管道及阀门八与脱苯再沸器底部连接、通过阀门九及另一路管道与上升管换热器的热介质进口连接，同时另一路管道通过阀门十与热介质泵出口连接，热介质泵进口与热介质槽出口连接，所述热介质槽内设有加热装置，荒煤气进出口法兰与焦炉和桥管连接，热介质进出口法兰与外接管道连接。

2.如权利要求1所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述上升管换热器包括两端的荒煤气进出口法兰、内筒体、中间筒体、外筒体，热介质进出口法兰，所述的热介质进出口法兰分别与热介质进出管道的热介质进口、热介质出口连接；内筒体与中间筒体之间形成热介质进出管道，内筒体内腔为荒煤气进出管道，荒煤气进出口法兰分别与内筒体、中间筒体、外筒体的端部连接。

3.如权利要求2所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述内筒体的内壁上设有光滑、辐射传热及热稳定性好、防止焦油挂壁的无机高分子涂层。

4.如权利要求2所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述内筒体与中间筒体之间通过中间换热层螺旋翅片连接，中间筒体与外筒体之间设有外层热阻材料。

5.如权利要求2所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，在中间筒体与外筒体之间设有变形补偿器，所述变形补偿器为设于间筒体上的向外筒体一侧凸出的环形凹槽。

6.如权利要求2所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述外筒体上设有外筒体壁温实时监测器，监测器与控制器连接。

7.如权利要求1所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述热介质采用热贫油、导热油或熔盐。

8.如权利要求1所述的一种回收焦炉荒煤气余热用于脱苯和蒸氨的设备，其特征是，所述加热装置采用电加热装置。