[实用新型]一种焦炉荒煤气上升管换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热装置的技术领域，尤其涉及一种焦炉荒煤气上升管换热装置。

背景技术

炼焦生产过程中有着大量的余热、余能资源，焦炉热支出绝大部分都是可利用的余热，其中：焦炭显热占37％～40％，废气显热占18％～20％，荒煤气显热占30％～35％，三项余热合计占90％左右，即占焦化生产能耗的近70％，不管对于焦化企业还是余热回收设备制造企业，焦炉荒煤气余热回收都是值得关注和投入的方向，具有广阔的市场前景。目前绝大部分焦炉采用喷洒氨水的方式对荒煤气进行冷却，在将600～750℃的荒煤气冷却至80～100℃的同时，产生了大量80℃左右的氨水，致使荒煤气中大量的中温余热被白白浪费掉，而且消耗了大量氨水和电能。为回收荒煤气显热，国内外相继发展了上升管汽化水夹套、分离式热管、上升管导热油夹套、上升管内填充导热介质与盘管换热等技术。上升管汽化水夹套技术在使用中出现了夹套焊缝破裂导致水漏入炭化室的问题，而且受安全限制所产蒸汽参数较低；分离式热管技术结构复杂，需在多处斜穿上升管内壁，推广受到限制；起源于日本的上升管导热油夹套技术存在长期高温下导热油变质影响传热的问题，而且其使用温度受到限制，通常其工作温度不超过400℃；近几年部分焦化企业开发了在上升管内外筒之间填充粉末状导热介质(如氮化铝)，将上升管内筒导入的荒煤气显热由导热介质传给其间盘管中的给水产生饱和蒸气的技术，该技术构思新颖，但由于导热介质粉末与内筒和盘管之间接触热阻很大，其换热效果受到影响，试验中出现上升管根部因冷却不够而焊缝开裂，荒煤气直接进入上升管内外筒之间烧坏盘管的现象。另外，现有的荒煤气显热回收技术最常出现的还有根部结焦问题，影响受热面换热，严重时甚至堵塞荒煤气通道。焦炉出来的荒煤气温度约为750℃左右，所带出的热量相当于焦炉炼焦消耗的总热量的33～35﹪，为便于后工序的净化与处理，现有技术中通常的做法是：喷洒循环氨水与荒煤气直接接触，靠循环氨水大量汽化，使荒煤气急剧降温至80～83℃送到后续的煤气精制系统。现有技术的上述过程中高温荒煤气的热量转化为无用的低温水蒸汽(约为80℃左右)并需要大量的循环水进行冷却，存在的缺陷是，既浪费了高温荒煤气的热量，又消耗了大量的水资源。目前，现有技术的焦炉上升管换热装置，其结构复杂，换热效果不佳，不能有效地回收荒煤气的余热，导致能源浪费现象严重，并且在上升管换热装置的换热介质进口和换热介质出口处会出现换热介质滞留，容易出现结构局部过热，而产生热应力将上升管换热装置破坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所解决的技术问题在于提供一种焦炉荒煤气上升管换热装置，即保证了换热效果，安全、有效、可靠地回收荒煤气的余热，又避免换热介质在进口和出口处出现的滞留，避免热应力破坏。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括筒体、设置于所述筒体下端的换热介质进口管道和设置于所述筒体上端的换热介质出口管道，所述筒体由内至外依次包括内筒、夹套筒和外筒，所述内筒和夹套筒之间形成可通入换热介质的内夹层，所述夹套筒和外筒之间形成外夹层，所述外夹层为隔热层；所述换热介质进口管道和换热介质出口管道均与所述内夹层相连通，所述换热介质出口管道与所述内夹层相连接处设有上环形折流板，所述上环形折流板为管状半椭圆环形结构，上环形折流板的一侧与所述内筒连接，另一侧不与所述夹套筒接触；所述换热介质进口管道与所述内夹层相连接处设有下环形折流板，所述下环形折流板的一端为管状半圆环，下环形折流板与所述内筒和夹套筒的表面垂直，下环形折流板的另一端为环绕内筒分布的挡板；该上升管换热装置的中间部分还设置有膨胀节。

进一步地，所述内筒的内壁上设置有耐温耐磨层，所述夹套筒的外壁上设置有隔热涂层。

进一步地，该上升管换热装置的上下两端分别设有上连接法兰和下连接法兰，所述上连接法兰和下连接法兰处分别设有焦炉荒煤气出口和焦炉荒煤气入口。

在一个具体的实施方式中，所述上环形折流板的开口朝上，使上环形折流板上侧的蒸汽比下侧的蒸汽更容易排出。

进一步地，所述下环形折流板的两侧分别与所述内筒和夹套筒相连接，下环形折流板的环形长度小于所述内桶的外圆周周长的一半，从换热介质进口管道进入的换热介质在所述下环形折流板的导引下沿上升管换热装置底部流动一周，再流入下环形折流板上侧的内夹层内，使上升管换热装置底部换热均匀没有换热介质滞留点。