CN215049893U - 一种上升管荒煤气扰动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上升管荒煤气扰动装置，使用时将上升管底座安装于壁炉顶部，上升管换热器安装于上升管底座上，焦炉荒煤气经过上升管底座进入上升管换热器内进行换热，耐火内衬管内壁面上的凸筋形成的螺旋状扰流槽对壁炉进入的焦炉荒煤气起到扰流作用，使焦炉荒煤气由最初的紊流、层流混合流体变成稳定的紊流流体后进入上升管换热器内进行换热，并使上升管换热器内的荒煤气螺旋式上升，改善上升管换热器内荒煤气外层流体与中心流体间的温差，使上升管换热器内荒煤气的温度较为均匀，显著提高荒煤气与上升管换热器内壁面间的对流换热效率，一定程度提高上升管换热器的内壁面温度，有效防止荒煤气在上升管换热器内壁面上出现大量焦油凝结现象。

Description

一种上升管荒煤气扰动装置

技术领域

本实用新型涉及焦炉荒煤气余热回收技术领域，具体涉及一种上升管荒煤气扰动装置。

背景技术

从焦炉炭化室出来进入上升管换热器的荒煤气约800℃，焦化企业一般采用传统的氨水喷洒方式冷却，导致大量的余热资源无法得到利用。

随着余热回收技术的发展，目前很多企业采用上升管换热装置回收热量，生产出低压和中压饱和蒸汽，将荒煤气的显热进行回收。在实际应用中我们发现，水夹套式上升管换热器热量主要来自高温煤气的热辐射，存在热量分布不均匀的问题，在荒煤气与换热壁的接触面上，荒煤气温度与换热介质水的温度接近，导致在这一界面上荒煤气温度过低而造成焦油凝结。与此同时，部分上升管换热器上部冷凝的焦油回流到上升管换热器下部，在焦炉炭化室高温作用下，形成焦油块，造成上升管换热器荒煤气通道不断缩小。焦炉推焦生产时需要打开上升管盖，此时高温煤气接触空气形成明火，附着的焦油与明火共同燃烧产生大量黑烟，给企业的环保管理带来巨大压力，尤其在6.0m以上的焦炉上，此现象更为严重，造成严重的环境污染，破坏生态环境，不利于绿色生产的原则。另一方面，靠近上升管中心的荒煤气由于温度较低的荒煤气层隔断，其热量无法回收，大大降低了上升管换热器的换热效率。

为了将上升管中心荒煤气热量充分回收，同时提高内壁温度避免冒烟，必须对上升管内荒煤气进行扰动。目前产生荒煤气扰动的方式主要有以下两种：一种是在上升管内壁增加翅片，该技术是在上升管内壁焊接一些金属翅片，通过翅片的延伸，将上升管中心荒煤气热量传到上升管内壁，但是该技术存在一些问题：由于该翅片是焊接在内筒上的，加了翅片后，现有喷涂技术不能再对上升管内壁进行喷涂，只能在喷涂后再将翅片焊接在内壁上，这样，不仅破坏了原喷涂的完整性，而且将翅片焊接在涂层上难度极大，破坏涂层后，焊缝部位材质的耐温就会大打折扣，增加内筒烧坏变形的可能性，严重影响上升管的安全性，影响上升管换热器的寿命。另一种是在上升管内安装一种旋转叶片，通过荒煤气流动驱动旋转叶片，来增加荒煤气的扰动，如中国专利号ZL201520481367.X公开的“一种焦炉上升管”和中国专利号ZL201610814369.5公开的“一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法”等，但是这种结构，上升管内侧通道部分被旋转叶片占用，会严重影响荒煤气的通道，导致荒煤气通道堵塞，而且旋转叶片长期在高温荒煤气中运转，使用寿命也不长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种上升管荒煤气扰动装置，使用时将上升管底座安装于壁炉顶部，上升管换热器安装于上升管底座上，焦炉荒煤气经过上升管底座进入上升管换热器内进行换热，其中耐火内衬管内壁面上的凸筋形成的螺旋状扰流槽对壁炉进入的焦炉荒煤气起到扰流作用，使焦炉荒煤气由最初的紊流、层流混合流体变成稳定的紊流流体后进入上升管换热器内进行换热，并使上升管换热器内的荒煤气螺旋式上升，改善了上升管换热器内荒煤气外层流体与中心流体间的温差，使上升管换热器内荒煤气的温度较为均匀，从而显著提高了荒煤气与上升管换热器内壁面间的对流换热效率，一定程度提高了上升管换热器的内壁面温度，有效防止荒煤气在上升管换热器内壁面上出现大量焦油凝结现象。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种上升管荒煤气扰动装置，包括上升管底座、安装于上升管底座上的上升管换热器和固设于上升管底座内壁面上的耐火内衬管，所述耐火内衬管的内壁面上环向间隔设有若干从下向上斜向延伸的凸筋，相邻两个凸筋间的空隙形成螺旋状扰流槽。

