CN208594234U - 一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业领域，尤其涉及一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置。包含多个并列的产生饱和蒸汽的上升管换热器，多个并列布置的产生饱和蒸汽的上升管换热器上方连接着汽包并能将蒸汽运送到其中，汽包还伸出管道以及强制循环泵连接着产生饱和蒸汽的上升管换热器的下方，所述的汽包还伸出有管道连接着定排扩容器；所述的汽包伸出有管道连接着大气式热力除氧器，所述的大气式热力除氧器下方通过汽包给水泵连接着汽包；还包含除盐水箱，除盐水箱连接着除盐水泵随后接入大气式热力除氧器。

Description

一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置

技术领域

本实用新型涉及工业领域，尤其涉及一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置。

背景技术

焦炉在炼焦生产过程中主要有三大余热资源：红焦显热、焦炉荒煤气余热和焦炉烟道废气余热。其中，从焦炉炭化室推出的950～1380℃的红焦显热占焦炉余热资源的37％，回收红焦显热的干熄焦技术已比较成熟并广泛使用；焦炉烟道废气余热温度低(废气温度约180～230℃)、占比小(占焦炉余热资源的17％)，回收利用的意义不大。而从焦炉炭化室出来进入上升管的焦炉荒煤气温度约为650～800℃，约占焦炉余热资源的36％，目前常采用的技术是：高温荒煤气经桥管进入集气管，被喷洒的循环氨水冷却到80～85℃，大量的余热被循环氨水汽化带走而白白浪费。近年来，随着技术的进步，荒煤气余热回收有采用夹套管法、热管技术或导热油技术等，但都不能实现长期稳定运行，原因是不能克服因荒煤气温度降低过快造成的焦油积存和积碳现象；未充分考虑焦炉生产过程的热量急剧变化所带来的热振应力影响；运行时存在焦炉上升管堵塞、结焦和漏水等问题。

实用新型内容

实用新型的目的：为了提供一种效果更好的回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置,其特征在于，包含多个并列的产生饱和蒸汽的上升管换热器，多个并列布置的产生饱和蒸汽的上升管换热器上方连接着汽包并能将蒸汽运送到其中，汽包还伸出管道以及强制循环泵连接着产生饱和蒸汽的上升管换热器的下方，所述的汽包还伸出有管道连接着定排扩容器；所述的汽包伸出有管道连接着大气式热力除氧器，所述的大气式热力除氧器下方通过汽包给水泵5连接着汽包；还包含除盐水箱，除盐水箱连接着除盐水泵随后接入大气式热力除氧器。

本实用新型进一步技术方案在于，所述汽包还连接着多个并列的产生过热蒸汽的上升管换热器，所述的产生过热蒸汽的上升管换热器连接着分汽缸，分汽缸连接着工业热用户并能够为其提供过热蒸汽。

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：

(1)回收焦炉上升管荒煤气的显热余热，产生的蒸汽用于工业热用户，提高了焦化厂的总余热利用效率和经济效益，节约了燃煤消耗量；该技术生产原料和中间产品仅为“水-蒸汽-水”两相，无废气、废水和固体废弃物产生，具有显著的节能减排效益。

(2)焦炉上升管换热器作为该系统的核心技术，由内、中、外六层组成，内层结构分别为耐高温纳米导热层、耐高温抗腐蚀材料和金属结构层，起到抗氧化、渗碳、渗氮作用；中间层第四层为热交换层，高温荒煤气与除盐水进行充分热交换，充分利用了上升管的余热同时保证缓慢减低荒煤气温度避免造成焦油的凝结和积碳现象；外层第五层为隔热保温层，改善了原有上升管表面温度过高同时将最大限度的热量保持在中间层进行换热，提高了换热效率；外层第六层为外保护层，可以有效消除因热量变化产生的热振现象。上升管换热器有效克服了上升管的堵塞、结焦和漏水现象。

(3)有效降低了焦炉后续工序的能耗，节约了用水量和氨水消耗量，降低了焦炉上升管表面温度从而减少了热辐射，改善了焦炉炉顶平台工人的操作环境。

附图说明

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：

图1为本实用新型系统装置示意图；

其中：1、产生饱和蒸汽的上升管换热器；2、产生过热蒸汽的上升管换热器；3、汽包；4、强制循环泵、5、汽包给水泵；6、除盐水泵；7、大气式热力除氧器；8、除盐水箱；9、分汽缸；10、定排扩容器；11、加药装置；12、工业热用户。

本附图为本装置主要部件组成的示意图，不代表本实用新型的外形尺寸、连接方式、装配形式、位置关系等，图示省略了部分手动阀门、管件等。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。

一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置,其特征在于，包含多个并列的产生饱和蒸汽的上升管换热器1，多个并列布置的产生饱和蒸汽的上升管换热器1上方连接着汽包3并能将蒸汽运送到其中，汽包3还伸出管道以及强制循环泵4连接着产生饱和蒸汽的上升管换热器1的下方，所述的汽包3还伸出有管道连接着定排扩容器10；所述的汽包3伸出有管道连接着大气式热力除氧器7，所述的大气式热力除氧器7下方通过汽包给水泵5连接着汽包；还包含除盐水箱8，除盐水箱8连接着除盐水泵6随后接入大气式热力除氧器7。

