[发明专利]上升管换热器及焦炉系统

说明书

本公开实施例提供了一种上升管换热器及焦炉系统，包括：第一管、换热单元、进口分配管以及出口汇合管，第一管呈竖直设置，多个换热单元设置在第一管的外部，且多个换热单元沿第一管的轴向间隔设置，换热单元的下部具有工质入口，换热单元的上部具有工质出口，进口分配管上具有进口和多个分配口，多个分配口与多个工质入口一一对应连接，出口汇合管上具有出口和多个汇合口，多个汇合口与多个工质出口一一对应连接。本公开实施例的上升管换热器可以实现对焦炉荒煤气余热的有效回收利用，本公开实施例的上升管换热器应用于焦炉系统，可提高焦炉系统的安全性和稳定性。

技术领域

本公开涉及焦化余热利用技术领域，特别是涉及一种上升管换热器及焦炉系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。在焦炉炼焦过程中，焦炉荒煤气离开炭化室时的温度约为500～1000℃，其携带的热量约占焦炉总输出热量的35％，具有很高的回收利用价值。在相关技术中，荒煤气自炭化室排出后，经上升管进入三通管和桥管，然后经氨水喷洒对荒煤气进行冷却后汇入集气管，再送至化产工段进行处理，该技术方案使得荒煤气中大量的余热被白白浪费，而且还额外消耗了大量氨水。而且，采用普通上升管时，在上升管底部荒煤气因未及时得到降温，温度可达1000℃，甚至更高，使得部分有机物发生积碳反应而大量生成石墨。在上升管末端荒煤气在氨水的冷却作用下温度较低，时常会有焦油液化析出。由于上述两种原因，时常会造成上升管堵塞，影响荒煤气的正常流通，进而影响焦炉系统的安全性和稳定性。

鉴于此，开发一种上升管换热器，以实现对焦炉荒煤气的余热回收，提高焦炉系统的安全性和稳定性是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种上升管换热器及焦炉系统，以实现对焦炉荒煤气余热的有效回收利用，提高焦炉系统的安全性和稳定性。具体技术方案如下：

第一方面，本公开的实施例提出了一种上升管换热器，包括：

第一管，所述第一管呈竖直设置；

换热单元，多个所述换热单元设置在所述第一管的外部，且多个所述换热单元沿所述第一管的轴向间隔设置，所述换热单元的下部具有工质入口，所述换热单元的上部具有工质出口；

进口分配管，所述进口分配管上具有进口和多个分配口，多个所述分配口与多个所述工质入口一一对应连接；

出口汇合管，所述出口汇合管上具有出口和多个汇合口，多个所述汇合口与多个所述工质出口一一对应连接。

根据本公开实施例的上升管换热器，在工作时，高温荒煤气从第一管的底部进入第一管中，工质(例如水或者汽水混合物)从进口分配管的进口进入进口分配管内，沿多个分配口以及对应换热单元的工质入口进入对应换热单元中，第一管内，高温荒煤气在上升过程中，荒煤气中的热量经过第一管的内壁传递至换热单元，进而加热换热单元内的工质，多个换热单元中的工质在被加热的同时在换热单元内流动，经过工质出口和对应汇合口进入出口汇合管内，最后从出口汇合管的出口导出，经过加热的工质可以用来产生蒸汽，蒸汽可用于发电或者加热其他物质，从而实现高温荒煤气的余热利用。另外，多个换热单元轴向间隔设置在第一管的外部，每一换热单元对应单独的分配口和汇合口，这样，可以有效减小单个换热单元内工质的流动阻力，提高换热效率，实现荒煤气余热的有效回收利用，此外，本公开实施例中的上升管换热器，可以通过控制进入换热单元的工质的温度来控制换热过程，以使第一管底部的荒煤气温度不至于太高，从而避免有机物发生积碳反应大量生成石墨，同时第一管顶部的荒煤气温度不至于太低，从而避免焦油液化析出，进而避免第一管堵塞等问题的发生，保证荒煤气的正常流通。综上可知，本申请实施例的上升管换热器，可实现荒煤气余热的有效利用，保证荒煤气的正常流通。

另外，根据本公开实施例的一种上升管换热器，还可具有如下附加的技术特征：