CN208238604U - 一种焦炉荒煤气上升管换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换热装置领域并公开了一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括上升管，以及烟气出口法兰和烟气进口法兰，所述的上升管由防腐层和隔热层组成，所述隔热层包覆在防腐层的外侧；所述防腐层内设有换热管，所述换热管上端与输入管通过螺纹连接，其下端与输出管通过螺纹连接，所述输入管和输出管水平穿过防腐层和隔热层设置，且所述换热管通过输入管输入去离子水；所述换热管上套设有若干个固定环，所述的固定环通过支撑杆固定，所述支撑杆插设在防腐层和隔热层内。本实用新型结构简单、维护方便、换热效率高、使用寿命长，其节能环保性能佳，具有非常广泛的应用前景。

Description

一种焦炉荒煤气上升管换热装置

技术领域

本实用新型涉及换热装置技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气上升管换热装置。

背景技术

炼焦生产过程中有着大量的余热都是可利用的能源，不管对于焦化企业还是余热回收企业，焦炉荒煤气余热回收都是值得关注和投入的方向，具有广阔的市场前景，而炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。但是，我国对二次能源品质潜力的挖掘、价值的开发以及低品质余热余能利用支撑技术与装备开发滞后，上升管内高温焦炉荒煤气的余热就一直未能有效利用。目前现有技术绝大部分焦炉采用喷洒氨水的方式对荒煤气进行冷却，在将600-750℃的荒煤气冷却至80-100℃的同时，产生了大量80℃左右的氨水，致使荒煤气中大量的中温余热被白白浪费，而且还额外消耗了大量氨水和电能。

为回收荒煤气显热，国内外相继发展了上升管汽化水夹套、分离式热管、上升管导热油夹套、上升管内填充导热介质与盘管换热等技术。上升管汽化水夹套技术在使用中出现了夹套焊缝破裂导致水漏入炭化室的问题，而且受安全限制所产蒸汽参数较低；分离式热管技术结构复杂，需在多处斜穿上升管内壁，推广受到限制；上升管导热油夹套技术存在长期高温下导热油变质影响传热的问题，而且其使用温度受到限制，通常其工作温度不超过400℃。现有技术中通过夹套设计的上升管结构由于上升管被分为内管和外管，一方面在内管与外管间设置的夹套层影响上升管的结构稳定性，当夹套内充装如水、导热油等换热介质后，由于热胀冷缩的原理导致内管和外管的收缩性不一致，极易引发内管和外管的开裂，影响上升管的使用效果；另一方面由于内管一般比较厚实导致换热介质吸收热能的效率较低，影响了焦炉荒煤气能量的使用效率；同时现有技术中的上升管一般采用下端输入换热介质、上端排出换热介质的结构，由于上升管下端输入高温的荒煤气，因此输入的换热介质与输入的荒煤气的温度梯度刚刚相反，在实际使用过程中极易发生上升管底部由于温度较低的换热介质与温度较高的荒煤气之间形成的巨大温差从而引起上升管底部发生破裂的可能性。鉴于此，如何提供一种结构简单、换热效率高、使用寿命长的焦炉荒煤气上升管换热装置是本领域技术人员需要解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中上升管结构复杂、容易发生开裂影响继续使用且换热效率低的难题，而提供一种结构简单、换热效率高、使用寿命长的焦炉荒煤气上升管换热装置。

本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

设计一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括上升管，以及设于上升管上端的烟气出口法兰和设于上升管下端的烟气进口法兰，所述的上升管由防腐层和隔热层组成，且所述的防腐层和隔热层外形均为空心圆柱体结构，所述隔热层包覆在防腐层的外侧；所述防腐层内设有换热管，其竖直设置，外形为螺旋状结构，所述换热管上端与输入管通过螺纹连接，其下端与输出管通过螺纹连接，所述输入管和输出管水平穿过防腐层和隔热层设置，且所述换热管通过输入管输入去离子水；所述换热管上套设有若干个固定环，所述的固定环通过支撑杆固定，所述支撑杆插设在防腐层和隔热层内。

