CN218146483U - 一种焦炉上升管余热回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种焦炉上升管余热回收利用系统，属于余热回收利用技术领域，具体包括熔盐热罐，熔盐冷罐和蒸发器，所述熔盐热罐的进口和熔盐冷罐的出口分别与上升管换热器的盘管出口和盘管入口相连接，所述熔盐热罐的出口和熔盐冷罐的入口分别与蒸发器的熔盐入口和熔盐出口相连接，所述蒸发器的换热介质入口连接有软化水管，所述蒸发器的换热介质出口连接有汽包；本实用新型能够充分利用荒煤气的余热，同时有效解决上升管易结焦堵塞的焦炉上升管余热回收利用系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焦炉上升管余热回收利用系统，属于余热回收利用技术领域。
背景技术
炼焦时经炭化室上升管逸出的荒煤气温度750~850℃，所含显热占32~36%，仅次于红焦。冷鼓工艺在桥管与集气管喷淋72~75℃循环氨水，使荒煤气温度降至80℃左右。荒煤气的高温热量被汽化的氨与水蒸气吸收，不仅造成热量浪费，而且消耗大量的循环氨水和电能。
为回收荒煤气余热，国内外研究者先后开发了蒸汽回收技术、导热油回收技术。如我国首钢、太钢采用“焦炉上升管汽化冷却装置”，上升管夹套内的冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化，北京焦化厂在上升管体卷边结构、焊接方法进行了多项改进，但仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因停用。导热油的稳定使用温度为280℃，与荒煤气温差仍有500℃左右，同样有上升管焊缝开裂而导致泄露的问题，且余热回收效率较低。在汽化冷却装置和导热油回收技术中，由于热工介质与荒煤气温差较大，上升管内壁温度容易波动，造成焦油在上升管内壁结焦，堵塞上升管。
实用新型内容
为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种能够充分利用荒煤气的余热，同时有效解决上升管易结焦堵塞的焦炉上升管余热回收利用系统。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种焦炉上升管余热回收利用系统，包括熔盐热罐，熔盐冷罐和蒸发器，所述熔盐热罐的进口和熔盐冷罐的出口分别与上升管换热器的盘管出口和盘管入口相连接，所述熔盐热罐的出口和熔盐冷罐的入口分别与蒸发器的熔盐入口和熔盐出口相连接，所述蒸发器的换热介质入口连接有软化水管，所述蒸发器的换热介质出口连接有汽包；
所述上升管换热器包括带有夹套的上升管、换热盘管组件、隔热材料层和保温材料层，所述上升管的内壁上安装有隔热材料层，所述上升管的夹套内安装有换热盘管组件，所述换热盘管组件套装在上升管内壁管的外部，所述换热盘管组件和上升管的外壁管之间填充有隔热材料，所述上升管的外壁管的外部安装有保温材料层，所述上升管的外壁管设置有盘管入口管和盘管出口管，所述上升管内的上部、中部、下部分别设置有温度传感器。
优选的，所述换热盘管组件包括换热管体和换热盘管，所述换热管体的外壁上设置有连续的螺旋槽，所述换热盘管安装在螺旋槽内，所述换热管体套装在上升管内壁管的外部，所述换热管体和上升管的内壁管之间缝隙填充有导热材料。
优选的，所述换热管体的壁体上、上升管的内壁管、上升管的外壁管均设置有贯穿孔，所述贯穿孔内安装有传感器定位管，所述温度传感器安装在传感器定位管内。
优选的，所述熔盐冷罐内置电加热装置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型结构简单，设计合理，采用熔盐与上升管内的高温荒煤气进行热交换，使进入上升管的荒煤气温度从850℃降至550~600℃，回收了高温余热，减少了循环氨水的喷淋量，节约了电能，减少了蒸氨工艺所需能量，并增加了外售氨水量。由于熔盐与荒煤气温差较小，减轻了设备由于温度不同导致的形变，改善了设备运行稳定性。
同时换热盘管与上升管的外壁管之间填充隔热材料，一方面阻止盘管内熔盐热量向外部散发，改善了熔盐对荒煤气余热的回收效果，且不影响盘管中热工介质与上升管之间的热量交换。进而焦炉上升管余热回收装置夹套、盘管、上升管内壁的温度比较稳定，防止荒煤气在上升管内壁结焦堵塞，使余热回收装置稳定运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中上升管换热器的结构示意图。
图3为本实用新型中上升管换热器的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图3所示，一种焦炉上升管余热回收利用系统，包括熔盐热罐1，熔盐冷罐2和蒸发器3，熔盐热罐1的进口和熔盐冷罐2的出口分别与上升管换热器4的盘管出口和盘管入口相连接，熔盐热罐1的出口和熔盐冷罐2的入口分别与蒸发器3的熔盐入口和熔盐出口相连接，蒸发器3的换热介质入口连接有软化水管6，蒸发器3的换热介质出口连接有汽包5；
