[發明專利]一種焦爐荒煤氣用余熱回收裝置及組合式二級取熱方法

有效

• 申請號: 201410122867.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104946272B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 郭水華;向順華;程樂意
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C10B27/00
• 分類號: C10B27/00;F28D7/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 章鳴玉

技術領域

本發明涉及一種余熱回收再利用裝置及其實施方法，尤其涉及一種應用于焦爐煉焦過程中的焦爐上升管內的荒煤氣的余熱回收再利用的裝置及其實施方法。

背景技術

目前，在各家鋼鐵生產企業的工業焦爐的煉焦過程中，在焦爐上升管內的荒煤氣溫度高達750℃左右，含有大量的熱量。而現有技術下的工業焦爐均采用噴灑氨水急速冷卻工序對高溫的荒煤氣進行冷卻，通過這道噴灑氨水工序可以使荒煤氣急劇降溫至80-85℃，最后降溫后荒煤氣在初冷器中再用冷卻水間接冷卻至常溫。

然而，這種急速冷卻工序流程不僅浪費了高溫荒煤氣中的熱量，而且浪費了大量的水資源和電力，并形成了焦化廢水問題。

而工業焦爐所排出的750℃左右的荒煤氣至今沒有得到廣泛回收利用，確實存在技術上的難點，如下所述：

1.工業焦爐荒煤氣成分復雜，且含有焦油等組分，如果利用普通的換熱裝置回收荒煤氣余熱時，由于荒煤氣溫度降低會導致焦油蒸汽冷凝析出，即產生了結焦問題，大大影響了換熱質量和效率；

2.工業焦爐荒煤氣的產生和其他余熱利用的方式不同，工業焦爐荒煤氣并非持續不斷的產生，而是具有工序周期性，且荒煤氣流量、溫度都會隨著煉焦周期而發生變化，這些特性不利于普通的換熱裝置的溫度和壓力控制，會影響換熱裝備的使用，大大降低了換熱設備的壽命。

專利《一種從焦爐荒煤氣中回收余熱的方法》（CN103131432）、專利《一種焦爐成組新型橋管荒煤氣余熱回收裝置》（CN202829936U）、專利《一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統及方法》（CN102796537），以上3項專利均采用了水作為換熱介質，通過一級換熱產生蒸汽，這種方法會造成換熱設備壁面溫度低，容易發生焦油冷凝結焦問題，與本發明在設計與實施方法上不同。

專利《用于焦爐上升管荒煤氣余熱回收系統》（CN202881181U）、專利《一種焦爐荒煤氣余熱回收利用方法及專用換熱式上升管》（CN102329627）使用氣體介質換熱后再與水換熱，通過二級換熱產生蒸汽。這種方法能夠在一定程度上提高換熱設備壁面溫度，減緩結焦。但是無法避免由于荒煤氣周期性波動造成的影響，不利于換熱設備壁面溫度的穩定以及換熱設備的穩定使用，而本發明恰恰能解決這些問題。

綜上所述，現迫切需要一種新型的焦爐荒煤氣用的余熱回收再利用裝置及方法，非但能解決水資源和電力浪費的問題，而且還能應對工業焦爐荒煤氣成分復雜、荒煤氣流量、溫度周期變化以及換熱效率低的問題。

發明內容

為了解決現有技術下的工業焦爐煉焦過程中的焦爐管道內的荒煤氣的余熱利用所產生的水資源和電力浪費、工業焦爐荒煤氣成分復雜、荒煤氣流量、溫度周期變化以及換熱效率低的問題。本發明提供了一種焦爐荒煤氣用余熱回收裝置及組合式二級取熱方法，通過其獨特的管路設計，可以避免或者減緩結焦，同時高效率的回收荒煤氣余熱，而且避免對現有焦爐結構進行大的改造。本發明的具體裝置部分的結構和實施方法如下所述：

一種焦爐荒煤氣用余熱回收裝置及組合式二級取熱方法，包括管內設置有耐火材料層的焦爐上升管，該焦爐上升管的上端設置有上升管水封蓋，焦爐上升管的下端開設有荒煤氣進口，焦爐上升管的管壁一側設置貫通管內的荒煤氣出口，其特征在于：

所述的焦爐上升管在其管內設置有一余熱回收組件，該余熱回收組件與焦爐上升管之間相互密封；

所述的余熱回收組件的上部固定在上升管水封蓋處的下部，而余熱回收組件的下部則設置于焦爐上升管下端的荒煤氣進口處。

荒煤氣從焦爐上升管的下端的荒煤氣進口進入焦爐上升管內，然后從焦爐上升管的管壁一側的荒煤氣出口流出，這段過程由余熱回收組件進行余熱回收再利用。