CN212158296U - 一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备 - Google Patents

Abstract

一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备，属于焦化机械设备以及节能环保技术领域。所述防止荒煤气全通道结焦的节能设备，包括依次设置的上升管底座、三通、水封盖一和桥管，还包括连接于上升管底座的内通道防结焦器以及依次设置于上升管底座和三通之间的Y型清理通道和上升管换热器，内通道防结焦器采用换热器，用于回收热能，Y型清理通道包括固定连接的竖直管道和倾斜清理通道，倾斜清理通道的上部设置有水封盖二。所述防止荒煤气全通道结焦的节能设备能够防止荒煤气全通道结焦，回收利用荒煤气高温热能。

Description

一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备

技术领域

本实用新型涉及焦化机械设备以及节能环保技术领域，特别涉及一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备。

背景技术

焦炉生产过程中，炭化室内产生的荒煤气，经过炉顶荒煤气通道进入集气管。如图1所示，焦炉炉顶荒煤气通道包括内通道和外通道，内通道是焦炉炉顶砖砌通道，位于焦炉内部，为圆柱形炉顶内通道；外通道包括上升管底座、上升管、三通、水封盖和桥管。当炼焦煤中挥发份高、细颗粒煤粉比例高、焦炉操作不当的时候，内通道和上升管结焦严重。根据实际焦炉生产反馈信息，内通道结焦量>上升管结焦量。结焦导致荒煤气通道直径大幅变小，甚至堵塞通道，导致炉门冒烟冒火，给焦炉正常生产带来严重的安全隐患，也不满足焦化厂节能降耗的经济性需求。在实际生产过程中，需要工人采用清理长杆或者链式重锤进行机械清理，但是，由于上升管长度较长，导致清理动距离较长，清理工作难度较大，效果很差。另外，荒煤气温度过高，热量没有回收利用，也是导致结焦重要的原因。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的焦炉荒煤气内通道、外通道结焦严重，清理难度大等技术问题，本实用新型提供了一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备，能够防止荒煤气全通道结焦，回收利用荒煤气高温热能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备，包括依次设置的上升管底座、三通、水封盖一和桥管，所述节能设备还包括连接于上升管底座的内通道防结焦器以及依次设置于上升管底座和三通之间的Y型清理通道和上升管换热器；

所述内通道防结焦器采用换热器，用于回收热能；

所述Y型清理通道包括固定连接的竖直管道和倾斜清理通道，所述倾斜清理通道的上部设置有水封盖二。

进一步的，所述换热器的内壁设有防结焦涂层一，以防止结焦。

进一步的，所述防结焦涂层一采用陶瓷涂层或者复合涂层，所述防结焦涂层一采用陶瓷涂层时，所述陶瓷涂层为刚玉涂层、氮化物涂层或者碳化钨涂层；所述防结焦涂层一采用复合涂层时，所述复合涂层的厚度为3～5mm。

进一步的，所述换热器采用夹套形式换热器、水冷壁式换热器或者盘管形式换热器。

进一步的，所述竖直管道的内壁依次设有耐火层和防结焦涂层二，所述防结焦涂层二采用高温热喷涂刚玉陶瓷层。

进一步的，所述倾斜清理通道包括外管和内管，所述外管和内管之间设有耐火材料层，以隔绝高温。

进一步的，所述倾斜清理通道的轴线与竖直管道的轴线的夹角为30°～75°，以方便安装。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型在现有的荒煤气通道增加了内通道防结焦器、Y型清理通道和上升管换热器，实现了整个荒煤气通道整体防结焦的效果，同时回收热能达到节能的效果；

2)内通道防结焦器采用换热器，能够吸收焦炭辐射热，回收更多热量，提高节能效果，换热器与荒煤气接触的内壁面设置防结焦涂层一，能够防止结焦。

3)Y型清理通道距离炉顶较近，有利于缩短清理长度，降低工人清理难度，提高工作效率，而且，Y型清理通道还配备有清理喷头，在每一次生产焦炭周期，进行一次清理操作，使积灰无法积累，进而使结焦问题得到彻底解决。