本实用新型中采用熔盐换热的方式对上升管内的荒煤气进行冷却降温，使荒煤气温度从850℃降至550-600℃，回收了高温余热。熔盐采用四元熔盐，即质量分数40.7%硝酸钾+25.7%亚硝酸钠+23%硝酸钠+10.6硝酸锂组成的混合硝酸盐，其熔点92℃，气化点559℃；熔盐冷罐2内的熔盐通过熔盐加压泵输送至上升管换热器内，熔盐入口温度为300~320℃，经热交换后出口温度为500~520℃，换热后的熔盐输送至蒸发器，与软化水进行二次热交换，生产蒸汽，用于蒸氨工艺、硫铵干燥、洗脱苯工艺所需热量，通过焦炉上升管余热回收装置回收的荒煤气热量替代煤气燃烧所产生的热量，不仅减少了煤气燃烧的碳排放，而且增加了外售煤气量。同时熔盐不仅可储存更多的热量，提高了余热回收效率，且减小了热工介质与荒煤气之间的温度差，提高设备的运行稳定性；余热回收装置运行时，通过控制熔盐的温度与流量，使上升管内壁各处温度均不低于470℃，防止荒煤气在上升管内壁结焦。
其中，上升管换热器4包括带有夹套的上升管7、换热盘管组件8、隔热材料层9和保温材料层10，上升管7的内壁上安装有隔热材料层9，上升管7的夹套内安装有换热盘管组件8，换热盘管组件8套装在上升管7内壁管的外部，换热盘管组件8和上升管7的外壁管之间填充有隔热材料9，上升管7的外壁管的外部安装有保温材料层10，上升管7的外壁管设置有盘管入口管11和盘管出口管12，上升管7内的上部、中部、下部分别设置有温度传感器13。换热盘管组件安装在上升管的夹套内，换热盘管组件与上升管7的外壁管之间填充隔热材料，隔热材料采用石英砂、陶瓷空心球、氧化铝空心球、碳化硅中的一种或其组合作为填充物。同时上升管的外部还安装保温材料层，通过保温材料层和隔热材料降低了盘管中热工介质热量向外部空间的散发，进一步改善了盘管内熔盐的热量储存效果，使夹套内垂直方向的温度比较稳定，减轻了上升管内荒煤气的温度波动，防止结焦。
如图3所示，换热盘管组件8包括换热管体14和换热盘管15，换热管体14的外壁上设置有连续的螺旋槽16，换热盘管14安装在螺旋槽16内，换热管体14套装在上升管7内壁管的外部，换热管体14和上升管7的内壁管之间缝隙填充有导热材料17。为了保证换热盘管与上升管的内壁管之间结合更加紧密，采用将换热盘管集成在换热管体上，然后再将换热管体安装在上升管上，换热管体和上升管之间填充导热材料，这样能够保证上升管和换热盘管之间能够结合更加紧密，提供热传递效率，提高换热效果。换热管体14的壁体上、上升管的内壁管、上升管的外壁管均设置有贯穿孔18，贯穿孔18内安装有传感器定位管19，温度传感器13安装在传感器定位管19内。采用这种结构主要是便于温度传感器的安装定位。
此外，熔盐冷罐2内置电加热装置，确保在开车时上升管内壁各处温度均不低于470℃；熔盐经冷盐泵加压，从盘管下端进入夹套，与荒煤气进入上升管温度最高时接触换热，荒煤气离开上升管时，吸热后的熔盐从盘管上端流出并进入熔盐热罐，采取顺流接触方式，换热效率较高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型范围内。
Claims (4)
1.一种焦炉上升管余热回收利用系统，包括熔盐热罐，熔盐冷罐和蒸发器，其特征在于：所述熔盐热罐的进口和熔盐冷罐的出口分别与上升管换热器的盘管出口和盘管入口相连接，所述熔盐热罐的出口和熔盐冷罐的入口分别与蒸发器的熔盐入口和熔盐出口相连接，所述蒸发器的换热介质入口连接有软化水管，所述蒸发器的换热介质出口连接有汽包；
所述上升管换热器包括带有夹套的上升管、换热盘管组件、隔热材料层和保温材料层，所述上升管的内壁上安装有隔热材料层，所述上升管的夹套内安装有换热盘管组件，所述换热盘管组件套装在上升管内壁管的外部，所述换热盘管组件和上升管的外壁管之间填充有隔热材料，所述上升管的外壁管的外部安装有保温材料层，所述上升管的外壁管设置有盘管入口管和盘管出口管，所述上升管内的上部、中部、下部分别设置有温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉上升管余热回收利用系统，其特征在于：所述换热盘管组件包括换热管体和换热盘管，所述换热管体的外壁上设置有连续的螺旋槽，所述换热盘管安装在螺旋槽内，所述换热管体套装在上升管内壁管的外部，所述换热管体和上升管的内壁管之间缝隙填充有导热材料。
3.根据权利要求2所述的一种焦炉上升管余热回收利用系统，其特征在于：所述换热管体的壁体上、上升管的内壁管、上升管的外壁管均设置有贯穿孔，所述贯穿孔内安装有传感器定位管，所述温度传感器安装在传感器定位管内。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉上升管余热回收利用系统，其特征在于：所述熔盐冷罐内置电加热装置。
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2022
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