优选的，所述的防腐层和隔热层为一体化设计结构。

优选的，所述的换热管、输入管和输出管的表面均涂覆了一层防腐蚀材料。

优选的，所述的输入管的端部与进水连接法兰连接。

优选的，所述的输出管的端部与出水连接法兰连接。

优选的，所述的输入管在上升管的外部部分还设有流量阀。

本实用新型采用上述结构后，有益效果在于：

(1)本实用新型的上升管由防腐层和隔热层组成，其中防腐层有效防止荒煤气对上升管内壁的腐蚀，隔热层降低了荒煤气热能的散失，防止热量扩散到外界空气中，避免了对外界环境和外界温度的影响；且本实用新型的上升管由防腐层和隔热层直接组成，中间无换热夹层设计，其结构简单，提高了上升管的牢固性；

(2)本实用新型采用去离子水作为换热介质，具有换热速度快、成本低廉、对换热管道损伤小、比热容高的有益效果，同时本实用新型中的去离子水在上升管上端输入经过换热管换热以后下端输出，其温度梯度与上升管内的荒煤气温度梯度一致，解决了现有技术中采用下端输入温度较低的换热介质从而导致温度差较大引起上升管发生裂纹、破裂的可能性，有效提高了产品的使用寿命；

(3)本实用新型将采用竖直设置的螺旋状换热管，且将换热管直接设置在上升管内，具换热管内的换热介质通过换热管边壁直接与高温荒煤气直接接触，具有传热速度快的特点，其换热效率明显高于现有技术中通过厚实的上升管内壁进行换热的情况；同时由于换热管设置在上升管内部，其日常维护和清理是可以在上升管上端进行，非常方便和便利；

(4)本实用新型结构简单、维护方便、换热效率高、使用寿命长，其节能环保性能佳，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型中固定环和支撑杆的结构示意图；

图3是本实用新型的俯视结构示意图。

图中：烟气出口法兰1、烟气进口法兰2、防腐层3、隔热层4、换热管5、输入管6、输出管7、固定环8、支撑杆9、进水连接法兰10、出水连接法兰11、流量阀12。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅附图1-附图3所示，本实用新型的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括上升管，以及设于上升管上端的烟气出口法兰1和设于上升管下端的烟气进口法兰2，所述的上升管由防腐层3和隔热层4组成，且所述的防腐层3和隔热层4外形均为空心圆柱体结构，所述隔热层4包覆在防腐层3的外侧；所述防腐层3内设有换热管5，其竖直设置，外形为螺旋状结构，所述换热管5上端与输入管6通过螺纹连接，其下端与输出管7通过螺纹连接，所述输入管6和输出管7水平穿过防腐层3和隔热层4设置，且所述换热管5通过输入管6输入去离子水；所述换热管5上套设有若干个固定环8，所述的固定环8通过支撑杆9固定，所述支撑杆9插设在防腐层3和隔热层4内。

所述的防腐层3和隔热层4为一体化设计结构，所述的换热管5、输入管6和输出管7的表面均涂覆了一层防腐蚀材料，所述的输入管6的端部与进水连接法兰10连接，所述的输出管7的端部与出水连接法兰11连接，所述的输入管6在上升管的外部部分还设有流量阀12。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括上升管，以及设于上升管上端的烟气出口法兰(1)和设上升管下端的烟气进口法兰(2)，其特征在于，所述的上升管由防腐层(3)和隔热层(4)组成，且所述的防腐层(3)和隔热层(4)外形均为空心圆柱体结构，所述隔热层(4)包覆在防腐层(3)的外侧；所述防腐层(3)内设有换热管(5)，其竖直设置，外形为螺旋状结构，所述换热管(5)上端与输入管(6)通过螺纹连接，其下端与输出管(7)通过螺纹连接，所述输入管(6)和输出管(7)水平穿过防腐层(3)和隔热层(4)设置，且所述换热管(5)通过输入管(6)输入去离子水；所述换热管(5)上套设有若干个固定环(8)，所述的固定环(8)通过支撑杆(9)固定，所述支撑杆(9)插设在防腐层(3)和隔热层(4)内。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，其特征在于，所述的防腐层(3)和隔热层(4)为一体化设计结构。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，其特征在于，所述的换热管(5)、输入管(6)和输出管(7)的表面均涂覆了一层防腐蚀材料。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，其特征在于，所述的输入管(6)的端部与进水连接法兰(10)连接。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，其特征在于，所述的输出管(7)的端部与出水连接法兰(11)连接。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，其特征在于，所述的输入管(6)在上升管的外部部分还设有流量阀(12)。