[發(fā)明專利]一種能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110319628.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113025348A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李昊陽(yáng);李超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C10B27/00
• 分類號(hào): C10B27/00;F27D17/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 白楠

本發(fā)明涉及焦?fàn)t上升管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管。包括上升管換熱器、上升管上管節(jié)與上升管底座；上升管底座、上升管換熱器與上升管上管節(jié)自下而上依次相連，組成荒煤氣在豎直方向的通道；所述荒煤氣在豎直方向的通道截面為非圓形。實(shí)現(xiàn)上升管余熱回收設(shè)備換熱面積的增加，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)提高余熱回收效率和荒煤氣流通截面上溫度的均勻性、減少焦油冷凝依附在上升管內(nèi)壁現(xiàn)象發(fā)生的目的。可設(shè)計(jì)更為方便制造的上升管結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備制造成本，提高設(shè)備性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焦?fàn)t上升管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管。

背景技術(shù)

在煉焦過(guò)程中，煤炭在焦?fàn)t炭化室內(nèi)經(jīng)高溫干餾制成焦炭，同時(shí)生成的荒煤氣從炭化室頂部經(jīng)上升管逸出。荒煤氣離開(kāi)炭化室的溫度通常在760℃～820℃之間，在橋管內(nèi)被噴灑的循環(huán)氨水冷卻到80℃～85℃后，再經(jīng)集氣管匯總后被鼓風(fēng)機(jī)引入煤氣凈化裝置。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)綠色低碳、節(jié)能減排的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，焦化生產(chǎn)過(guò)程中余熱的回收利用備受關(guān)注。焦?fàn)t上升管余熱利用工藝在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)有的上升管余熱利用技術(shù)中，通常采用在上升管直管段部分增設(shè)夾套或盤管，對(duì)經(jīng)過(guò)上升管的高溫荒煤氣進(jìn)行顯熱回收，用以生產(chǎn)蒸汽或利用導(dǎo)熱油將收集的熱能轉(zhuǎn)移到需要的工序。但是，在上升管余熱利用技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，尤其是在向大型焦?fàn)t推廣的過(guò)程中，常常會(huì)遇到以下問(wèn)題：

1)上升管余熱回收效率低。由于現(xiàn)有焦?fàn)t上升管荒煤氣流通截面通常為圓形，而上升管換熱器對(duì)上升管內(nèi)荒煤氣顯熱的回收又基本上依靠環(huán)繞在上升管周圍的上升管換熱器與上升管壁的換熱來(lái)完成，在上升管荒煤氣流通斷面上，自然形成了上升管內(nèi)壁附近荒煤氣熱量損失大而上升管中間部位荒煤氣熱量損失小的狀態(tài)，從而導(dǎo)致上升管換熱器對(duì)上升管內(nèi)荒煤氣的熱量回收總體效率不高的問(wèn)題。再者，為提高生產(chǎn)效率和節(jié)能減排，大容積及超大容積焦?fàn)t得到了普遍應(yīng)用。在大容積焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中，單個(gè)炭化室內(nèi)產(chǎn)生的荒煤氣量也隨之增大。由于荒煤氣生成量的增加，斷面為圓形的上升管內(nèi)徑也必然加大，進(jìn)一步加劇了現(xiàn)有上升管余熱回收效率低下的現(xiàn)象。

2)上升管內(nèi)表面易粘附黑色粘稠狀物質(zhì)，逐漸導(dǎo)致荒煤氣流通面積減小，炭化室產(chǎn)生的荒煤氣無(wú)法順利導(dǎo)出，炭化室內(nèi)壓力持續(xù)升高最終使上升管頂部水封蓋被頂開(kāi)，由于黑色粘稠狀物質(zhì)及荒煤氣接觸少量空氣而發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)，導(dǎo)致瞬間產(chǎn)生大量黑煙，造成對(duì)周圍環(huán)境的污染。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要不斷加大對(duì)上升管內(nèi)壁的清理頻率，增加了焦?fàn)t生產(chǎn)操作和維護(hù)的工作量。這是因?yàn)椋趯?shí)際生產(chǎn)中，為了保證上升管余熱回收工藝能夠回收一定量的余熱，往往會(huì)通過(guò)努力提高上升管余熱回收裝置與上升管內(nèi)壁之間的傳熱效率或增大換熱介質(zhì)流量、降低換熱介質(zhì)入口溫度等措施。這些措施的應(yīng)用，直接導(dǎo)致上升管內(nèi)壁表面溫度的進(jìn)一步降低，使得荒煤氣中的焦油等物質(zhì)在上升管內(nèi)壁表面發(fā)生凝結(jié)并沉積，導(dǎo)致上升管內(nèi)表面粘附黑色粘稠狀物質(zhì)，從而引發(fā)前述問(wèn)題。對(duì)于大容積焦?fàn)t，由于荒煤氣生成量的增加，斷面為圓形的上升管內(nèi)徑增大，即荒煤氣流通的水力學(xué)半徑增大。在流速近似相同的情況下，流通面積與荒煤氣流量成正比，但是，上升管余熱利用的換熱面卻與上升管流通面的半徑成正比。即如果荒煤氣流量增加為原來(lái)2倍時(shí)，上升管余熱利用的換熱面積增加原來(lái)的1.4倍。如果要求單位體積荒煤氣回收熱量相同，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致靠近內(nèi)壁側(cè)溫度過(guò)低，加劇上升管內(nèi)壁被黑色粘稠狀物質(zhì)粘附堵塞而引發(fā)的一系列問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管，降低上升管內(nèi)部回收熱量不均勻程度，在提高余熱回收效率的同時(shí)，減少焦油冷凝依附在上升管內(nèi)壁現(xiàn)象。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的焦?fàn)t上升管，包括上升管換熱器、上升管上管節(jié)與上升管底座；上升管底座、上升管換熱器與上升管上管節(jié)自下而上依次相連，組成荒煤氣在豎直方向的通道；所述荒煤氣在豎直方向的通道截面為非圓形。

所述上升管上管節(jié)頂部設(shè)有上升管水封蓋連接口，上升管上管節(jié)側(cè)面設(shè)有上升管荒煤氣出口。