[發明專利]一種煉焦爐上升管換熱器

在審

• 申請號: 202110543119.3
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113429984A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 殷蘇;殷建平;劉平心
• 申請（專利權）人: 江蘇聯儲能源科技有限公司
• 主分類號: C10B27/00
• 分類號: C10B27/00;F28D7/02;F28D20/00;F22B1/06
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 周浩杰

本發明涉及一種煉焦爐上升管換熱器，具有用于荒煤氣流通的筒體，筒體的上端設有用于與焦爐荒煤氣橋管相連接的上法蘭，筒體的下端設有用于與焦爐荒煤氣上升管底座相連接的下法蘭；其特征在于：筒體內還設有內部流通換熱介質的內換熱組件，以及用于將內換熱組件固定設置在筒體內的支撐限位組件；所述內換熱組件的換熱介質出口和換熱介質進口均伸出筒體。本發明能夠降低冷卻氨水用量，且換熱介質溫升高，荒煤氣的余熱利用效率高，同時能避免上升管換熱器的結焦及腐蝕。

技術領域

本發明涉及煉焦荒煤氣的余熱回收裝置，特別涉及一種煉焦爐上升管換熱器。

背景技術

焦爐余熱除了爐體表面散熱外，主要由以下三部分組成：(1)從焦爐炭化室推出的950℃～1050℃紅焦帶出的高溫余熱，約占焦爐支出熱的37.52％；(2)650～800℃的荒煤氣帶出的中溫余熱，占焦爐支出熱約33.76％；(3)260℃焦爐煙道廢氣帶出低溫余熱，約占焦爐支出熱的18.15％。目前紅焦及煙道廢氣余熱均有成熟的回收技術，而對于650～800℃的荒煤氣余熱，目前通用的工藝流程：先在橋管和集氣管噴灑循環氨水與荒煤氣直接接觸，靠循環氨水大量汽化，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℃，氨水經冷卻和除焦油后循環使用。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脫氨后排放，在消耗大量氨水增加生產成本的同時，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，對焦化廠節能降耗提高經濟效益具有非常重要的作用。

焦爐荒煤氣余熱回收技術從20世紀80年代開始被研究，但由于荒煤氣的熱物性特點及焦爐生產的安全性問題，荒煤氣的余熱回收一直進展不順。總結起來有以下幾點技術關鍵或者說難點：(1)荒煤氣溫度低于一定值容易石墨沉積、焦油析出，粘結結焦嚴重，造成內壁空間縮小、傳熱系數降低；(2)耐壓運行，傳熱介質溫升不高；(3)在余熱回收的過程中，換熱工質易泄露，影響炭化室安全。

現有一些荒煤氣上升管換熱器，主要是外夾套或外盤管結構的水工質、導熱油、氮氣等傳熱介質的，但這些技術的特點都是上升管換熱器的換熱介質運行壓力高，吸熱后溫升小，最終系統產生的水蒸汽壓力低溫度低，屬于低品位熱源，利用價值低。

發明內容

本發明的目的是提供一種煉焦爐上升管換熱器，其能夠克服現有技術的不足，回收荒煤氣余熱效率高，降低冷卻氨水用量，同時能避免上升管換熱裝置的結焦及腐蝕。

實現本發明目的的技術方案是：本發明具有用于荒煤氣流通的筒體，筒體的上端設有用于與焦爐荒煤氣橋管相連接的上法蘭，筒體的下端設有用于與焦爐荒煤氣上升管底座相連接的下法蘭；筒體內還設有內部流通換熱介質的內換熱組件，以及用于將內換熱組件固定設置在筒體內的支撐限位組件；所述內換熱組件的換熱介質出口和換熱介質進口均伸出筒體。其中換熱介質優選熔融鹽，也可選擇其他換熱介質。

上述內換熱組件包括單層的螺旋盤管，螺旋盤管的進口即為換熱介質進口，螺旋盤管的出口即為換熱介質出口。

作為優化變形設計，上述內換熱組件包括至少兩層的螺旋盤管，各層螺旋盤管為同一個螺旋中心線；各層螺旋盤管連接相通并僅形成一個進口和一個出口；進口即為換熱介質進口，出口即為換熱介質出口。

相鄰的螺旋盤管之間設有多根沿螺旋中心線圓周分布的定位圓管；定位圓管用于固定連接相鄰的螺旋盤管。

上述筒體的外部設有保溫防護層。保溫防護層采用耐高溫隔熱材料層用于隔熱防燙。

上述支撐限位組件包括承托主體；所述承托主體固定連接在筒體的內壁上且位于內換熱組件的下方用于承托住內換熱組件；所述承托主體上固定設有第一限位卡板；所述第一限位卡板卡設在相鄰兩層的螺旋盤管之間的空隙內。

上述承托主體上還設有第一限位擋板；所述第一限位擋板位于最外層的螺旋盤管的外部，且用于限制內換熱組件沿筒體的徑向移動。