本实用新型的一种上升管荒煤气扰动装置，使用时将上升管底座安装于壁炉顶部，上升管换热器安装于上升管底座上，焦炉荒煤气经过上升管底座进入上升管换热器内进行换热，其中耐火内衬管内壁面上的凸筋形成的螺旋状扰流槽对壁炉进入的焦炉荒煤气起到扰流作用，使焦炉荒煤气由最初的紊流、层流混合流体变成稳定的紊流流体后进入上升管换热器内进行换热，并使上升管换热器内的荒煤气螺旋式上升，改善了上升管换热器内荒煤气外层流体与中心流体间的温差，使上升管换热器内荒煤气的温度较为均匀，从而显著提高了荒煤气与上升管换热器内壁面间的对流换热效率，一定程度提高了上升管换热器的内壁面温度，有效防止荒煤气在上升管换热器内壁面上出现大量焦油凝结现象。

优选的技术方案是，若干所述凸筋均匀环向间隔分布于耐火内衬管的内壁面上，且若干所述凸筋的朝向一致。耐火内衬管的内壁面上形成结构、尺寸一致的螺旋状扰流槽，从而使由壁炉排出的荒煤气经由上升管底座扰流成为均一稳定性更高的螺旋状上升紊流体，进一步保证进入上升管换热器内荒煤气的整体温度均匀性。

为了确保本实用新型一种上升管荒煤气扰动装置的使用寿命，进一步优选的技术方案还有，所述耐火内衬管采用高温耐火材料制成。

进一步优选的技术方案还有，所述耐火内衬管为耐火砖材质。耐火砖材质普适性强，耐火性能好，同时经济性好，使本实用新型上升管荒煤气扰动装置具有较高的换热性能和较低的造价成本。

为了确保本实用新型一种上升管荒煤气扰动装置的顺利制备实施，进一步优选的技术方案还有，所述耐火内衬管由若干耐火砖单体砌筑于上升管底座的内壁面上拼接而成。

本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型的一种上升管荒煤气扰动装置，使用时将上升管底座安装于壁炉顶部，上升管换热器安装于上升管底座上，焦炉荒煤气经过上升管底座进入上升管换热器内进行换热，其中耐火内衬管内壁面上的凸筋形成的螺旋状扰流槽对壁炉进入的焦炉荒煤气起到扰流作用，使焦炉荒煤气由最初的紊流、层流混合流体变成稳定的紊流流体后进入上升管换热器内进行换热，并使上升管换热器内的荒煤气螺旋式上升，改善了上升管换热器内荒煤气外层流体与中心流体间的温差，使上升管换热器内荒煤气的温度较为均匀，从而显著提高了荒煤气与上升管换热器内壁面间的对流换热效率，一定程度提高了上升管换热器的内壁面温度，有效防止荒煤气在上升管换热器内壁面上出现大量焦油凝结现象。

2、若干所述凸筋均匀环向间隔分布于耐火内衬管的内壁面上，且若干所述凸筋的朝向一致。耐火内衬管的内壁面上形成结构、尺寸一致的螺旋状扰流槽，从而使由壁炉排出的荒煤气经由上升管底座扰流成为均一稳定性更高的螺旋状上升紊流体，进一步保证进入上升管换热器内荒煤气的整体温度均匀性。

