CN216550271U - 一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶和除盐水箱，所述高压气瓶连接有液态金属储罐，所述液态金属储罐连接有热管热换器，所述热管热换器连接有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接有电磁泵和蓄热器，所述电磁泵连接有热管热换器，所述除盐水箱连接有给水泵，所述给水泵连接有蒸汽发生器。本实用新型，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动。
Description
技术领域
本实用新型涉及焦化装置技术领域，具体是一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统。
背景技术
中国是世界第一焦炭生产和消费大国，焦炭产能高达近7 亿吨，由于焦化是高能耗、高排放型行业，节能减排压力很大。 650-750℃荒煤气和气态化学产品带着热能和化学能以能量流的形式从上升管排出，此部分热量约占焦炉总输出热量的36％。在当前“双碳”政策逐步实施的背景下，对焦炉上升管荒煤气余热进行回收利用，具有巨大的经济效益和节能减碳意义。
相比焦炉产出的红焦和烟道废气，上升管荒煤气工况复杂多变，其余热回收公司经历了十多年的研究发展，各钢铁及焦化企业先后开展了利用导热油、水套管、热管、锅炉及半导体温差发电等余热回收技术的研究和工业实践，但由于荒煤气在上升管过程中温度、流量变化极大，还是或多或少的存在一些问题：换热效率低、换热装置表面易凝结堵塞，换热装置承压大易变形，漏水进入炭化室影响炉本体和正常操作等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶和除盐水箱，所述高压气瓶连接有液态金属储罐，所述液态金属储罐连接有热管热换器，所述热管热换器连接有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接有电磁泵和蓄热器，所述电磁泵连接有热管热换器，所述除盐水箱连接有给水泵，所述给水泵连接有蒸汽发生器。
优选的，所述热管热换器为并列的多个所述换热管组合而成的管束。
优选的，所述换热管的管壁设置有中空层，所述换热管的内部盘有热管，所述热管两端设置有进液口和出液口，所述换热管中部自下而上流通有荒煤气。
优选的，所述换热管的两端均设置有连接法兰。
优选的，所述热管的内壁上等间距开设有内凹槽。
优选的，所述内凹槽的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
优选的，所述内凹槽的形状设置为圆弧形。
优选的，所述热管的外壁上等间距设置有外凸起。
优选的，所述外凸起的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
优选的，所述外凸起的形状设置为三角形。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型热管热换器的结构示意图；
图3为本实用新型热管的结构示意图。
图中：1、高压气瓶；2、液态金属储罐；3、电磁泵；4、热管热换器；5、蒸汽发生器；6、给水泵；7、除盐水箱；8、蓄热器；401、进液口；402、连接法兰；403、换热管；404、中空层；405、热管；406、出液口；4051、外凸起；4052、内凹槽。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶 1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器 5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器 4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用。
实施例二
请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管热换器4为并列的多个所述换热管403 组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；所述的热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；所述电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；所述蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
实施例三
请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管热换器4为并列的多个所述换热管403 组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述热管 405的内壁上等间距开设有内凹槽4052；所述内凹槽4052的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形；所述内凹槽4052的形状设置为圆弧形；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；所述的热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；所述电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；所述蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
实施例四
请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管热换器4为并列的多个所述换热管403 组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述热管 405的外壁上等间距设置有外凸起4051；所述外凸起4051的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形，所述外凸起4051的形状设置为三角形；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；所述的热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；所述电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；所述蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
实施例五
请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管热换器4为并列的多个所述换热管403 组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述热管 405的内壁上等间距开设有内凹槽4052；所述热管405的外壁上等间距设置有外凸起4051；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在 2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；所述的热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；所述电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；所述蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
实施例六
请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管热换器4为并列的多个所述换热管403 组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述热管 405的内壁上等间距开设有内凹槽4052；所述内凹槽4052的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形；所述内凹槽4052的形状设置为圆弧形；所述热管405的外壁上等间距设置有外凸起 4051；所述外凸起4051的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形，所述外凸起4051的形状设置为三角形；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
本实用新型的工作原理是：液态金属从热管热换器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管热换器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；所述的热管热换器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；所述电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；所述蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶(1)和除盐水箱(7)，其特征在于：所述高压气瓶(1)连接有液态金属储罐(2)，所述液态金属储罐(2)连接有热管热换器(4)，所述热管热换器(4)连接有蒸汽发生器(5)，所述蒸汽发生器(5)连接有电磁泵(3)和蓄热器(8)，所述电磁泵(3)连接有热管热换器(4)，所述除盐水箱(7)连接有给水泵(6)，所述给水泵(6)连接有蒸汽发生器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述热管热换器(4)为并列的多个换热管(403)组合而成的管束。
3.根据权利要求2所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述换热管(403)的管壁设置有中空层(404)，所述换热管(403)的内部盘有热管(405)，所述热管(405)两端设置有进液口(401)和出液口(406)，所述换热管(403)中部自下而上流通有荒煤气。
4.根据权利要求3所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述换热管(403)的两端均设置有连接法兰(402)。
5.根据权利要求2所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述热管(405)的内壁上等间距开设有内凹槽(4052)。
6.根据权利要求5所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述内凹槽(4052)的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
7.根据权利要求6所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述内凹槽(4052)的形状设置为圆弧形。
8.根据权利要求2所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述热管(405)的外壁上等间距设置有外凸起(4051)。
9.根据权利要求8所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述外凸起(4051)的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
10.根据权利要求9所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述外凸起(4051)的形状设置为三角形。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202123036592.7U CN216550271U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN216550271U true CN216550271U (zh) | 2022-05-17 |
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| CN202123036592.7U Active CN216550271U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统 |
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| CN (1) | CN216550271U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117450499A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 陕西驭腾能源环保科技股份有限公司 | 一种复合式上升管过热器及其使用方法 |
-
2021
- 2021-12-06 CN CN202123036592.7U patent/CN216550271U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117450499A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 陕西驭腾能源环保科技股份有限公司 | 一种复合式上升管过热器及其使用方法 |
| CN117450499B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-02-27 | 陕西驭腾能源环保科技股份有限公司 | 一种复合式上升管过热器及其使用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |