[发明专利]焦炉荒煤气上升管换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炉荒煤气上升管换热器。

背景技术

炼焦是钢铁工序的重要环节，也是能耗较高的环节，炼焦过程中存在焦渣高温余热、荒煤气中温余热和烟气低温余热三种不能类型余热，其中荒煤气中温余热回收还没有大规模推广。焦炉荒煤气中温余热占整个焦化工序的36％左右，具有很大的利用空间。目前焦化企业多采用喷剩余氨水的方法将荒煤气从700℃左右降至80℃附近进行后续操作，造成该部分余热的白白浪费。因此许多学者针对荒煤气余热回收开发了相应的换热器，主要针对于防结焦、防腐，但是大多换热器不能考虑其安全性，即不能在发生冷却介质泄漏时及时发现。

焦炉荒煤气中含有H₂S等腐蚀性气体，对换热器具有较强的腐蚀性，一旦换热器被腐蚀穿孔，冷却介质就会进入焦化炉内，尤其是采用水为冷却介质时，当水泄露发生，水与炽热焦炭发生汽化反应，焦化炉内压力会迅速增加，造成焦化炉体损坏。申请号201510497917.1《一种焦炉荒煤气上升管工作状态监测系统》通过利用红外测温仪和测距仪来测量焦化炉上升管的工作状态，但当上升管更换为换热器时，换热器的温度变化不仅和生产过程有关，还与介质温度相关，监测系统很难发现换热器是否发生损坏，因此需要从换热器本身结构来考虑换热器的安全设计。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能够监测上升管换热器工作状态的焦炉荒煤气上升管换热器。

为达到上述目的，本发明焦炉荒煤气上升管换热器，包括由外向内依次设置的外壳、夹层壳和内壳；

所述夹层壳的上边缘和下边缘分别与所述内壳的上部和下部密封连接；

所述夹层壳与外壳围成的空腔或者所述内壳、夹层壳与外壳围成的空腔内填充有保温材料；

所述内壳与所述夹层壳围成的空腔内设置有导热介质，所述导热介质的体积小于所述内壳与所述夹层壳围成的空腔的容积；

所述内壳与所述夹层壳之间设置有换热管，所述换热管的入口和出口均穿出夹层壳和外壳并与所述夹层壳和外壳密封连接；

所述内壳与所述夹层壳围成的空腔与一测压管道连通，所述测压管道上设置有压力测量装置，所述测压管道的末端密封。

进一步地，所述内、外壳的上边缘与上法兰连接，所述内、外壳的下边缘与下法兰连接，所述夹层壳与所述内壳密封连接；

或者，所述内壳和夹层壳的上边缘与上法栏密封连接，所述内壳和夹层壳的下边缘与下法兰密封连接，所述外壳的上、下边缘分别与上、下法兰连接。

进一步地，所述测压管道的末端通过一阀门密封，所述测压管道与一压力罐连通。

进一步地，所述换热管的底部设置有排污口，所述排污口与一排污管道连通，所述排污管道穿出所述夹层壳和外壳并与所述夹层壳和外壳密封连接。

进一步地，所述内壳的换热介质侧表面设置有翅片或翅针。

进一步地，所述换热管外表面设置有翅片或翅针。

本发明焦炉荒煤气上升管换热器中，荒煤气热量通过内壳、导热介质和换热管传递给冷却介质，增加了换热热阻，换热器内壁面温度高，不易结焦，可通过在荒煤气侧增加扰流装置、在内壳靠导热介质侧安装翅片、翅针方法增加导热量。

本发明焦炉荒煤气上升管换热器通过监测夹层壳的压力变化来判断换热器是否发生腐蚀穿孔或者冷却介质泄露，提高了焦炉荒煤气上升管换热器的安全性。

附图说明

图1是本发明焦炉荒煤气上升管换热器的实施例1的结构示意图。

其中，1-换热器整体，1.1-换热器下部法兰，1.2-换热器上部法兰，1.3-内壳，1.4-夹层壳，1.5-导热介质，1.6-换热管，1.7-中间壳，1.8-保温层，1.9-外壳，2-冷却介质进/出口，3-排污口，4-冷却介质进/出口，5-导气管，5.1-压力表，5.2-储气罐，5.3-电动调节阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1