本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是现有技术中焦炉炉顶荒煤气通道结焦示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的内通道防结焦器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的Y型清理通道的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的清理喷头的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-上升管底座，2-内通道防结焦器，3-Y型清理通道，4-上升管换热器，5-三通，6-水封盖一，7-桥管，8-耐火砖，9-喷嘴孔，10-防结焦涂层一，11-工质进口，12-工质出口，13-上法兰，14-电动流量调节阀，15-水封盖二，16-竖直管道，17-耐火层，18-防结焦涂层二，19-外管，20-内管，21-耐火材料层，22-外壳，23-高压气体进口，24-金属软管。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图2至图5所示，本实用新型提供了一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备，包括依次设置的上升管底座1、三通5、水封盖一6和桥管7，节能设备还包括连接于上升管底座1的内通道防结焦器2以及依次设置于上升管底座1和三通5之间的Y型清理通道3和上升管换热器4；

内通道防结焦器2采用换热器，用于回收热能；

Y型清理通道3包括固定连接的竖直管道16和倾斜清理通道，倾斜清理通道的上部设置有水封盖二15。

如图2所示，上升管底座1、三通5、水封盖、桥管7和集气管均采用焦炉原有装备，焦炉炉顶内通道设置有内通道防结焦器2，内通道即焦炉炉顶通过耐火砖8砌的通道，位于焦炉内部。内通道防结焦器2通过上法兰13与上升管底座1法兰连接，使荒煤气全部从内通道防结焦器2内部通过，内通道防结焦器2内壁设置防结焦涂层一10，用于防止整个炉顶内通道结焦，内通道防结焦器2通入冷却介质以吸收焦炭辐射热，回收更多热量，提高节能效果，内通道防结焦器2的底部与炭化室顶部平齐，使得内通道防结焦器2不影响焦炉生产，还能够防止炉内整个结焦。上升管底座1上面安装Y型清理通道3，Y型清理通道3的竖直管道16的侧面开孔，用于焊接倾斜清理通道，Y型清理通道3距离炉顶较近，在实际生产时只比炉顶高出1m，有利于缩短清理长度，降低工人清理难度，提高清理效率。Y型清理通道3上面安装上升管换热器4，上升管换热器4采用现有技术，用于吸收荒煤气热量，提高热量回收效率。本实施例中，水封盖一6和水封盖二15均采用现有技术，其属于工业设备的常用装置。

如图3所示，换热器的内壁设有防结焦涂层一10，以防止结焦。防结焦涂层一10为现有技术，防结焦涂层一10采用陶瓷涂层或者复合涂层，防结焦涂层一10采用陶瓷涂层时，陶瓷涂层为刚玉涂层、氮化物涂层或者碳化钨涂层；防结焦涂层一10采用复合涂层时，复合涂层的厚度为3～5mm，复合涂层包括刚玉陶瓷层、过渡元素中间缓冲过渡层和镍基金属层，具体的，镍基金属层的材质为耐高温稀土合金层，其厚度为1mm，其与换热器内胆高温熔合成一体，防止防结焦涂层脱落；过渡元素中间缓冲过渡层的厚度为1mm，其将刚玉陶瓷层和镍基金属层粘结成一体，缓冲热冲击、机械冲击；刚玉陶瓷层为热喷涂陶瓷涂层，其厚度为1～3mm，耐磨、耐高温、耐冲击，同时陶瓷涂层表面光滑，积灰少，具有防止结焦的功能。换热器采用夹套形式换热器、水冷壁式换热器或者盘管形式换热器，换热器的工质进口11设置有电动流量调节阀14，以调节工质流量。

