CN102816573B - 一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，包括桥管上升段和桥管下降段，所述桥管上升段和桥管下降段之间设有桥管过渡段，所述桥管下降段内设有蒸发器，蒸发器通过管路与汽包连接，所述蒸发器采用增加受热面的多层蒸发器，所述桥管过渡段内设有过热器，桥管下降段荒煤气通道通过所述蒸发器分成若干用于流通荒煤气的独立通道，本发明不仅增加了受热面，提高焦炉荒煤气余热回收率；而且通过采用模块化设计，除了对桥管进行了变形设计，周边工艺均不受影响，结构设计简单、容易维护、便于清洗，能够有效回收荒煤气余热。
Description
技术领域
本发明涉及工业余热回收利用与技术领域，一种焦炉荒煤气余热回收装置，特别是一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置。
背景技术
焦化行业作为高能耗行业备受关注。焦炉炼焦过程中，焦炉上升管内的荒煤气温度高达750℃，含有大量的显热，为降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷氨水急冷的工艺冷却高温荒煤气，通过桥管与集气管喷洒循环氨水与荒煤气直接接触，靠循环氨水大量气化，使荒煤气急剧降温至80-85℃，降温后荒煤气在初冷器中再用冷却水间接冷却至常温。该工艺流程不仅浪费了大量荒煤气的显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加污水排放。焦炉排出的750℃左右的荒煤气由于其成分复杂，且随着温度的降低有焦油等组分的析出，至今没有很好的方案对其进行回收。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热点之一。
目前焦炉荒煤气余热回收主要有两种模式在研究：一是采用带有余热回收功能的上升管装置，但由于其空间结构狭小，蒸发器布置受到影响，无法充分回收荒煤气余热资源，导致难以推广；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。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，系统的气密性等要求很高，系统安全运行受到很大挑战。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，包括桥管上升段和桥管下降段，所述桥管上升段和桥管下降段之间设有桥管过渡段，所述桥管下降段内设有蒸发器，所述蒸发器采用增加受热面的多层蒸发器，所述桥管过渡段内设有过热器，桥管下降段荒煤气通道由所述多层蒸发器分成若干用于流通荒煤气的荒煤气独立通道；
荒煤气经桥管上升段、桥管过渡段、桥管下降段的荒煤气独立通道形成荒煤气流通通道；
水经桥管下降段蒸发器、过热器形成水汽流通通道。
所述多层蒸发器包括上联箱、下联箱和若干纵向设置的换热器，该些换热器分别设在上联箱和下联箱之间，并分别与两者相通，所述下联箱与进水管连接，换热器与管壁非接触，且换热器彼此独立，换热器彼此之间、和/或换热器与桥管壁之间、和/或内层换热器中心分别设置用于流通荒煤气的荒煤气独立通道。
所述该些换热器为环形设置、平行设置的其中之一。
桥管下降段的桥管由外到内依次设有下降段钢管外部保温层、下降段钢管、用于方便清洗焦油的下降段钢管内壁陶瓷涂层。
上联箱的上方设有喷氨点。
一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，包括桥管上升段和桥管下降段，所述桥管上升段和桥管下降段之间设有桥管过渡段，所述桥管下降段内设有蒸发器，所述蒸发器采用增加受热面的多层蒸发器，所述桥管过渡段内设有过热器，蒸发器包括多根并列设置的管道，所述管道之间非接触且管与管之间形成用于流通荒煤气的荒煤气独立通道；
荒煤气经桥管上升段、桥管过渡段、桥管下降段的荒煤气独立通道形成荒煤气流通通道；
水经桥管下降段蒸发器、汽包、过热器形成水汽流通通道。
