[发明专利]一种抗粘结荒煤气的热管式余热回收系统

说明书

本发明公开了一种抗粘结荒煤气的热管式余热回收系统，属于炼焦工艺过程荒煤气余热回收利用技术领域。本发明的抗粘结荒煤气的热管式余热回收系统，包括上升管、热管换热装置和异型连接管，上升管的顶端竖直向上设有上升管延伸段，该上升管延伸段通过热管换热装置与异型连接管连通；上升管内不设有任何换热装置。热管换热装置包括绝热箱体，绝热箱体的入口位于该绝热箱体的侧面，绝热箱体的出口位于该绝热箱体的底面，且绝热箱体的入口与绝热箱体的出口之间通过倾斜设置的底部绝热板连接，且该底部绝热板可拆卸地固定在绝热箱体的底面。本发明能够更加安全、经济、高效地回收荒煤气余热资源。

技术领域

本发明属于炼焦工艺过程荒煤气余热回收利用技术领域，更具体地说，涉及一种抗粘结荒煤气的热管式余热回收系统。

背景技术

目前，焦炉荒煤气(650～750℃)带走的显热约占炼焦供热量的36％，大量显热被桥管喷洒的冷凝氨水吸收，荒煤气温度降到80～90℃后进入回收煤气净化系统，不仅消耗大量氨水，增加系统动力消耗，恶化焦炉操作环境，而且荒煤气的显热未能回收利用，造成能源浪费，增加焦化废水产生量和处理量，增大环境污染和处理成本。因此焦炉荒煤气显热回收研究一直是焦化行业节能减排的研究热点之一。

现有技术中，申请号为2010101998799的中国专利申请中公开了一种回收焦炉荒煤气余热的方法及装置，该装置采用半导体模块发电模式，吸收上升管中荒煤气的热量。但是，该装置的半导体模块发电所能承受的温度和吸收的热量有限，导致荒煤气的热量没有得到充分利用。申请号为2009102308213的中国专利申请中公开了一种焦炉荒煤气余热利用技术，该技术将焦炉在各个碳化室的高温荒煤气汇总进入余热锅炉换热，换热后的荒煤气经氨水喷淋降温后，送回回收系统。该系统通过集中换热取热，具有较高的效率，但是通过余热锅炉换热存在安全隐患，如果整个系统密封不严密，则容易引起系统中氧含量过高，引发爆炸。

总体而言，焦炉荒煤气余热回收目前主要有两种研究模式：(1)一是在上升管处安装换热装置，使用换热介质吸收荒煤气的余热，这种换热方式降低了荒煤气的温度，容易引起荒煤气中焦油等组分的冷凝，从而导致上升管的堵塞；更加重要的是，上升管下方即是高温的炭化室，现有技术中在上升管处安装的换热装置普遍是以水、蒸汽等流体作为换热介质，一旦发生泄漏必然会影响焦炉生产，从而导致生产事故的发生概率大大上升；(2)二是采用将荒煤气集中引出，另外设置集中的余热回收系统，如余热锅炉技术，此种结构模式由于其系统复杂、荒煤气的可燃性、焦油析出结焦等因素，导致系统的气密性要求很高，系统安全运行受到很大挑战，同时由于结焦周期差别大，存在压力控制系统复杂、技术设备要求高和投资大等问题，导致集中式回收荒煤气余热技术没有取得成功商业应用。

现有技术中也有人提出在桥管内设置换热装置，来进一步吸收荒煤气余热的技术，例如中国专利申请号为201210317957X，申请日为2012年8月31日，发明创造名称为：一种组合式焦炉荒煤气余热回收过热蒸汽的系统及方法，焦炉的上升管内设置过热器，桥管内设置蒸发器，并且桥管与上升管连接，蒸发器通过管路与汽包连接，汽包通过管路与过热器连接，汽包内设置汽水分离装置，水经蒸发器形成汽水混合物进入汽包，汽水混合物在汽包内由汽水分离装置分离成水和饱和蒸汽，饱和蒸汽经过热器换热后成为过热蒸汽，蒸发器、汽包、过热器依次形成水汽流通通道。焦炉产生的荒煤气经上升管、桥管依次形成荒煤气流通通道。但是，该申请案的不足之处在于：(1)该申请案中的上升管过热器存在干锅爆裂等安全隐患，这也是上世纪七、八十年代“焦炉上升管气化冷却装置”应用失败，导致上升管荒煤气余热回收技术发展停滞不前的主要原因；上升管内设置过热器，一旦过热器内的换热介质泄漏，必然会影响焦炉生产，导致生产事故的发生概率较高；(2)没有针对桥管换热后产生的焦油冷凝结焦问题给出合理的解决办法，更加重要的是，桥管处的空间结构狭小，受热面布置受到影响，无法充分回收荒煤气余热资源，导致难以推广。

综上所述，如何克服现有焦炉荒煤气余热回收技术在实践中的种种不足，更加安全、经济、高效地回收荒煤气余热资源，是现有技术中亟需解决的技术难题。

发明内容