[發明專利]一種異型水夾套荒煤氣顯熱回收裝置

有效

• 申請號: 201510640965.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105180667B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 曹先常;程樂意;劉詠梅;張嘉陵;陳祎
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼節能環保技術有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;C10B27/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種水夾套荒煤氣顯熱回收裝置技術領域，尤其是涉及一種異型水夾套荒煤氣顯熱回收裝置。

背景技術

焦爐生產中主要有三大余熱資源，分別是紅焦顯熱，焦爐荒煤氣顯熱和焦爐煙氣余熱，其中荒煤氣余熱占到了焦爐余熱資源的30％以上，但一直未能得到充分利用。目前，國內外焦爐都是將碳化室干餾產生的高溫荒煤氣通過上升管，橋管將其導入集氣管，并在荒煤氣進入集氣管前噴灑氨水，將荒煤氣溫度降到80℃以下，再通過管道送入化產回收系統，溫度升高的氨水靠自然冷卻和換熱進行降溫，大量清潔而高效的熱能未得到利用，造成了巨大的資源浪費。

從焦爐碳化室出來進入上升管的荒煤氣約700～800℃之間，未能得到很好的利用，導致能源浪費。上世紀七八十年代，一些企業采用上升管汽化冷卻裝置回收熱量，該裝置由外筒和內筒組成水夾套，并相應設有進水口，出汽口和排污口，在水夾套與荒煤氣換熱的內壁襯耐火磚。經檢索發現，申請號為CN200910230821.3，名稱為新型焦爐上升管余熱利用裝置的中國專利申請公開了一種余熱利用裝置。其由串聯而成的多段利用裝置組成，每段余熱利用裝置由外筒和內筒組成環形空腔，螺旋盤管的進水口和出水口穿過環形空腔與外界相連，環形空腔內填充導熱介質：工作時，荒煤氣從上升管下部進入上升管內，通過輻射換熱將熱量傳遞給上升管內筒之間的導熱介質，導熱介質再將熱量傳遞給盤繞在其中的螺旋盤管水管。循環水由最上端的進水口依次進入串聯的焦爐上升管余熱利用轉置后，部分或全部汽化，從最后一個出口進入汽包，實現余熱回收利用。這些裝置存在幾點問題：

1.荒煤氣中的雜質在冷熱交替環境下，在水夾套根部易產生結焦，影響換熱器正常工作；

2.水夾套受熱應力和焊點等因素影響，使用時間久了會產生泄漏問題，嚴重時導致整個汽包里的水漏入碳化室，造成安全事故；

3.特殊情況下停水后再送水時，內筒受應力易發生變形，因此很多企業相繼停止運行，拆除了該裝置。

發明內容

為了克服以上技術問題，本發明旨在提供一種異型水夾套荒煤氣顯熱回收裝置，從而在保證整個煉焦爐安全運行的情況下，通過對換熱介質受熱面采取新型的N型水夾套布置，實現荒煤氣顯熱持續穩定有效的回收與利用。

為了達到上述發明目的，解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種異型水夾套荒煤氣顯熱回收裝置，包括一上升管換熱器，所述上升管換熱器進一步包括上升管內筒、上升管外筒、異型水夾套和水夾套隔板，其中，

所述上升管內筒內側呈中空狀，用于荒煤氣的流通；

所述上升管外筒套設在所述上升管內筒的外側；

所述異型水夾套環繞設置于所述上升管內筒與上升管外筒之間，通過所述水夾套隔板分隔成若干組垂直通道水夾套，每組所述垂直通道水夾套呈N型布置；

若干組所述垂直通道水夾套首尾相連，其內部容置有換熱介質，所述換熱介質在每組所述垂直通道水夾套中上下來回形成N個行程，并通過所述上升管內筒與所述上升管內筒內部的荒煤氣進行熱交換。

較佳的，若干組所述垂直通道水夾套均勻設置于所述上升管內筒的外側壁上。

較佳的，所述異型水夾套的上端環繞設置有一出口集箱，下端環繞設置有一進口集箱，每組所述垂直通道水夾套上下各設置有連接通道與所述出口集箱和進口集箱連通。

優選的，所述N個行程為奇數個行程。

優選的，當N為1時，所述奇數個行程為單行程，每組所述垂直通道水夾套呈I型布置，所述出口集箱和進口集箱直接設置在所述垂直通道水夾套上下兩端。

較佳的，所述水夾套隔板與所述上升管內筒兩者可組合形成一個整體，或直接一體形成。

較佳的，所述上升管內筒由耐腐蝕材料或復合金屬材料制成。

較佳的，所述上升管內筒為無縫金屬結構。

較佳的，所述上升管外筒由金屬材料制成。

本發明由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

1.本發明提供的一種異型水夾套荒煤氣顯熱回收裝置，其中上升管換熱器采用套筒式結構，此種結構整體性強、強度高，當荒煤氣溫度呈周期性變化時，垂直通道水夾套足夠可靠，管壁不宜發生破裂造成換熱介質的泄漏時，保證了焦爐碳化室的安全生產；