[發(fā)明專利]一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811277112.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN109282260A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭宏新;劉豐;張賢福;江郡;劉世平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司
• 主分類號(hào): F22B1/18
• 分類號(hào): F22B1/18;F22D1/32;F22D1/50;C10B27/00;F01K27/02;F01D15/10
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 莊沙麗;夏平

本發(fā)明公開了一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置及系統(tǒng)，焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置包括內(nèi)外同心套設(shè)在一起的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)、外筒的軸線上下延伸，內(nèi)、外筒的上下端均設(shè)有連接法蘭，內(nèi)筒的下端為荒煤氣進(jìn)口、上端為荒煤氣出口，內(nèi)筒和外筒之間填充有導(dǎo)熱材料層，導(dǎo)熱材料層內(nèi)設(shè)有螺旋設(shè)置的換熱管，換熱管為螺旋盤管，螺旋盤管的軸線與內(nèi)、外筒軸線重合，換熱管的下端為介質(zhì)進(jìn)口、上端為介質(zhì)出口。本發(fā)明使用螺旋盤管形式的換熱管，可以在有限的長度上布置足夠多的換熱面積，還可以縮小換熱管直徑、提高給水及蒸汽壓力，生產(chǎn)高品位蒸汽，從而克服水夾套結(jié)構(gòu)只能產(chǎn)低壓蒸汽的弊病；通過采用導(dǎo)熱材料層，避免因內(nèi)壁溫度低而結(jié)焦的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，尤其是一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國是焦炭產(chǎn)能大國，2016年我國擁有各類煉焦?fàn)t1420座，焦炭產(chǎn)量4.491億噸。焦?fàn)t余熱除了爐體表面散熱外，主要由以下三部分組成：（1）從焦?fàn)t炭化室推出的950℃~1050℃紅焦帶出的高溫余熱，約占焦?fàn)t支出熱的37.52%；（2）650~700℃的荒煤氣帶出的中溫余熱，占焦?fàn)t支出熱約33.76%；（3）260℃焦?fàn)t煙道廢氣帶出低溫余熱，約占焦?fàn)t支出熱的18.15%。目前紅焦及煙道廢氣余熱均有成熟的回收技術(shù)，而對于650~700℃的中溫荒煤氣余熱，目前通用的工藝流程：先在橋管和集氣管噴灑循環(huán)氨水與荒煤氣直接接觸，靠循環(huán)氨水大量汽化，使荒煤氣急劇降溫至80~85℃，降溫后的荒煤氣在初冷器中再用冷卻水間接冷卻至25℃，氨水經(jīng)冷卻和除焦油后循環(huán)使用。在該工藝過程中，荒煤氣中所含有的大量熱能被冷卻氨水帶走，冷卻后的氨水通過蒸發(fā)脫氨后排放，在消耗大量氨水增加生產(chǎn)成本的同時(shí)，荒煤氣余熱資源無法回收而損失掉。因此，荒煤氣帶出顯熱的回收，對焦化廠節(jié)能降耗提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的作用。

焦?fàn)t荒煤氣余熱回收技術(shù)從20世紀(jì)80年代開始被研究，但由于荒煤氣的熱物性特點(diǎn)及焦?fàn)t生產(chǎn)的安全性問題，荒煤氣的余熱回收一直進(jìn)展不順。總結(jié)起來有以下幾點(diǎn)技術(shù)關(guān)鍵或者說難點(diǎn)：（1）荒煤氣溫度低于一定值容易石墨沉積、焦油析出，粘結(jié)結(jié)焦嚴(yán)重，造成內(nèi)壁空間縮小、傳熱系數(shù)降低；（2）焦?fàn)t本身有承載及空間限制；（3）荒煤氣側(cè)傳熱系數(shù)較低，回收熱量少；（4）在余熱回收的過程中，換熱工質(zhì)易泄露，影響炭化室安全。

現(xiàn)有一些荒煤氣余熱回收技術(shù)，按結(jié)構(gòu)分有采用水夾套結(jié)構(gòu)、熱管結(jié)構(gòu)、盤管結(jié)構(gòu)等，按冷卻介質(zhì)分有水、導(dǎo)熱油、熔鹽、氮?dú)獾龋鞣N技術(shù)都有其固有的優(yōu)缺點(diǎn)，均沒有達(dá)到滿意的效果，所以也沒有得到大范圍的工程推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，回收荒煤氣余熱，降低冷卻氨水用量，同時(shí)能避免上升管結(jié)焦及腐蝕系統(tǒng)。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)。

本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置采用如下技術(shù)方案：一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收裝置，其包括內(nèi)外同心套設(shè)在一起的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)、外筒的軸線上下延伸，內(nèi)、外筒的上下端均設(shè)有連接法蘭，內(nèi)筒的下端為荒煤氣進(jìn)口、上端為荒煤氣出口，內(nèi)筒和外筒之間填充有導(dǎo)熱材料層，導(dǎo)熱材料層內(nèi)設(shè)有螺旋設(shè)置的換熱管，換熱管為螺旋盤管，螺旋盤管的軸線與內(nèi)、外筒軸線重合，換熱管的下端為介質(zhì)進(jìn)口、上端為介質(zhì)出口。

所述外筒上端具有向內(nèi)傾斜的環(huán)形斜板，所述內(nèi)筒上部和外筒的環(huán)形斜板之間設(shè)有柔性自緊密封結(jié)構(gòu)，柔性自緊密封結(jié)構(gòu)包括固定在環(huán)形斜板上的環(huán)形豎板，環(huán)形斜板和環(huán)形豎板的軸線均與外筒軸線重合，所述環(huán)形豎板上固定有水平設(shè)置的環(huán)形蓋板，所述內(nèi)筒（6）的外周固定有水平設(shè)置的環(huán)形推板，環(huán)形推板的位置低于環(huán)形蓋板的位置，所述內(nèi)筒、環(huán)形推板、環(huán)形豎板及環(huán)形蓋板圍成的空間內(nèi)設(shè)有耐高溫密封填料。

所述內(nèi)筒內(nèi)壁面上設(shè)有沿內(nèi)筒軸向延伸的翅片。

所述翅片為直翅片，直翅片在內(nèi)筒圓周方向均勻分布。

所述直翅片沿內(nèi)筒軸向具有間斷縫隙。