一种新型高效换热的上升管余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种新型高效换热的上升管余热回收装置，用于安全回收焦炉上升管荒煤气的余热。

背景技术：

在焦炭生产过程中，配合煤在焦炉中隔绝空气加热干馏，生成焦炭的同时会产生大量的荒煤气。从炼焦生产过程平衡分布看，在焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热占焦炉支出热的37％，650～850℃焦炉上升管荒煤气带出余热占焦炉支出热的36％，180～230℃焦炉烟道废气带出热占焦炉支出热的16％，炉体表面热损失占焦炉支出热的11％。传统工艺采用喷洒氨水使其急剧降温至82～85℃，再经初冷器冷却至22～35℃。该流程不仅浪费大量的荒煤气显热，而且需要冷却循环水和电力，因此回收荒煤气的余热是炼焦行业节能减排有效的研究方向。

当前国内主要的回收荒煤气余热的技术主要有：水夹套技术、导热油夹套技术、热管式换热技术、余热锅炉技术、半导体温差发电试验等。而这些技术仍然存在着漏水、结焦石墨化、成本高等缺点。上升管余热回收往往存在很大的安全问题，装置在运行中会产生水泄露入焦炉中而影响焦炉。上升管内壁由于直接与荒煤气接触，容易结焦，需频繁清除结焦。另外，目前的上升管余热回收装置其换热介质水过冷会产生急剧的热胀冷缩，影响结构的安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种新型高效换热的上升管余热回收装置，解决了上升管余热回收最大的安全问题，保证了装置在运行中不会产生泄露影响焦炉。与荒煤气接触的壁面不会结焦，无需再频繁清除结焦。同时，在结构上保证了可靠的传热，其每吨焦可产100kg以上中低压蒸汽。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种新型高效换热的上升管余热回收装置，包括双层夹套管，外管为保温管，与荒煤气直接接触的内管为换热管，外管与内管之间的空间设置有用于换热的盘管，盘管沿内管外壁盘绕设置，外管与内管之间的空间下部设有双层盘管结构。采用夹套及盘管形式，避免了管子直接受热，管子内通热水，具有双重安全保障，保证水不泄露如焦炉中。下部采用了双层盘管，冷水先经外层初步加热，随后进入主管道，保证了主管道不会由于进入水过冷产生急剧的热胀冷缩，影响结构安全。

进一步的技术方案是，双层盘管结构包括外管与内管之间的空间下部的内盘管及绕设在内盘管外的外盘管，外盘管一端为换热介质入口，另一端与内盘管相连通。

进一步的技术方案是，盘管其靠近内管外壁的表面与内管外壁之间的空间设有耐高温填料；耐高温填料采用耐高温纳米填料。盘管与内层之间填充耐高温具有一定换热系数的填料用于加强盘管与管壁的换热。内盘管与外盘管之间的空间也可以设有耐高温填料。

进一步的技术方案为，盘管内的换热介质为水；所述内管内壁设有高温耐腐蚀纳米涂层；相邻盘管之间设有用于热膨胀的间隙，间隙距离为2±1mm。上升管与荒煤气接触的内壁喷涂耐高温耐腐蚀的纳米涂层，不但耐腐耐高温，其纳米结构不易结垢黏连，保证管壁的长期使用。盘管之间留有2mm左右膨胀间隙，可自由膨胀，保证结构的安全。

进一步的技术方案为，内管采用耐高温陶瓷管，并且内管内壁设有纳米涂层。这一方案是针对本装置使用在7m及以上高度焦炉时的情况。

本实用新型的优点和有益效果在于：解决了上升管余热回收最大的安全问题，保证了装置在运行中不会产生泄露影响焦炉。与荒煤气接触的壁面由于涂有纳米涂层，不会结焦，无需再频繁清除结焦。同时，在结构上保证了可靠的传热，其每吨焦可产100kg以上中低压蒸汽。采用夹套及盘管形式，避免了管子直接受热，管子内通热水，具有双重安全保障，保证水不泄露如焦炉中。下部采用了双层盘管，冷水先经外层初步加热，随后进入主管道，保证了主管道不会由于进入水过冷产生急剧的热胀冷缩，影响结构安全。盘管与内层之间填充耐高温具有一定换热系数的填料用于加强盘管与管壁的换热。上升管与荒煤气接触的内壁喷涂耐高温耐腐蚀的纳米涂层，不但耐腐耐高温，其纳米结构不易结垢黏连，保证管壁的长期使用。盘管之间留有2mm左右膨胀间隙，可自由膨胀，保证结构的安全。

附图说明

图1是本实用新型一种新型高效换热的上升管余热回收装置的示意图。

图中：1、外管；2、内管；3、盘管；4、内盘管；5、外盘管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型是一种新型高效换热的上升管余热回收装置，包括双层夹套管，外管1为保温管，与荒煤气直接接触的内管2为换热管，外管1与内管2之间的空间设置有用于换热的盘管3，盘管3沿内管2外壁盘绕设置，外管1与内管2之间的空间下部设有双层盘管结构。双层盘管结构包括外管1与内管2之间的空间下部的内盘管4及绕设在内盘管4外的外盘管5，外盘管5一端为换热介质入口，另一端与内盘管4相连通。盘管3其靠近内管2外壁的表面与内管2外壁之间的空间设有耐高温填料；耐高温填料采用耐高温纳米填料。盘管3内的换热介质为水；所述内管2内壁设有高温耐腐蚀纳米涂层；相邻盘管3之间设有用于热膨胀的间隙，间隙距离为2±1mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种新型高效换热的上升管余热回收装置，其特征在于，包括双层夹套管，外管为保温管，与荒煤气直接接触的内管为换热管，外管与内管之间的空间设置有用于换热的盘管，盘管沿内管外壁盘绕设置，外管与内管之间的空间下部设有双层盘管结构。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效换热的上升管余热回收装置，其特征在于，所述双层盘管结构包括外管与内管之间的空间下部的内盘管及绕设在内盘管外的外盘管，外盘管一端为换热介质入口，另一端与内盘管相连通。

3.根据权利要求2所述的一种新型高效换热的上升管余热回收装置，其特征在于，所述盘管其靠近内管外壁的表面与内管外壁之间的空间设有耐高温填料；耐高温填料采用耐高温纳米填料。

4.根据权利要求3所述的一种新型高效换热的上升管余热回收装置，其特征在于，所述盘管采用单绕或双绕结构，盘管内的换热介质为水；盘管之间设有用于热膨胀的间隙，间隙距离为2±1mm，所述双层夹套管其内管内壁设有高温耐腐蚀纳米涂层。

5.根据权利要求4所述的一种新型高效换热的上升管余热回收装置，其特征在于，所述内管采用耐高温陶瓷管，并且内管内壁设有纳米涂层。

技术总结
本实用新型公开了一种新型高效换热的上升管余热回收装置，包括双层夹套管，外管为保温管，与荒煤气直接接触的内管为换热管，外管与内管之间的空间设置有用于换热的盘管，盘管沿内管外壁盘绕设置，外管与内管之间的空间下部设有双层盘管结构。本实用新型解决了上升管余热回收最大的安全问题，保证了装置在运行中不会产生泄露影响焦炉。与荒煤气接触的壁面由于涂有纳米涂层，不会结焦，无需再频繁清除结焦。同时，在结构上保证了可靠的传热，其每吨焦可产100kg以上中低压蒸汽。

技术研发人员：惠建明;郁鸿凌
受保护的技术使用者：无锡亿恩科技股份有限公司
技术研发日：2019.10.30
技术公布日：2020.08.18