一种焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法及设备与流程

本发明属于电力设备领域，特别涉及一种焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法。

背景技术：

焦炉能对煤炭做高温干馏处理，将其高效地转换为焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等产物，是高效的能量转换窑炉。在焦炉支出热中，650℃-700℃荒煤气的带出热约占36％，具有极高的回收利用价值。

焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置的结构，总体分内、中、外三层基本结构。内层为耐高温、耐腐蚀的合金钢材质的圆筒，荒煤气在圆筒内自下而上流过。中间为核心传热层，具有高导热能力的、一定厚度的耐高温固体介质层紧密附着于内筒的外壁，传热管穿过固体介质层，且与该固体介质层紧密接触，传热管内流过的为取热介质，其在流动过程中吸收了内筒内荒煤气的放热量，在自下而上的流动过程中温度升高。传热管或螺旋上升盘旋在该固体介质内，或自下而上直立布置于该固体介质层，固体介质层需覆盖整个传热管的外表面；外层为保温保护层，金属材质筒体，内壁面上贴有保温材料，对内筒和中间核心传热层起到保温和保护的作用，减少热损失，不受冲击。例如，见图1，焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置包括换热盘管4和自外而内依次设置的内壁填充柔性保温层5的外筒层1、中间介质层2、内筒层3；换热盘管4固定于中间介质层2内，其底端为工质入口管道41、顶端为工质出口管道42。由此可见，内层固体介质层自身的性质以及固体介质层的涂装质量对于焦炉上升管的性能影响非常大。通常固体介质层的涂装采用直接灌装于内外层之间形成，涂装不均匀、质量不稳定，导致上升管取热装置的质量不佳，无论是使用寿命或是传热效率均难以保证。

技术实现要素：

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种一种焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法。

技术方案：本发明提供的一种焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法，包括以下步骤：

(1.1)将高导热性能的固体粉末和耐高温胶水混合，得湿料；

(1.2)在外筒层内侧壁上填充柔性保温层；在下法兰上安装内筒层，在内筒层外安装换热盘管，再在换热盘管外套上内壁已填充柔性保温层的外筒层，再连接上法兰，，换热盘管的工质入口管道、工质出口管道分别伸出外筒层外，焊接工质入口管道和外筒层；

(1.3)将湿料加入压力机的压力容器内，将压力机的喷出管插入换热盘管的工质出口管道与外筒层的间隙内，开启压力机的加压装置，湿料喷入外筒层、内筒层之间的空间内，喷出管在喷入湿料的同时具有振动作用，将湿料在压力和振动的协同作用下填充入外筒层、内筒层之间的空间内，移除喷出管；

(1.4)向换热盘管内通入热水，热水从工质入口管道进、从工质出口管道出，利用换热盘管内通入的热水将湿料中的水分从工质出口管道与外筒层的间隙排出，通入热水至工质出口管道与外筒层的间隙无水分排出，即可。

步骤(1.1)中，所述高导热性能的固体粉末包括微米石墨粉50-75份、纳米铜粉15-25份、微米镍粉1-3份、微米铁粉1-3份、微米铝粉1-3份、微米硅粉1-3份、炭黑0.5-1.5份、石棉0.5-1.5份、石英0.5-1.5份，其中，微米镍粉、微米铁粉、微米铝粉、微米硅粉的总量为6-10份，以重量份计；所述耐高温胶水为耐温900℃以上的高强度结构胶；所述高导热性能的固体粉末和耐高温胶水的质量比为(3-5)：1。

步骤(1.4)中，热水温度为75-85℃，热水流量为3-5m³/h。

本发明还提供了一种用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装的压力机，包括依次连接的加压装置、压力容器和喷出管。

有益效果：本发明提供的涂装方法工艺简单、成本低廉，一方面通过选择特定的固体粉末和胶水保证了固体介质层的换热效率和涂装质量，另一方面通过利用压力机喷出管自然振动、利用焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固有的部件烘干大大降低了涂装成本，保证了涂装质量。

附图说明

图1为焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置的结构示意图。

图2为压力机的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明作出进一步说明。

实施例1

用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装的压力机，包括依次连接的加压装置101、压力容器102和喷出管103。

实施例2

焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法，包括以下步骤：

(1.1)将高导热性能的固体粉末和耐高温胶水混合，得湿料；高导热性能的固体粉末包括微米石墨粉65份、纳米铜粉20份、微米镍粉2份、微米铁粉2份、微米铝粉2份、微米硅粉2份、炭黑1份、石棉1份、石英1份，以重量份计；耐高温胶水为耐温900℃以上的高强度结构胶；高导热性能的固体粉末和耐高温胶水的质量比为4：1；

(1.2)在外筒层1内侧壁上填充柔性保温层5；在下法兰6上安装内筒层3，在内筒层3外安装换热盘管4，再在换热盘管4外套上内壁已填充柔性保温层5的外筒层1，再连接上法兰7，，换热盘管4的工质入口管道41、工质出口管道42分别伸出外筒层1外，焊接工质入口管道41和外筒层1；