本发明目的在保持焦炉上升管、集气管和主要工艺不变的前提下，对焦炉连接上升管和集气管的桥管进行变形设计，将桥管改造成桥管上升段、桥管过渡段和桥管下降段，充分利用焦炉的上部空间，结合桥管结构设计在桥管的下降段增加多层换热器，增加荒煤气余热回收装置，以充分回收荒煤气余热，在桥管下降段的内壁设有陶瓷涂层，并将换热器设置在桥管的下降段，可有效解决余热回收过程中的焦油析出问题。同时，还会降低原有系统氨水消耗及附属系统电耗，实现焦炉节能减排。
本发明的优点在于：
1.在桥管处设置余热回收装置，充分利用了焦炉上部的空间；
2.在下降段增设主要受热面，便于焦油析出后的清洗；
3.采用单个新型桥管荒煤气余热回收装置独立设计，便于设备的更新和维护，尽可能减少对焦炉原有系统影响；
4.采用多层换热器设计，在下降段管壁与外层受热面之间、两层换热器之间、内层受热面内部均形成荒煤气通道，便于充分换热；
5.桥管内壁采用陶瓷设计，减少析出焦油的粘附；
6.设置氨水喷洒点，结合焦油析出程度采取适当频率进行清洗。
本发明带来以下有益效果：
1.在桥管处设置余热回收装置不仅充分利用了焦炉上部的空间，而且结合上部空间适当增加受热面以尽可能充分回收余热；
2.主要受热面布置在桥管下降段便于焦油析出后的清洗，避免或减缓因荒煤气温度降低后焦油析出导致受热面换热能力下降、甚至失效；
3.单个新型桥管荒煤气余热回收装置独立设计便于设备的更新和维护，尽可能减少对焦炉原有系统影响；
4.由于荒煤气温度下降，对氨水需求下降，同时减少氨水附属系统的电耗；
5.通过回收余热能够明显降低焦炉工序能耗，节约能源，减少排放，产生良好的经济和社会效益。
本发明不仅增加了受热面，提高焦炉荒煤气余热回收率；而且通过采用模块化设计，除了对桥管进行了变形设计，周边工艺均不受影响，结构设计简单、容易维护、便于清洗，能够有效回收荒煤气余热。
附图说明
图1为本发明焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置结构设计示意图；
图2为本发明焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置A-A剖面示意图；
图3为本发明桥管下降段局部结构示意图；
图4为本发明换热器的另一示意图。
具体实施方式
下面参照附图来进一步说明本发明。
一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，包括桥管上升段2和桥管下降段4，所述桥管上升段2和桥管下降段4之间设有桥管过渡段3，所述桥管下降段4的两端分别设有上联箱5和下联箱6，所述上联箱5和下联箱6之间纵向可以设有若干换热器7，所述下联箱6与进水管61连接，上联箱5通过管路51与汽包8连接，所述桥管过渡段3内设有过热器9，过热器入口91与汽包8连接，过热器出口92连接用户端。
从横切剖面来看，所述桥管下降段4由外到内依次设有下降段钢管外部保温层41、下降段钢管42、下降段钢管内壁陶瓷涂层43。
所述上联箱的上方设有喷氨点52。
实施例1
参阅附图3，本实施例的换热器7为双层环形设置，换热器7分别设有内层换热器71和外层换热器72，内层换热器71和外层换热器72分别与上联箱5和下联箱6连通，内层换热器71和外层换热器72设在桥管下降段4的中部，与管壁不接触，因此，管壁、内层换热器71和外层换热器72三者间形成三个环形荒煤气独立通道44。
上升管1、桥管上升段2、桥管过渡段3和桥管下降段4依次连接，上联箱5通过管路51与汽包8连接，桥管过渡段3内设有过热器9，过热器入口91与汽包8连接，过热器出口92连接用户端。