炼焦煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭，同时上升管挥发逸出大量的荒煤气。荒煤气带出的显热占焦炉总余热资源的36％。传统工艺中，为了冷却高温的荒煤气必须喷洒大量70～75℃的循环氨水，高温荒煤气因循环氨水的大量蒸发而被冷却至80～85℃，再经初冷器将荒煤气冷却至21～22℃，荒煤气带出的热量因循环氨水蒸发而白白浪费。回收焦炉荒煤气余热的换热系统可以回收650～800℃荒煤气的余热量，只需将焦炉上升管替换为焦炉上升管换热器。

回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置，包括：上升管换热器(包含产生饱和蒸汽的上升管换热器1和产生过热蒸汽的上升管换热器2)、汽包、强制循环泵、汽包给水泵、除盐水泵、大气式热力除氧器、除盐水箱、分汽缸、定排扩容器和工业热用户。

工作原理：除盐水从厂区除盐水母管经除盐水箱通过除盐给水泵进入大气式热力除氧器，除氧后的水通过汽包给水泵送入汽包。汽包内的水通过变频强制循环泵、系统循环下降管进入上升管换热器与荒煤气进行热交换，产生的汽水混合物通过系统循环上升管返回汽包进行汽水分离，产生的饱和蒸汽再进入上升管换热器过热段与荒煤气再次换热，加热为过热蒸汽送至分汽缸，然后输送至工业热用户，凝结水在系统内继续循环使用。该系统回收利用了荒煤气的显热，产生高数量、高品位的过热蒸汽，实现了在工业上的利用。

本实用新型是一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置，通过对焦炉上升管进行改造，替换为焦炉上升管换热器，除盐水通过上升管换热器与高温荒煤气进行热交换，吸收高温荒煤气的显热后转变为汽水混合物，返回汽包进行汽水分离后，产生的饱和蒸汽再经上升管换热器过热段加热为过热蒸汽后，经分汽缸送至工业热用户。与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

(1)回收焦炉上升管荒煤气的显热余热，产生的蒸汽用于工业热用户，提高了焦化厂的总余热利用效率和经济效益，节约了燃煤消耗量；该技术生产原料和中间产品仅为“水-蒸汽-水”两相，无废气、废水和固体废弃物产生，具有显著的节能减排效益。

(2)焦炉上升管换热器作为该系统的核心技术，由内、中、外六层组成，内层结构分别为耐高温纳米导热层、耐高温抗腐蚀材料和金属结构层，起到抗氧化、渗碳、渗氮作用；中间层第四层为热交换层，高温荒煤气与除盐水进行充分热交换，充分利用了上升管的余热同时保证缓慢减低荒煤气温度避免造成焦油的凝结和积碳现象；外层第五层为隔热保温层，改善了原有上升管表面温度过高同时将最大限度的热量保持在中间层进行换热，提高了换热效率；外层第六层为外保护层，可以有效消除因热量变化产生的热振现象。上升管换热器有效克服了上升管的堵塞、结焦和漏水现象。

(3)有效降低了焦炉后续工序的能耗，节约了用水量和氨水消耗量，降低了焦炉上升管表面温度从而减少了热辐射，改善了焦炉炉顶平台工人的操作环境。

所述汽包还连接着多个并列的产生过热蒸汽的上升管换热器2，所述的产生过热蒸汽的上升管换热器连接着分汽缸9，分汽缸9连接着工业热用户并能够为其提供过热蒸汽。

作为更进一步的改进，焦炉上升管换热器是本技术的关键设备，由外筒、汽化装置和内筒构成。外筒为导热陶瓷高温熔融渗透合金复合而成，与合金热膨胀系数接近，不易脱落；汽化装置采用悬浮式列管式结构；内筒选用耐高温腐蚀合金材料，可防止内渗水、防腐蚀，提高热效率。

多组上升管换热器组成一个联合体，克服了单个上升管换热器在焦炉正常生产过程中不可避免出现波动的影响，系统不会因个别上升管的波动而造成整个系统的大幅度波动，保证了整个系统的相对平稳运行。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种换热结构。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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范围内。

Claims (2)

1.一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置,其特征在于，包含多个并列的产生饱和蒸汽的上升管换热器(1)，多个并列布置的产生饱和蒸汽的上升管换热器(1)上方连接着汽包(3)并能将蒸汽运送到其中，汽包(3)还伸出管道以及强制循环泵(4)连接着产生饱和蒸汽的上升管换热器(1)的下方，所述的汽包(3)还伸出有管道连接着定排扩容器(10)；所述的汽包(3)伸出有管道连接着大气式热力除氧器(7)，所述的大气式热力除氧器(7)下方通过汽包给水泵(5)连接着汽包；还包含除盐水箱(8)，除盐水箱(8)连接着除盐水泵(6)随后接入大气式热力除氧器(7)。

2.如权利要求1所述的一种回收焦炉荒煤气上升管的余热换热装置,其特征在于，所述汽包还连接着多个并列的产生过热蒸汽的上升管换热器(2)，所述的产生过热蒸汽的上升管换热器连接着分汽缸(9)，分汽缸(9)连接着工业热用户并能够为其提供过热蒸汽。