如图4所示，竖直管道16的内壁依次设有耐火层17和防结焦涂层二18，防结焦涂层二18采用高温热喷涂刚玉陶瓷层。具体的，竖直管道16的内壁设有耐火层17，耐火层17表面设置防结焦涂层二18，耐火层17和防结焦涂层二18均采用现有技术。倾斜清理通道包括外管19和内管20，外管19和内管20之间设有耐火材料层21，以隔绝高温。倾斜清理通道的轴线与竖直管道16的轴线的夹角为30°～75°，以方便安装。

如图5所示，本实用新型的Y型清理通道3配备有不锈钢材料的清理喷头，其包括外壳22，外壳22设置有高压气体进口23，高压气体进口23与高压气源通过金属软管24连通，金属软管24与高压气体进口23通过法兰连接；外壳22的周向设置有若干个喷嘴孔9，高压气体通过金属软管24进入清理喷头的外壳22，再经过喷嘴孔9进行喷吹，清理清理脆皮灰层。

本实用新型的一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备通过对现有的焦炉设备进行节能改造得到，其节能改造方法包括如下步骤：

将上升管底座1与内通道防结焦器2通过法兰连接，使内通道防结焦器2位于内通道的内部；内通道防结焦器2上部安装Y型清理通道3，内通道防结焦器2与Y型清理通道3通过法兰连接，内通道防结焦器2的工质入口和工质出口12都在上法兰13上方，并且工质入口和工质出口12从竖直管道16穿出，工质入口设置有电动流量调节阀14；Y型清理通道3上部安装上升管换热器4，Y型清理通道3与上升管换热器4通过法兰连接；上升管换热器4上部连接三通5、水封盖一6和桥管7。

焦炉生产时，内通道防结焦器2和上升管换热器4均通入换热工质，将荒煤气温度降低。焦炉生产过程中，在内通道防结焦器2、Y型清理通道3和上升管换热器4内表面形成质地疏松的脆皮灰层，厚度小于3mm，当焦炉生产到最后30分钟时，打开倾斜清理通道的水封盖二15，放入清理喷头，清理喷头喷吹出大于0.4MPa高压气体，将脆皮灰层吹掉，每一次生产焦炭周期，进行一次清理操作，使积灰无法积累。

实施例一

焦化厂7米、7.2米、7.63米大型焦炉生产冶金焦炭，挥发份27％，炉顶温度高于900摄氏度，导致内通道结焦严重直径缩小50％，上升管结焦厚度超过50毫米，急需防结焦设备保障安全生产。

将本实施例的焦炉炉顶荒煤气通道改造成防止荒煤气全通道结焦的节能设备，具体节能改造方法及流程如下：

将上升管底座1与内通道防结焦器2通过法兰连接，使内通道防结焦器2位于内通道的内部；内通道防结焦器2上部安装Y型清理通道3，内通道防结焦器2与Y型清理通道3通过法兰连接，内通道防结焦器2的工质入口和工质出口12都在上法兰13上方，并且工质入口和工质出口12从竖直管道16穿出，工质入口设置有电动流量调节阀14；Y型清理通道3上部安装上升管换热器4，Y型清理通道3与上升管换热器4通过法兰连接；上升管换热器4上部连接三通5、水封盖一6和桥管7。

焦炉生产时，内通道防结焦器2和上升管换热器4通入换热工质，将荒煤气温度从高于900摄氏度降低到400摄氏度。在内通道防结焦器2、Y型清理通道3和上升管换热器4内表面形成质地疏松的脆皮灰层，厚度小于3mm。当焦炉生产到最后30分钟时，打开倾斜清理通道的水封盖二15，放入清理喷头，清理喷头喷吹出0.8MPa高压氮气，将脆皮灰层吹掉，每一次生产焦炭周期，进行一次清理操作，积灰无法积累，结焦问题得到彻底解决。换热工质采用除盐水，除盐水与荒煤气间接换热，回收热能产生蒸汽并入蒸汽管网，给焦化厂后续化产使用，达到节能降耗的目的。