3、所述耐火内衬管为耐火砖材质。耐火砖材质普适性强，耐火性能好，同时经济性好，使本实用新型上升管荒煤气扰动装置具有较高的换热性能和较低的造价成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种上升管荒煤气扰动装置的使用状态结构示意图；

图2是本实用新型的一种上升管荒煤气扰动装置的上升管底座的俯视图；

图3是实施例1中一种上升管荒煤气扰动装置的耐火内衬层的立体结构示意图；

图4是实施例2中一种上升管荒煤气扰动装置的耐火内衬层的立体结构示意图。

图中：1、上升管换热器；2、上升管底座；3、炉壁；4、耐火内衬层；4-1、螺旋状槽体结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1～3所示，一种上升管荒煤气扰动装置，包括上升管底座2、安装于上升管底座2上的上升管换热器1和固设于上升管底座2内壁面上的耐火内衬管4，所述耐火内衬管4的内壁面上环向间隔设有若干从下向上斜向延伸的凸筋4-1，相邻两个凸筋4-1间的空隙形成螺旋状扰流槽。

优选地，若干所述凸筋4-1均匀环向间隔分布于耐火内衬管4的内壁面上，且若干所述凸筋4-1的朝向一致。

进一步优选地，所述凸筋4-1为弧形曲线状结构。

进一步优选地，所述耐火内衬管4采用高温耐火材料制成。

进一步优选地还有，所述耐火内衬管4为耐火砖材质。

进一步优选地还有，所述耐火内衬管4由若干耐火砖单体砌筑于上升管底座2的内壁面上拼接而成。

接图1～3所示，本实施例的一种上升管荒煤气扰动装置，使用时将上升管底座2安装于壁炉3顶部，上升管换热器1安装于上升管底座2上，焦炉荒煤气经过上升管底座2进入上升管换热器1内进行换热，其中耐火内衬管4内壁面上的凸筋4-1形成的螺旋状扰流槽对壁炉3进入的焦炉荒煤气起到扰流作用，使焦炉荒煤气由最初的紊流、层流混合流体变成稳定的紊流流体后进入上升管换热器1内进行换热，并使上升管换热器1内的荒煤气螺旋式上升，改善了上升管换热器1内荒煤气外层流体与中心流体间的温差，使上升管换热器1内荒煤气的温度较为均匀，从而显著提高了荒煤气与上升管换热器1内壁面间的对流换热效率，一定程度提高了上升管换热器1的内壁面温度，有效防止荒煤气在上升管换热器1内壁面上出现大量焦油凝结现象。

实施例2

如图4所示，一种上升管荒煤气扰动装置，与实施例1的区别在于，所述凸筋4-1为直线状结构。

对于实施例1或2中内径尺寸比较小的耐火内衬管4，还可以采用整体制坯，然后烧结为一体式结构的耐火内衬管4，最后将一体式结构的耐火内衬管4砌筑胶黏固定于上升管底座2的内壁面上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种上升管荒煤气扰动装置，其特征在于，包括上升管底座(2)、安装于上升管底座(2)上的上升管换热器(1)和固设于上升管底座(2)内壁面上的耐火内衬管(4)，所述耐火内衬管(4)的内壁面上环向间隔设有若干从下向上斜向延伸的凸筋(4-1)，相邻两个凸筋(4-1)间的空隙形成螺旋状扰流槽。

2.如权利要求1所述的上升管荒煤气扰动装置，其特征在于，若干所述凸筋(4-1)均匀环向间隔分布于耐火内衬管(4)的内壁面上，且若干所述凸筋(4-1)的朝向一致。

3.如权利要求2所述的上升管荒煤气扰动装置，其特征在于，所述耐火内衬管(4)采用高温耐火材料制成。

4.如权利要求3所述的上升管荒煤气扰动装置，其特征在于，所述耐火内衬管(4)为耐火砖材质。

5.如权利要求4所述的上升管荒煤气扰动装置，其特征在于，所述耐火内衬管(4)由若干耐火砖单体砌筑于上升管底座(2)的内壁面上拼接而成。

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