[发明专利]用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦化工艺余热回收装置，尤其是一种采用氮气或（空气）作为冷却介质的焦炉上升管荒煤气余热回收换热器。

背景技术

炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。但是，我国对二次能源品质潜力的挖掘、价值的开发以及低品质余热余能利用支撑技术与装备开发滞后，例如250～300℃的余热资源尚未有效地利用。

目前钢铁企业尚有30％的余热、余能未被回收利用，其中，焦化过程约有50千克/吨焦。从炭化室经上升管逸出的650℃～700℃荒煤气带出热占焦炉总热量36％。为了冷却高温的荒煤气必须喷洒大量70℃～75℃循环氨水，高温荒煤气因循环氨水的大量蒸发而被冷却至82℃～85℃，再经初冷器冷却至22℃～35℃，荒煤气带出热被白白浪费。目前荒煤气的余热回收还处于研发阶段，如用导热油夹套管、热管、锅炉、半导体温差发电和水套管等技术，来回收荒煤气带出热。但是有些方法和方式还达不到工业生产应用。

发明内容

本发明是要解决现有焦炉碳化室通过上升管溢出的荒煤气的余热回收利用的技术问题，而提供一种焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，该上升管换热器在保证焦炉安全运行和不影响荒煤气的其他工艺要求的前提下，上升管换热器能有效回收荒煤气的50%以上的余热量，并且减少了用于荒煤气减温的氨水用量，同时也减少了荒煤气净化工艺流程中产生的有毒有害废水。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，由内、外套管组成，其特点是：内、外套管之间设有多股螺旋回流通道，内、外套管两端各设一个汇流集箱。

内套管内壁底部设置二根交叉螺旋焦油导出槽，用于防止从荒煤气析出的焦油回流到焦炉上升管低端与焦炉连接处，受到管壁温度和高温荒煤气作用下，使得焦炉煤气析出口处结焦形成石墨。内、外套管的多股螺旋回流通道中流动惰性气体。

本发明的有益效果是：

本发明与其它形式的焦炉上升管荒煤气余热回收换热器相比较，适合焦化工艺荒煤气工况变化，其受热面的多股螺旋回流通道结构型式具有强化换热效果并且受热面积布置更为合理，提高了高温段荒煤气与氮气（空气）之间的换热效果，氮气（空气）能有效地获取荒煤气的热量，同时可以通过改变氮气（空气）流量能控制荒煤气的出口温度，避免了荒煤气在急剧降温的状态下，荒煤气中焦油析出造成上升管管壁结焦，影响焦炉安全运行。本发明用于回收从焦炉炭化室经上升管逸出的650℃～700℃荒煤气带出热量，这部分热量占据焦炉输入总热量的36％。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是图1中沿A-A的剖视图；

图3是图1中沿B-B的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，由内、外套管2，1组成。

内、外套管2，1之间设有多股螺旋回流通道3，内、外套管2，1两端各设一个汇流集箱。

内套管2内壁底部设置二根交叉螺旋焦油导出槽4，用于防止从荒煤气析出的焦油回流到焦炉上升管低端与焦炉连接处，受到管壁温度和高温荒煤气作用下，使得焦炉煤气析出口处结焦形成石墨。内、外套管2的多股螺旋回流通道3中流动惰性气体。

本发明采用的冷却气体为惰性气体（氮气）或空气，其结构尺寸与所处的原焦炉上升管尺寸相符合，对原有焦炉结构不作改动，便于安装。

本发明的上升管换热器的结构形式和采用的冷却介质在国内还未有人采用。

焦炉中荒煤气通过设置在焦炉炉顶的上升管换热器时，荒煤气的热量传递给在上升管换热器套管内多股螺旋回流通道中流动惰性气体（氮气）或空气，受热后的氮气或（空气）通过上升管换热器的上部汇流集箱后流入到主集气管。