[发明专利]焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焦化节能环保技术领域，具体地指一种焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置及其制备方法。

背景技术

众所周知，焦炉炭化室上升管逸出的荒煤气温度为650～850℃带出的热量占炼焦耗热总量的35％左右。常规工艺下，在桥管处喷洒大量70～75℃的循环氨水，将高温荒煤气温度降至95～105℃，再进入回收煤气净化系统，不仅消耗大量氨水，而且增加系统中的动力消耗，也恶化了焦炉的操作环境，同时也导致大量余热浪费。

长期以来，针对荒煤气余热利用，国内外研究人员均作了大量工作，形成了多项技术。文献“孙业新，焦炉荒煤气余热回收技术概述，莱钢科技，2011年，No1”对国内外焦炉上升管余热回收技术进行了概述，针对荒煤气余热回收装置焦油蒸汽凝结结焦、上升管变形与渗漏等问题，分别介绍了上升管夹套式汽化冷却技术、导热油夹套技术和热管式换热技术的实际应用情况及其优缺点。文献“王振环等，上升管汽化冷却的应用及发展前景，燃料与化工，2000年，No1”，系统地介绍了我国焦炉上升管汽化冷却技术的发展过程及其应用情况，并针对上升管汽化冷却装置常见的漏水、内管变形、上升管下部结焦等问题，进行了原因分析和改进措施讨论。申请号为201210309504.2的中国发明专利公开了一种焦炉上升管换热器，它针对夹套式上升管汽化冷却装置存在的焊缝开裂漏水问题，提供了一种焦炉上升管环形热管换热器，包括柱形换热器本体，其中，换热器本体上设烟道下法兰和烟道上法兰，换热器本体侧壁竖直设多个环形换热管，环形换热管一侧部设水夹套；当热管损坏发生泄漏，只是单根热管内的水泄漏，由于单根热管内的水量很少，泄漏不会影响生产，更不会对焦炉设备造成损坏，可以从根源上保证余热系统的安全稳定性，不会对焦炉生产造成影响。文献“张政、郁鸿凌、杨东伟等，焦炉上升管中荒煤气余热回收的结焦问题研究，煤炭燃烧，2012年，No1”，针对焦炉上升管中荒煤气焦油蒸汽的结焦问题，研究了荒煤气中焦油蒸汽结焦特性和结焦沉积物形成的条件及影响因素，指出了荒煤气中焦油蒸汽的组成及性质受到装炉煤的质量、种类和炼焦操作条件等因素的影响，在余热回收时，荒煤气最低可冷却温度对焦油析出的影响是不同的，因此，企业要根据实际情况来控制荒煤气冷却的下限温度，在保证焦油不结焦或少量结焦的前提下，尽可能多地回收荒煤气显热，以提高热回收效率。文献“一种焦炉上升管荒煤气余热回收方法及试验，能源研究与信息，2013年，No4”，采用热重分析仪研究了荒煤气中焦油结焦过程，分析了结焦反应发生的温度与速度，并选择氮气作为传热工质，设计了光管式和螺旋夹套式两种上升管余热回收装置；选择螺旋夹套式结构在昆钢焦化厂4.3m焦炉上进行了上升管荒煤气余热回收系统与装置的运行试验，试验结果与理论计算结果较为吻合，无结焦现象发生，证明了该装置的可靠性与实用性，研究为上升管荒煤气大规模余热回收利用打下了基础。申请号为201320540679.4的中国发明专利公开了一种焦炉荒煤气上升管换热装置，它包括设置于上升管换热装置下端的烟气进口法兰和设置于上升管换热装置上端的烟气出口法兰，还包括内筒、中筒和外筒，所述的内筒和中筒之间形成内夹层，所述的内夹层中通入除盐水或氮气或空气，所述的中筒和外筒之间形成外夹层，所述的外夹层为密封的隔热层；其内筒的内壁上设置有耐温耐磨材料，所述的耐温耐磨材料为合金钢或耐火砖或耐火陶瓷，一方面防止烟气对装置的高温腐蚀，另一方面保证了良好的换热效果；其中筒的外壁上设置有隔热涂层，将内部的热量与外界隔离，一方面使得外界温度得到有效降低，保护环境，另一方面使得热量不外散，保证内部进行充分的热交换；所述的焦炉荒煤气上升管换热装置的内筒、中筒和外筒的材质均为耐高温腐蚀合金或铸造合金，且中间部分设置有膨胀节，有效地避免了装置因热胀冷缩而引起的变形，防止了装置的泄漏。申请号为201420293869.5中国发明专利公开了一种焦炉荒煤气余热回收装置，焦炉荒煤气余热回收装置设置在炉顶荒煤气进口法兰与荒煤气出口法兰之间；在上升管外壁与上升管内壁之间设有翅片盘管，翅片盘管内为工艺介质，由工艺介质吸收荒煤气热量；所述工艺介质为水；在上升管外壁、上升管内壁与翅片盘管之间充满氮化铝导热材料；翅片盘管具有翅片，翅片从翅片盘管沿径向方向朝上升管内部延伸，从而保证盘管与管内水与上升管内荒煤气的隔离，确保焦炉运行安全；上升管内表面喷涂高效吸热防腐涂层，所述高效吸热防腐涂层为高温红外纳米节能涂层，极大提高了被加热体吸收和发射热量的能力，大大提高热能的利用效率，从而达到提高传热效率的目的。