[發明專利]一種焦爐荒煤氣余熱利用方法和設備

無效

• 申請號: 201210191310.7
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102706195A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 董久明;王占華
• 申請（專利權）人: 唐山市天元化工設備有限公司
• 主分類號: F28D19/00
• 分類號: F28D19/00;F28F1/10;F28F9/26
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所 13106
• 代理人: 于文順

技術領域

本發明涉及一種焦爐荒煤氣余熱利用方法和設備，屬于焦爐荒煤氣余熱回收利用技術領域。

背景技術

目前，人們在工業領域積累了豐富的余熱利用技術，焦爐荒煤氣余熱利用也是其中之一，然而，背景技術中，自焦炭企業使用碳化室法燒制焦炭以來，上升管內高溫焦爐荒煤氣的余熱就一直未能有效利用，只能用循環氨水降溫把熱量白白浪費。有人將荒煤氣與夾套內的工藝介質水換熱，但是出現換熱面粘結焦油、絮狀物堵塞問題，換熱面損壞后，夾套內工藝介質水漏進碳化室影響焦炭生產。近年來，采用熱管技術和導熱油技術進行焦爐荒煤氣余熱利用，都不能長周期穩定運行，主要原因是：這些背景技術都沒有克服焦爐煤氣換熱的困難，當換熱系統其它部分故障停止工作時，碳化室法，一爐焦沒有生產完，是不能在中途短時間內停爐的，所以出現熱管爆管、導熱油過熱結焦等問題。這些現狀在2010年9月14日《中國冶金報》中所刊登的一篇由豐恒夫撰寫的“煉焦荒煤氣余熱回收任重道遠”文章中作了詳細的說明，該文共包括三部分的內容：一是煉焦荒煤氣余熱利用的必要性；二是我國煉焦荒煤氣余熱利用進程；三是加快煉焦荒煤氣余熱回收技術的研發。該文在第二部分內容的結尾自然段強調指出：“煉焦荒煤氣余熱回收利用技術在我國近30年的研究歷程，其材料、結構不能滿足現場工況要求，效率低壽命短，關鍵技術沒有突破，至今尚無成熟、可靠、穩定的大工業化應用實例”。

發明內容

本發明目的是提供一種焦爐荒煤氣余熱利用方法和設備，使換熱面不腐蝕、粘結焦油或絮狀物堵塞，受熱面損壞，也不向碳化室內漏工藝介質（水），解決背景技術中存在的上述問題。

本發明的技術方案是：

一種焦爐荒煤氣余熱利用方法，在焦爐上升管內放置由內管和外管組成雙層套管，在外管和內管之間形成封閉空間，該封閉空間稱為夾層，雙層套管的內管里面是流動的工藝介質，雙層套管的外管和內管之間的夾層內放置導熱介質，焦爐上升管內高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導熱介質，導熱介質通過內管把熱量傳給工藝介質。

一種焦爐荒煤氣余熱利用設備，包含上升管、由內管和外管組成的雙層套管、雙層套管在上升管殼體上的進口和出口，雙層套管的外管和內管之間形成封閉空間，該封閉空間稱為夾層，雙層套管由進口穿過上升管殼體進入上升管內，在上升管內布置完穿出上升管殼體即為出口，雙層套管的內管里是流動的工藝介質，夾層內放置導熱介質，焦爐上升管內高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導熱介質，導熱介質通過內管把熱量傳給工藝介質。

所述的雙層套管在上升管內螺旋狀布置。

所述的工藝介質為水，導熱介質為氣固兩相合成材料、液固兩相合成材料、固相合成材料。

工作時高溫的焦爐荒煤氣流進上升管內，邊向上流動，邊通過外管與夾層內的導熱介質換熱，最后流出上升管，吸收荒煤氣余熱的導熱介質通過內管把熱量傳給內管里的工藝介質，由進口流入內管里的的工藝介質吸熱后由出口流出，去下一工序。

本發明回收利用焦爐荒煤氣余熱的部位是在焦爐頂上升管底座法蘭至上升管橋管閥體法蘭之間，恰恰是焦爐上升管的位置，特別適用于舊焦爐的改造。回收的熱量最終傳遞給了工藝介質，使工藝介質的溫度升高或產生蒸汽，最重要的是采用增加一層外管的方法，成功地解決了傳熱面粘結焦油或絮狀物堵塞和內管的傳熱面損壞，工藝介質（如水）漏不入碳化室的問題，這里需要解釋一下：我們知道熱量由高向低自動傳導，在荒煤氣向工藝介質傳熱過程中，荒煤氣溫度高于外管溫度，外管溫度高于導熱介質溫度，導熱介質溫度高于內管溫度，內管溫度高于工藝介質溫度，于是新增外管溫度就高于內管溫度，由于外管溫度提高了，荒煤氣中焦油無法冷凝粘結在外管表面，形成絮狀物堵塞了；新增外管在空間上完全包容內管，內管傳熱面損壞工藝介質只能漏人夾層內，卻進不了碳化室，所以使用安全可靠；安裝調試投入運行，不影響焦爐的正常生產。

采用本發明，為防止出現荒煤氣出口溫度偏高問題，把有效的余熱全部合理回收，采用增大傳熱面的技術措施，包括：增加雙層套管在上升管內的布置長度、表面增加翅片等。

本發明的積極效是：使換熱面不腐蝕粘結焦油或絮狀物堵塞，在換熱面損壞時，工藝介質漏不入焦爐碳化室，具有節能效果突出、長周期穩定運行、安全可靠、維護修理簡便等特點，解決了本領域長期渴望解決的技術問題。

附圖說明

附圖1是本發明實施例示意圖；

圖中：上升管1、雙層套管2、外管3、內管4、進口5、出口6。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明