CN208671732U - 一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置，包括上升管换热器，所述上升管换热器包括上升管内筒、上升管外筒和若干换热翅片。所述上升管外筒围在所述上升管内筒的外侧，所述上升管外筒与上升管内筒的外壁之间形成一传输换热介质的空腔，所述上升管外筒上分别设置一介质进口和一介质出口，所述介质进口和介质出口均与所述空腔连通；若干所述换热翅片设置于所述上升管内筒的内壁上。本实用新型通过在上升管内筒上增设换热翅片，增加了换热装置的换热面积，有助于提高荒煤气显热回收率。

Description

一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置

技术领域

本实用新型涉及全流程钢铁冶金企业和煤化工领域的节能，尤其涉及一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置。

背景技术

在全流程钢铁冶金企业和煤化工企业，焦炉炼焦是生产焦炭的主要方式。焦炉炼焦生产中主要有三大余热资源，分别是红焦显热、焦炉荒煤气显热和焦炉烟气余热。其中，荒煤气余热占到了焦炉余热资源的35％以上。

目前，国内外的焦炉都是将碳化室干馏产生的700ˉ800℃高温荒煤气通过上升管、桥管和下降管导入集气管，再通过管道送入化产回收系统。在将荒煤气导入集气管前，会通过喷洒氨水的方式将荒煤气温度降到80℃以下，在此过程中，氨水吸收的热量并未得到利用，造成了巨大的资源浪费。

焦炉荒煤气显热之所以难以回收利用，主要有以下原因：

(1)荒煤气温度变化大，经常在400ˉ800℃之间变化，上升管需长期承受交变热应力；

(2)荒煤气含有焦油等腐蚀性物质，易结焦腐蚀流道；

(3)上升管的结构紧凑，常规换热设备难以布置。

针对焦炉荒煤气显热难以回收利用的问题，国内外企业做过很多的尝试。上世纪七八十年代，一些企业采用上升管汽化冷却装置回收热量，该装置由外筒和内筒组成水夹套，在荒煤气换热的内壁衬耐火砖，但是，在内壁衬耐火砖虽然提高了内壁的防腐蚀性能，却降低了内筒的换热面积，导致荒煤气汽化冷却装置回收的热量有限；而且，由于焦炉的生产具有间隙性，荒煤气的温度波动幅度大导致原设计的荒煤气显热回收装置已相继停用。其它类型的荒煤气显热回收装置也由于荒煤气的腐蚀性和荒煤气流道的特殊性而受到诸多限制。

经检索发现，申请号为CN200910230821.3，名称为“新型焦炉上升管余热利用装置”的中国专利申请公开了一种余热利用装置。其由串联而成的多段利用装置组成，每段余热利用装置由外筒和内筒组成环形空腔。但其内筒为光管，使得换热面积受限，换热效率有所降低；公开号为CN204400894U，名称为“焦炉荒煤气上升管显热回收装置”的专利采用螺旋盘管和熔盐导热介质，解决了漏水和导热介质变质等问题，但换热效率受限，而且采用螺旋盘管增加了荒煤气流动的阻力，容易导致螺旋盘管上荒煤气结焦，引起腐蚀；公开号为CN205002620U，名称为“一种异型水夹套荒煤气显热回收装置”的专利，其中的异型结构只是在夹套内水流动范围内采用，总的换热量仍然受制于上升管内筒的换热面积；公开号为CN205026632U，名称为“焦炉防腐蚀抑结焦荒煤气显热回收装置及系统”的专利，内管采用的仍然是光管，换热面积受限。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，最大程度地利用荒煤气显热，本实用新型提供一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置，在保证整个炼焦炉安全、稳定的前提下，通过对换热体结构进行优化，实现对荒煤气显热持续、稳定、高效的回收与利用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置，包括上升管换热器，所述上升管换热器包括

上升管内筒，所述上升管内筒是荒煤气的流通通道；

上升管外筒，所述上升管外筒围在所述上升管内筒的外侧，所述上升管外筒与上升管内筒的外壁之间形成一传输换热介质的空腔，所述上升管外筒上分别设置一介质进口和一介质出口，所述介质进口和介质出口均与所述空腔连通；