本实施例改造后的防止荒煤气全通道结焦的节能设备包括：

上升管底座1、内通道防结焦器2，Y型清理通道3，上升管换热器4、三通5、水封盖和桥管7，上升管底座1、三通5、水封盖和桥管7为焦炉原有装备，设备尺寸安装位置不变。其中，内通道防结焦器2采用盘管形式换热器，内通道防结焦器2的内壁设有防结焦涂层一10，防结焦涂层一10采用刚玉涂层，回收一部分热能的同时防止结焦。Y型清理通道3包括固定连接的竖直管道16和倾斜清理通道，倾斜清理通道的顶部设置有水封盖二15。竖直管道16的内壁设有耐火层17和防结焦涂层二18，耐火层17采用硅酸铝耐火层17，防结焦涂层二18采用高温热喷涂刚玉陶瓷层。倾斜清理通道包括外管19和内管20，外管19和内管20之间设有用于隔绝高温的耐火材料层21，内管20材质为310S耐热钢，外管19材质为304不锈钢。倾斜清理通道的轴线与竖直管道16的轴线的夹角为60°，利于安装。

实施例二

焦化厂5.5米、6米焦炉生产气化焦，挥发份35％，炉顶温度高于900摄氏度，导致内通道结焦严重直径缩小45％，上升管结焦厚度超过35毫米，急需防结焦设备保障安全生产。

将本实施例的焦炉炉顶荒煤气通道改造成防止荒煤气全通道结焦的节能设备，具体节能改造方法及流程与实施例一相同。

本实施例改造后的防止荒煤气全通道结焦的节能设备与实施例一的区别在于：换热器内壁的防结焦涂层一10采用复合涂层，其厚度为4mm，复合涂层包括刚玉陶瓷层、过渡元素中间缓冲过渡层和镍基金属层，其中，刚玉陶瓷层为热喷涂陶瓷涂层，厚度2mm；过渡元素中间缓冲过渡层厚度为1mm；镍基金属层为耐高温稀土合金层，厚度设置为1mm。换热器为夹套形式换热器；竖直管道16内壁的耐火层17采用粘土砖砌筑耐火层17；内管20材质为耐热铸钢；倾斜清理通道的轴线与竖直管道16的轴线的夹角为45°，利于安装。

除上述区别外，本实施例中的防止荒煤气全通道结焦的节能设备的其他结构均与实施例一相同，各个结构的尺寸按照本实施例设定即可，比如本实施例的上升管底座1、三通5、水封盖和桥管7为本实施例的焦炉原有装备，设备尺寸安装位置不变。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种防止荒煤气全通道结焦的节能设备，包括依次设置的上升管底座、三通、水封盖一和桥管，其特征在于，所述节能设备还包括连接于上升管底座的内通道防结焦器以及依次设置于上升管底座和三通之间的Y型清理通道和上升管换热器；

所述内通道防结焦器采用换热器，用于回收热能；

所述Y型清理通道包括固定连接的竖直管道和倾斜清理通道，所述倾斜清理通道的上部设置有水封盖二。

2.根据权利要求1所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述换热器的内壁设有防结焦涂层一，以防止结焦。

3.根据权利要求2所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述防结焦涂层一采用陶瓷涂层或者复合涂层，所述防结焦涂层一采用陶瓷涂层时，所述陶瓷涂层为刚玉涂层、氮化物涂层或者碳化钨涂层；所述防结焦涂层一采用复合涂层时，所述复合涂层的厚度为3～5mm。

4.根据权利要求1所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述换热器采用夹套形式换热器、水冷壁式换热器或者盘管形式换热器。

5.根据权利要求1所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述竖直管道的内壁依次设有耐火层和防结焦涂层二，所述防结焦涂层二采用高温热喷涂刚玉陶瓷层。

6.根据权利要求1所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述倾斜清理通道包括外管和内管，所述外管和内管之间设有耐火材料层，以隔绝高温。

7.根据权利要求1所述的防止荒煤气全通道结焦的节能设备，其特征在于，所述倾斜清理通道的轴线与竖直管道的轴线的夹角为30°～75°。

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