焦炉上升管余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种焦炉上升管余热回收装置。

背景技术：

焦炉在炼焦过程中，炭化室逸出大量的荒煤气，经过焦炉上升管、桥管、集气管冷却集合后送入化产装置进行净化处理；在一个结焦周期内，单孔炭化室产出的荒煤气约10000m3，荒煤气经过焦炉上升管时温度高达650～800℃，含有大量的显热。为了降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷循环氨水急速冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80～85℃。该工艺流程不仅浪费了大量荒煤气显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加了污水排放量。

焦炉荒煤气显热巨大且未被有效利用。当前炼焦工业积极寻找降本增效的新途径，节能——无疑是降低成本的一个重要手段，并且随着工业生产的高速发展，能源需求量越来越大，而能源的供应却越来越紧张，各行各业必须挖潜革新，尽量采取节能减排措施。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种根据焦炉上升管内荒煤气量进行匹配的焦炉上升管余热回收装置。

为达到上述目的，本实用新型焦炉上升管余热回收装置，包括依次连通的两个或两个以上的上升管蒸发器；

所述上升管蒸发器包括由内向外依次设置的内管、内套管、保温层、外夹套；其中，所述内管的内侧为荒煤气通道，所述内套管顶端与所述内管顶端密封连接，所述内套管底端和所述内管底端密封连接，所述内管与内套管之间形成汽水通道；

所述内套管对应汽水通道的顶部设置有汽水出口，所述汽水出口穿过所述保温层和外夹套；所述内套管对应汽水通道底部设置有汽水入口，所述汽水入口穿过保温层和外夹套；

上升管蒸发器的汽水出口与上方相邻的上升管蒸发器的汽水入口连通。

进一步地，所述汽水通道内设置有若干扰流板，各所述扰流板与所述内管和/或内套管连接。

进一步地，所述内管和所述内套管为无缝钢管，所述内管的内壁上设置有不粘涂层。

进一步地，所述内套管对应所述汽水通道底部设置有排污口。

进一步地，所述内套管和所述外夹套上设置有波纹补偿器。

进一步地，各所述扰流板在汽水通道螺旋排列，相邻两扰流板之间间隔设置，相邻两圈螺旋轨迹上的扰流板交错设置。

进一步地，所述上升管换热器的还包括两连接法兰，其中一个连接法兰与所述内管和外夹套的顶端连接，另一个连接法兰与所述内管和外夹套的底端连接；所述上升管换热器顶端法兰与上方相邻的上升管换热器底端的法兰连接。

进一步地，所述外夹套上设置有平衡孔。

进一步地，所述扰流板包括若干内管扰流板和若干内套管扰流板；

各所述内管扰流板在所述内管的外壁上螺旋分布，相邻两内管扰流板之间间隔设置；所述内管扰流板的外边缘与所述内套管间隔设置；

各所述内套管扰流板在所述内套管的内壁上螺旋分布，相邻两内套管扰流板之间间隔设置；所述内套管扰流板的内边缘与所述内管间隔设置；

所述内套管扰流板的螺旋轨迹和所述内管扰流板的螺旋轨迹交错设置。

本实用新型焦炉上升管余热回收装置可以根据所述焦炉上升管内荒煤气量决定串联运行的上升管蒸发器数量，实现荒煤气量和该装置的余热回收能力的匹配。相对于现有技术上升管结构，本实用新型在确保焦炉安全运行、不影响生产工艺参数的同时，有效回收焦炉上升管内荒煤气余热、降低了冷却氨水的用量，同时，避免上升管内壁结焦、腐蚀现象。

附图说明

图1是本实用新型焦炉上升管荒煤气余热回收装置的一种优选结构示意图；

图2是图1的A-A视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种焦炉上升管荒煤气余热回收装置，该装置包括两个焦炉上升管蒸发器1、2；其中所述焦炉上升管蒸发器1采用夹套型结构，分别由焦炉荒煤气通道3、内管5、汽水通道7、内套管8、保温层13、外夹套14等组成，中心管程为圆柱形荒煤气通道3，内管壁5设涂层以防结焦，同时作为主要受热面。

所述管壁夹套为汽水通道7，汽包给水在夹套内吸收上升管蒸发器的热量，产生汽水混合物；所述上升管蒸发器内部设置冷却水导流结构9，可以使夹套内汽水流场均匀分布。

所述上升管蒸发器内管5、内套管8为整只合金无缝钢管，无焊缝，可避免事故时水流入炭化室的情况发生；所述焦炉上升管蒸发器底部设置进水口10a/b和排污口15a/b，顶部设置汽水混合物出口6a/b。

本实施例焦炉上升管余热回收装置可以根据所述焦炉上升管内荒煤气量决定串联运行的上升管蒸发器数量，实现荒煤气量和该装置的余热回收能力的匹配。相对于现有技术上升管结构，本实施例在确保焦炉安全运行、不影响生产工艺参数的同时，有效回收焦炉上升管内荒煤气余热、降低了冷却氨水的用量，同时，避免上升管内壁结焦、腐蚀现象。

本实施例中的上升管蒸发器数量仅仅作为一个举例，并不对本实用新型的保护范围形成限定，在上述实施例的基础上，焦炉上升管内荒煤气量决定串联运行的上升管蒸发器数量，相邻的上升管蒸发器可通过法兰4连接，上升管蒸发器2的顶部设置汽水混合物出口6b与上升管蒸发器1底部设置进水口10a通过连接管11连接，从而实现荒煤气量和该系统的余热回收能力的匹配。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：内套管外壁8与外夹套14上分别设置波纹补偿器12。所述外夹套上侧设置平衡孔16。

由于内管5、内套管8、外夹套14的受热程度不一样，材质也不一样，因此，本实施例在所述内套管8和外夹套14上设置了波纹补偿器，以补偿三者之间的涨缩率引起的形变差异，避免上升管换热器发生破坏。

实施例3

在上述实施例的基础上，各所述扰流板9在汽水通道螺旋排列，相邻两扰流板9之间间隔设置，相邻两圈螺旋轨迹上的扰流板9交错设置。

本实施例中的扰流板9的设置方式能够使换热介质根据其温度自发的选择流动方式，如果介质温度较高，上升能力较强，会从扰流板9间隔之间直接上升，如果介质温度相对交底，上升能力较弱，会沿着螺旋通道流动，延长换热路径，从而能够保证介质的充分进行热交换。

实施例4

本实施例与实施例3的不同之处在于：所述扰流板9包括若干内管5扰流板9和若干内套管8扰流板9；

各所述内管5扰流板9在所述内管5的外壁上螺旋分布，相邻两内管5扰流板9之间间隔设置；所述内管5扰流板9的外边缘与所述内套管8间隔设置；

各所述内套管8扰流板9在所述内套管8的内壁上螺旋分布，相邻两内套管8扰流板9之间间隔设置；所述内套管8扰流板9的内边缘与所述内管5间隔设置；

所述内套管8扰流板9的螺旋轨迹和所述内管5扰流板9的螺旋轨迹交错设置。

本实施例中的扰流板9不会同时连接内管5和内套管8，从而避免了扰流板9将内管5的热量传导给内套管8，从而，减少内套管8热量的损失，增加换热介质的换热量。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。