[发明专利]高温高含尘炉气急冷器

说明书

技术领域

本发明涉及石油、化工、建材等行业加热炉高温炉气余热回收装置。特别适用于各种高温裂解炉高含尘炉气相配套的急冷器，具体地说是一种利用高效换热器来实现余热回收的高温高含尘炉气急冷器。本发明不仅仅适用于炭黑裂解炉，可以适用于各种高温高含尘炉窑的炉气余热回收系统。

背景技术

在乙烯裂解装置中，普遍使用余热锅炉对裂解炉裂解过程中产生的高温炉气余热进行回收利用，以降低成本，同时满足下一个工艺装置对温度要求，减少其对环境的污染。在炭黑生产装置中，为得到各种性能的炭黑产品，需要对炭黑裂解炉炉气进行快速冷却，目前国内一般用水来急冷，不仅要消耗大量的水，浪费大量的高品位热能，而且对后面炭黑的收集和尾气处理带来困难，如果使用耐高温高效急冷器，不仅能获得各种高性能炭黑，而且使得系统能耗大大降低。

乙烯裂解余热锅炉设计的进口工作温度一般都在800℃以下，近年来，随着各种余热锅炉制造技术的不断提高，它们的关键部件都能满足要求，但是在某些特殊工艺条件下，例如炭黑裂解，从炭黑裂解炉出来的炭黑炉气温度达到了1500℃，含尘量达到了300～600克/立方米，温度将近是乙烯裂解炉炉气温度的两倍，含尘量是一般含尘烟气100～150克/立方米的两倍以上，而且炭黑炉气需要急速冷却，以前的余热锅炉设计技术已经满足不了这种超高温高含尘炉气的工作环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有的余热锅炉换热管因为高温热膨胀对管板产生巨大的温差应力而造成严重破坏，高含尘炉气特殊物理特性造成换热管堵塞，从而使得换热管换热不均匀等原因造成停车事故而设计的一种不仅在超高温下能正常工作，且又具有在线脉冲除垢配套系统的高温高含尘炉气急冷器。

本发明的技术方案是由三大部分组成。

一种高温高含尘炉气急冷器，包括急冷器进口管道、出口导管、炉气出口管道和冷空气进口导管，高温高含尘炉气急冷器由双套管水/蒸汽自然循环一次冷却结构和管壳空气二次冷却结构构成，双套管由双套管外管和传热内管组成，双套管分别与两个反方向设置的椭圆形管板连接，双套管两端分别置于热端腰形集流管和冷端腰形集流管内，双套管中部设有外筒体膨胀节。

所述急冷器进口管道与热端腰形集流管之间用U形薄板连接；炉气出口管道与冷端腰形集流管之间用U形薄板连接。

与所述传热内管连接的椭圆形管板表面覆盖一层钴质耐火浇注料耐磨层，双套管传热内管管端安装有管端热防磨保护管套。

所述热端腰形集流管和冷端腰形集流管之间部分为管壳式空气冷却结构，换热介质分别与两端的热端腰形集流管和冷端腰形集流管之间用一个起密封作用的柔性薄板隔开。

所述炉气出口管道设有炉气出口管道保温层和脉冲除垢系统。

所述脉冲除垢系统的蒸汽导管呈环形结构，由一整根管子构成的内环管和外环管分别在两个平面内，内环管与外环管之间连接着多根支管，支管连接蒸汽分配管，蒸汽分配管上设有高压喷咀，高压喷咀对着传热内管的传热内管入口端。

所述热端腰形集流管外部设有波纹管，热端腰形集流管上连接热端水/蒸汽联箱；冷端腰形集流管外部设有波纹管，冷端腰形集流管上连接下降联箱。

所述急冷器本体与汽包通过上升管、下降管连接组成水/蒸汽自然循环系统。

1、双套管式一次换热