除盐水由进水管61进入下联箱，从下联箱6分别从内层换热器71和外层换热器72上升到上联箱5内，除盐水从下联箱6进入上联箱5的过程中，由于蒸发器设有内、外两层换热器，内层换热器71和外层换热器72与管壁之间形成三个环形荒煤气独立通道44，荒煤气从三个环形荒煤气独立通道44通过，除盐水在桥管下降段内与荒煤气充份换热，除盐水换热后形成汽水混合物，汽水混合物通过管路51进入汽包8，汽水混合物在汽包8内进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽从过热器入口91进入过热器9内，由于桥管过渡段3内的荒煤气温度较高，高温荒煤气与过热器9内的饱和蒸汽再进行换热，饱和蒸汽换热后成为高品质的过热蒸汽，过热蒸汽从过热器出口92输到用户端，除盐水通过桥管下降段和桥管过渡段的两次换热，并且，蒸发器设有内层换热器和外层换热器，桥管下降段内的荒煤气与内层换热器和外层换热器充分换热，充份的吸收了荒煤气的热量，而荒煤气从上升管1进入桥管上升段2，然后通过桥管过渡段3和桥管下降段4时分别与饱和蒸汽和除盐水进行换热，荒煤气的温度也逐步降低，降温后的荒煤气从桥管荒煤气出口11进入集气管，荒煤气余热被吸收利用，上联箱5的上方还分布着喷氨点52，便于清洗管壁和换热器上的焦油，清洗后的焦油流入集气管进行常规处理。
实施例2
参阅附图4，本实施例的换热器7为多根并列设置的管道，换热器7为平行设置的4排过热管73，过热管73分别与上联箱5和下联箱6连通且与管壁不接触，因此，每相邻两排过热管73，过热管73与管壁之间之间就形成了荒煤气通道45，荒煤气从桥管过渡段3进入桥管下降段4后，荒煤气从荒煤气通道45进入桥管荒煤气出口11，荒煤气在荒煤气通道45内与过热管73内的除盐水充份换热，其他步骤与实施例1相同就不再叙述。
上述公开的仅为本发明的具体实施例，该实施例只为更清楚的说明本发明所用，而并非对本发明的限定，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在保护范围内。
Claims (7)
1.一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，包括桥管上升段和桥管下降段，所述桥管上升段和桥管下降段之间设有桥管过渡段，所述桥管过渡段内设有过热器，所述桥管下降段内设有蒸发器，所述蒸发器采用增加受热面的多层蒸发器，所述桥管下降段荒煤气通道由所述多层蒸发器分成若干用于流通荒煤气的荒煤气独立通道；
荒煤气经桥管上升段、桥管过渡段、桥管下降段的荒煤气独立通道形成荒煤气流通通道；
水经桥管下降段蒸发器、过热器形成水汽流通通道。
2.如权利要求1所述的焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，所述多层蒸发器包括上联箱、下联箱和若干纵向设置的换热器，该些换热器分别设在上联箱和下联箱之间，并分别与两者相通，所述下联箱与进水管连接，换热器与管壁非接触，且换热器彼此独立，换热器彼此之间、和/或换热器与桥管壁之间、和/或内层换热器中心分别设置用于流通荒煤气的荒煤气独立通道。
3.如权利要求2所述的焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，所述该些换热器为环形设置、平行设置的其中之一。
4.如权利要求2所述的焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，桥管下降段的桥管由外到内依次设有下降段钢管外部保温层、下降段钢管、用于方便清洗焦油的下降段钢管内壁陶瓷涂层。
5.如权利要求2-4中任一项所述的焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，上联箱的上方设有喷氨点。
6.如权利要求1所述的焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，还包括汽包，所述汽包与所述过热器相连，而且所述蒸发器通过管路与所述汽包连接。
7.一种焦炉单个桥管荒煤气余热回收装置，其特征在于，包括桥管上升段和桥管下降段，所述桥管上升段和桥管下降段之间设有桥管过渡段，所述桥管下降段内设有蒸发器，所述蒸发器采用增加受热面的多层蒸发器，所述桥管过渡段内设有过热器，蒸发器包括多根并列设置的管道，所述管道之间非接触且管与管之间形成用于流通荒煤气的荒煤气独立通道；
荒煤气经桥管上升段、桥管过渡段、桥管下降段的荒煤气独立通道形成荒煤气流通通道；
水经桥管下降段蒸发器、过热器形成水汽流通通道。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |