[發明專利]一種焦爐上升管換熱熱能回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201510086882.2
• 申請日: 2015-02-25
• 公開（公告）號: CN104673331A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉洪艷;白宏偉;張德慶;盧占剛
• 申請（專利權）人: 鞍山拜爾自控有限公司
• 主分類號: C10B27/00
• 分類號: C10B27/00;F28D7/00;F28F1/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及焦爐荒煤氣余熱回收技術領域，尤其涉及一種用于頂裝焦爐或搗固焦爐的焦爐上升管換熱熱能回收方法及裝置。

背景技術

焦爐生產過程中會產生大量的高溫荒煤氣，為了實現節能減排，多年來，我國焦化企業在焦爐荒煤氣余熱回收利用方面做了很多努力和嘗試。早期的焦爐上升管換熱熱能回收裝置，主要是通過在上升管外側設置水夾套來完成換熱，采用這種換熱形式在常溫水進入上升管換熱器換熱的過程中，往往會因管壁溫度降低而使高溫荒煤氣中的焦油等成分冷凝下來，粘黏在換熱器內壁上，在高溫焦炭的烘烤過程中，形成半焦或石墨，極大地影響換熱效率，而且不能保證換熱裝置的長期穩定運行。為了解決這個問題，出現了在上升管內壁加設襯磚的結構，(申請號為200710158683.3，申請日為2007年11月30日的中國專利公開的一種“焦爐用上升管換熱裝置”中有相關記載)，能夠保證荒煤氣中的焦油物不冷凝、上升管換熱裝置內壁不發生堵塞現象，但是也大大降低了熱量回收效率。到目前為止，荒煤氣中焦油蒸汽結焦問題仍是困擾并阻礙荒煤氣余熱回收利用的難題，還沒有形成一種安全可靠、換熱效率高、能夠解決結焦問題并易于實現工業生產應用的成熟技術。

發明內容

本發明提供了一種焦爐上升管換熱熱能回收方法及裝置，采用兩段式換熱方式，既可以解決荒煤氣中焦油蒸汽結焦問題，同時又可以最大限度回收荒煤氣的熱能，且裝置結構簡單，操作維護方便，有利于在生產中推廣應用。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種焦爐上升管換熱熱能回收方法，采用兩段式換熱過程回收焦爐荒煤氣的熱量，第一段換熱過程換熱介質吸收上升管管壁傳遞的熱量并實現介質自身的預熱；第二段換熱過程預熱后的換熱介質直接在上升管內吸收熱量。

所述換熱介質為水，第一段換熱過程結束后的出水溫度為50～150℃，第二段換熱過程開始前的進水溫度為50～150℃。

用于實現一種焦爐上升管換熱熱能回收方法的裝置，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，通過法蘭與管道連接。

所述低溫換熱裝置為水夾套、螺旋管或環形列管中的一種。

所述高溫換熱裝置為螺旋管或環形列管中的一種。

所述上升管內壁設有耐火材料襯磚或涂刷耐火涂料。

所述水夾套內設螺旋折流帶。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)采用兩段式換熱方式，低溫換熱過程吸收上升管管壁傳遞的熱量并進行換熱介質自身的預熱，高溫換熱過程最大限度回收荒煤氣的熱能，在此過程中由于換熱介質經過預熱因此不會出現荒煤氣中焦油蒸汽遇冷結焦的問題，從而解決了困擾荒煤氣余熱回收的最大難題；

2)用于實現本發明所述方法的裝置結構簡單，形式多樣，并可根據實際情況選擇最佳方式，應用十分靈活；

3)本發明所述裝置采用的水夾套、螺旋管和列管式換熱結構均為成熟技術，投入低、見效快，操作簡單，維護方便，有利于焦化企業的推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的主視圖。

圖2是本發明實施例1的俯視圖。

圖3是本發明實施例2的主視圖。

圖4是本發明實施例2的俯視圖。

圖中：1.上升管本體2.低溫換熱裝置21.低溫換熱裝置進水口22.低溫換熱裝置出水口3.高溫換熱裝置31.高溫換熱裝置進水口32.高溫換熱裝置出水口4.耐火材料內襯5.螺旋折流帶

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

見圖1-圖4，是本發明所述裝置的結構示意圖，本發明所述一種焦爐上升管換熱熱能回收方法，采用兩段式換熱過程回收焦爐荒煤氣的熱量，第一段換熱過程換熱介質吸收上升管管壁傳遞的熱量并實現介質自身的預熱；第二段換熱過程預熱后的換熱介質直接在上升管內吸收熱量。

所述換熱介質為水，第一段換熱過程結束后的出水溫度為50～150℃，第二段換熱過程開始前的進水溫度為50～150℃。

用于實現一種焦爐上升管換熱熱能回收方法的裝置，包括設在上升管外側的低溫換熱裝置和設在上升管內部的高溫換熱裝置，所述低溫換熱裝置的出水口通過外接管道與高溫換熱裝置的入水口相連通，低溫換熱裝置和高溫換裝裝置的出水口、入水口分別設在上升管的上部和下部，通過法蘭與管道連接。