(1.3)将湿料加入压力机的压力容器102内，将压力机的喷出管103插入换热盘管4的工质出口管道42与外筒层1的间隙内，开启压力机的加压装置101，湿料喷入外筒层1、内筒层3之间的空间内，喷出管103在喷入湿料的同时具有振动作用，将湿料在压力和振动的协同作用下填充入外筒层1、内筒层3之间的空间内，移除喷出管103；

(1.4)向换热盘管4内通入80℃的热水，热水流量为4m³/h，热水从工质入口管道41进、从工质出口管道42出，利用换热盘管4内通入的热水将湿料中的水分从工质出口管道42与外筒层1的间隙排出，通入热水至工质出口管道42与外筒层1的间隙无水分排出，即可。

实施例3

焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法，包括以下步骤：

(1.1)将高导热性能的固体粉末和耐高温胶水混合，得湿料；高导热性能的固体粉末包括微米石墨粉50份、纳米铜粉25份、微米镍粉1份、微米铁粉1份、微米铝粉1份、微米硅粉3份、炭黑0.5份、石棉1.5份、石英0.5份，以重量份计；耐高温胶水为耐温900℃以上的高强度结构胶；高导热性能的固体粉末和耐高温胶水的质量比为3：1；

(1.2)在外筒层1内侧壁上填充柔性保温层5；在下法兰6上安装内筒层3，在内筒层3外安装换热盘管4，再在换热盘管4外套上内壁已填充柔性保温层5的外筒层1，再连接上法兰7，换热盘管4的工质入口管道41、工质出口管道42分别伸出外筒层1外，焊接工质入口管道41和外筒层1；

(1.3)将湿料加入压力机的压力容器102内，将压力机的喷出管103插入换热盘管4的工质出口管道42与外筒层1的间隙内，开启压力机的加压装置101，湿料喷入外筒层1、内筒层3之间的空间内，喷出管103在喷入湿料的同时具有振动作用，将湿料在压力和振动的协同作用下填充入外筒层1、内筒层3之间的空间内，移除喷出管103；

(1.4)向换热盘管4内通入75℃的热水，热水流量为5m³/h，热水从工质入口管道41进、从工质出口管道42出，利用换热盘管4内通入的热水将湿料中的水分从工质出口管道42与外筒层1的间隙排出，通入热水至工质出口管道42与外筒层1的间隙无水分排出，即可。

实施例4

焦炉上升管荒煤气余热回收换热器内固体介质层的涂装方法，包括以下步骤：

(1.1)将高导热性能的固体粉末和耐高温胶水混合，得湿料；高导热性能的固体粉末包括微米石墨粉75份、纳米铜粉15份、微米镍粉3份、微米铁粉3份、微米铝粉3份、微米硅粉1份、炭黑1.5份、石棉0.5份、石英1.5份；耐高温胶水为耐温900℃以上的高强度结构胶；高导热性能的固体粉末和耐高温胶水的质量比为5：1；

(1.2)在外筒层1内侧壁上填充柔性保温层5；在下法兰6上安装内筒层3，在内筒层3外安装换热盘管4，再在换热盘管4外套上内壁已填充柔性保温层5的外筒层1，再连接上法兰7，，换热盘管4的工质入口管道41、工质出口管道42分别伸出外筒层1外，焊接工质入口管道41和外筒层1；

(1.3)将湿料加入压力机的压力容器102内，将压力机的喷出管103插入换热盘管4的工质出口管道42与外筒层1的间隙内，开启压力机的加压装置101，湿料喷入外筒层1、内筒层3之间的空间内，喷出管103在喷入湿料的同时具有振动作用，将湿料在压力和振动的协同作用下填充入外筒层1、内筒层3之间的空间内，移除喷出管103；

(1.4)向换热盘管4内通入85℃的热水，热水流量为3m³/h，热水从工质入口管道41进、从工质出口管道42出，利用换热盘管4内通入的热水将湿料中的水分从工质出口管道42与外筒层1的间隙排出，通入热水至工质出口管道42与外筒层1的间隙无水分排出，即可。

采用实施例2至4、对比例1至11的湿料配方(见表1)，分别在80℃下干燥，分别得到固体介质，测试该固体介质的性能。

表1对比例湿料配方

测试性能，结果见表2和3。

表2实施例2至4、对比例1至11的固体介质的导热性能

导热系数采用gb/t10295-2008方法测试。

表3实施例2至4、对比例1至11的固体介质的抗拉强度

耐压强度采用gb5072-82方法测试；抗折粘结强度采用gb5123-1993方法测试。

由以上结果可知：

(1)本发明实施例2至4的固体介质导热性能好，抗拉强度高；

(2)对比例1微米石墨粉用量少其他组份用量相对多，对比例2微米石墨粉用量多其他组份用量相对少，导热性能均不佳；对比例3纳米铜粉用量少其他组份用量相对多，对比例4纳米铜粉用量多其他组份用量相对少，导热性能均不佳；由此可见，微米石墨粉和纳米铜粉在一定比例范围内，导热性能较好；

(3)对比例5至8分别单独使用微米镍粉、微米铁粉、微米铝粉、微米硅粉，然而，这些组份单独使用时，该固体介质在烘干后有较多的小气孔，导致固体介质导热性能下降明显；

(4)对比例9至11分别单独使用了炭黑、石棉、石英，制得的固体介质抗拉强度不佳。