若干换热翅片，若干所述换热翅片设置于所述上升管内筒的内壁上。

较佳地，若干所述换热翅片沿所述上升管内筒的周向分布。

较佳地，所述换热翅片的截面呈矩形、梯形或半圆形。

较佳地，所述上升管外筒的外壁上设置有绝热层。

较佳地，所述介质进口设置在所述上升管外筒的下端，所述介质出口设置在所述上升管外筒的上端。

较佳地，所述上升管内筒为防腐蚀材料或复合金属材料制成的筒状结构。

较佳地，所述上升管外筒为钢制结构。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1、本实用新型上升管换热器采用套筒式结构，相较于现有螺旋盘管方式，可降低荒煤气结焦风险，减少换热器内漏，减小荒煤气流动阻力。

2、本实用新型通过在上升管内筒上配置与荒煤气直接接触的换热翅片，增加了换热面积，可更高效地回收利用荒煤气显热。

3、本实用新型通过在上升管内筒上增加直接与荒煤气接触的换热翅片，增加了上升管内筒承受交变热应力的强度。

4、本实用新型在上升管内筒上增加柱形换热翅片，柱形换热翅片沿荒煤气流道布置，降低了荒煤气流动阻力，降低了荒煤气结焦风险。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本实用新型带翅片焦炉荒煤气显热回收装置的剖面图。

图2为本实用新型带翅片焦炉荒煤气显热回收装置的俯视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型提供的一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1和图2，一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置，包括上升管换热器，所述上升管换热器包括

上升管内筒3，所述上升管内筒3是荒煤气的流通通道；

上升管外筒1，所述上升管外筒1围在所述上升管内筒3的外侧，所述上升管外筒1与上升管内筒3的外壁之间形成一传输换热介质的空腔2，所述上升管外筒1上分别设置一介质进口5和一介质出口6，所述介质进口5和介质出口6均与所述空腔2连通；换热介质从介质进口5输入空腔2内，在空腔2内吸收从上升管内筒3传递的荒煤气的显热，最后换热介质从介质出口6输出；

若干换热翅片4，若干所述换热翅片4设置于所述上升管内筒3的内壁上，换热翅片4直接与上升管内筒3内流过的荒煤气进行热交换，增加了上升管内筒3与荒煤气之间的换热面积，从而增强余热回收效率，模拟计算表明换热量可以提高20％以上。

作为一种实施例，所述上升管内筒3和所述上升管外筒1采用焊接或一体成型工艺制成。

作为一种实施例，若干所述换热翅片4沿所述上升管内筒3的周向分布，上升管内筒3轴向呈柱形结构，这样的结构分布有助于降低流动阻力，降低荒煤气结焦概率，同时，还能显著增加上升管内筒3的强度和抗交变热应力的强度。

作为一种实施例，所述换热翅片4的截面呈矩形、梯形或半圆形，结构较简单，便于加工。

作为一种实施例，所述上升管外筒1的外壁上设置有绝热层，以降低通过上升管换热器散发到空气中的热量。

作为一种实施例，所述介质进口5设置在所述上升管外筒1的下端，所述介质出口6设置在所述上升管外筒1的上端。

作为一种实施例，所述上升管内筒3为防腐蚀材料或复合金属材料制成的筒状结构，采用防腐蚀材料或复合金属材料能显著增加上升管内筒3的寿命，并防止荒煤气结焦，同时增加抗交变热应力的能力。

作为一种实施例，所述上升管外筒1为钢制结构。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种带翅片焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，包括上升管换热器，所述上升管换热器包括

上升管内筒，所述上升管内筒是荒煤气的流通通道；

上升管外筒，所述上升管外筒围在所述上升管内筒的外侧，所述上升管外筒与上升管内筒的外壁之间形成一传输换热介质的空腔，所述上升管外筒上分别设置一介质进口和一介质出口，所述介质进口和介质出口均与所述空腔连通；

若干换热翅片，若干所述换热翅片设置于所述上升管内筒的内壁上。

2.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，若干所述换热翅片沿所述上升管内筒的周向分布。

3.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，所述换热翅片的截面呈矩形、梯形或半圆形。

4.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，所述上升管外筒的外壁上设置有绝热层。

5.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，所述介质进口设置在所述上升管外筒的下端，所述介质出口设置在所述上升管外筒的上端。

6.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，所述上升管内筒为防腐蚀材料或复合金属材料制成的筒状结构。

7.如权利要求1所述的焦炉荒煤气显热回收装置，其特征在于，所述上升管外筒为钢制结构。