專利名稱：用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收系統，尤其是一種采用氮氣或 (空氣)作為冷卻介質的焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統。
背景技術：
煉焦工藝流程中產生的余熱資源的高效回收利用，是建立資源節約、環境友好的綠色焦化廠節能的主要方向，也是降低焦爐能耗的主要途徑之一。其中，從炭化室經上升管逸出的650°C 700°C荒煤氣帶出熱占焦爐輸出總熱量的36%。為了冷卻高溫的荒煤氣必須噴灑大量70V 75°C循環氨水，高溫荒煤氣因循環氨水的大量蒸發而被冷卻至82°C 85°C，再經初冷器冷卻至22°C 35°C，荒煤氣帶出熱被白白浪費。目前荒煤氣的余熱回收還處于研發階段，如用導熱油夾套管、熱管、鍋爐、半導體溫差發電和水套管等技術來回收荒煤氣帶出熱。但是有些方法和方式還達不到工業生產應用。發明內容
本發明是要解決現有焦爐碳化室通過上升管溢出的荒煤氣的余熱回收的技術問題，而提供一種焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，該系統在保證焦爐安全運行和不影響荒煤氣的其他工藝要求的前提下，利用上升管換熱器能有效回收荒煤氣的50%以上的余熱量，并且減少了用于荒煤氣減溫的氨水用量，同時也減少了荒煤氣凈化工藝流程中產生的有毒有害廢水。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下一種用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，由上升管換熱器、主集氣管、水/汽換熱器組成，其特點是上升管換熱器進氣口連接焦爐的工質氣體出口，上升管換熱器的熱氣體出口連接主集氣管，主集氣管連接水/汽換熱器，用于產生蒸汽或熱水。
上升管換熱器的回流通道中流動惰性氣體。
上升管換熱器的內壁底部設置一焦油導出管，用于防止從荒煤氣析出的焦油回流到焦爐上升管底端與焦爐連接處，使得焦爐煤氣析出口處結焦形成石墨。
本發明的有益效果是本發明與其它形式的焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統(裝置)相比較，適合焦化工藝荒煤氣余熱回收利用，并且運行安全性高。上升管換熱器的結構尺寸能與原有的上升管外形結構尺寸相同，便于更換維修；并且其受熱面面積布置更為合理，在荒煤氣高溫段最大程度地利用內設多股螺旋回流通道的上升管換熱器受熱面，提高荒煤氣與空氣或(氮氣)之間的換熱效果，空氣或(氮氣)能有效地獲取荒煤氣的熱量，同時可以通過改變空氣或(氮氣)流量能控制荒煤氣的出口溫度，避免了荒煤氣在急劇降溫的狀態下，荒煤氣中焦油析出造成上升管管壁結焦，影響焦爐安全運行。采用氣體作為熱交換器的介質，在事故狀態下可以確保焦爐的安全運行，假如采用氮氣作為傳熱介質也可以作為干熄焦余熱鍋爐的補充煙氣，可以提高干熄焦余熱鍋爐的運行效率和出力。
圖I是本發明的結構原理圖；圖2是上升管換熱器結構主視圖；圖3是圖2中沿A-A的剖視圖；圖4是圖2中沿B-B的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
如圖I所示，本發明的用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，包括上升管換熱器I、主集氣管2、水/汽換熱器3等。
上升管換熱器I進氣口連接焦爐的工質氣體出口，上升管換熱器I的熱氣體出口連接主集氣管2，主集氣管2連接水/汽換熱器3，用于產生蒸汽或熱水。
如圖2，3，4所示，上升管換熱器I由內、外套管5，4構成，內、外套管5，4之間設多股螺旋回流通道6，內、外套管5，4兩端各設一個匯流集箱。上升管換熱器的內、外套管的多股螺旋回流通道6中流動惰性氣體。上升管換熱器的內套管5內壁底部設置一焦油導出管 7，用于防止從荒煤氣析出的焦油回流到焦爐上升管底端與焦爐連接處，使得焦爐煤氣析出口處結焦形成石墨。
本發明利用焦爐中荒煤氣通過焦爐爐頂的上升管換熱器，將荒煤氣的熱量傳遞給在上升管換熱器套管內設多股螺旋回流通道中流動空氣或惰性氣體(氮氣)，受熱后的空氣 (氮氣)通過上升管換熱器的上部匯流集箱后流入到主集氣管。主集氣管把焦爐的多個上升管換熱器產生的熱空氣(或氮氣)匯集在一起，通過鰭片管式水/汽換熱器產生微過熱飽和水或者過熱蒸汽，用于生產工藝或生活，或者過熱蒸汽用于發電。
權利要求
1.一種用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，由上升管換熱器(I)、主集氣管(2 )、水/汽換熱器(3 )組成，其特征在于所述上升管換熱器(I)進氣口連接焦爐的工質氣體出口，上升管換熱器(I)的熱氣體出口連接主集氣管(2)，主集氣管(2)連接水/汽換熱器(3)，用于產生蒸汽或熱水。
2.根據權利要求I所述的用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，其特征在于，所述上升管換熱器(I)的回流通道(6)中流動惰性氣體。
3.根據權利要求I所述的用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，其特征在于，所述上升管換熱器(I)內壁底部設置一焦油導出管(7)，用于防止從荒煤氣析出的焦油回流到焦爐上升管底端與焦爐連接處，使得焦爐煤氣析出口處結焦形成石墨。
全文摘要
本發明涉及一種用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收利用系統，由上升管換熱器、主集氣管、水/汽換熱器組成，上升管換熱器進氣口連接焦爐的工質氣體出口，上升管換熱器的熱氣體出口連接主集氣管，主集氣管連接水/汽換熱器，用于產生蒸汽或熱水。該系統在保證焦爐安全運行和不影響荒煤氣的其他工藝要求的前提下，利用上升管換熱器能有效回收荒煤氣的50%以上的余熱量，并且減少了用于荒煤氣減溫的氨水用量，同時也減少了荒煤氣凈化工藝流程中產生的有毒有害廢水。
文檔編號C10B27/00GK102925165SQ20121045795
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者郁鴻凌, 沈丹丹, 楊東偉, 王美清, 林友斌, 陳夢潔, 惠建明, 惠文博, 李 杰, 余暉, 張丕祥, 張昆鋼, 尹思聰, 何正祥 申請人:上海理工大學, 無錫億恩科技股份有限公司, 云南昆鋼煤焦化有限公司