本發明涉及一種焦爐上升管余熱回收裝置。

背景技術：

焦爐在煉焦過程中，炭化室逸出大量的荒煤氣，經過焦爐上升管、橋管、集氣管冷卻集合后送入化產裝置進行凈化處理；在一個結焦周期內，單孔炭化室產出的荒煤氣約10000m3，荒煤氣經過焦爐上升管時溫度高達650～800℃，含有大量的顯熱。為了降低焦爐荒煤氣溫度便于后續焦化工藝處理，傳統工藝采用噴循環氨水急速冷卻高溫荒煤氣，使荒煤氣急劇降溫至80～85℃。該工藝流程不僅浪費了大量荒煤氣顯熱，而且消耗大量的氨水、又浪費了大量的水資源和電力，增加了污水排放量。

焦爐荒煤氣顯熱巨大且未被有效利用。當前煉焦工業積極尋找降本增效的新途徑，節能——無疑是降低成本的一個重要手段，并且隨著工業生產的高速發展，能源需求量越來越大，而能源的供應卻越來越緊張，各行各業必須挖潛革新，盡量采取節能減排措施。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種根據焦爐上升管內荒煤氣量進行匹配的焦爐上升管余熱回收裝置。

為達到上述目的，本發明焦爐上升管余熱回收裝置，包括依次連通的兩個或兩個以上的上升管蒸發器；

所述上升管蒸發器包括由內向外依次設置的內管、內套管、保溫層、外夾套；其中，所述內管的內側為荒煤氣通道，所述內套管頂端與所述內管頂端密封連接，所述內套管底端和所述內管底端密封連接，所述內管與內套管之間形成汽水通道；

所述內套管對應汽水通道的頂部設置有汽水出口，所述汽水出口穿過所述保溫層和外夾套；所述內套管對應汽水通道底部設置有汽水入口，所述汽水入口穿過保溫層和外夾套；

上升管蒸發器的汽水出口與上方相鄰的上升管蒸發器的汽水入口連通。

進一步地，所述汽水通道內設置有若干擾流板，各所述擾流板與所述內管和/或內套管連接。

進一步地，所述內管和所述內套管為無縫鋼管，所述內管的內壁上設置有不粘涂層。

進一步地，所述內套管對應所述汽水通道底部設置有排污口。

進一步地，所述內套管和所述外夾套上設置有波紋補償器。

進一步地，各所述擾流板在汽水通道螺旋排列，相鄰兩擾流板之間間隔設置，相鄰兩圈螺旋軌跡上的擾流板交錯設置。

進一步地，所述上升管換熱器的還包括兩連接法蘭，其中一個連接法蘭與所述內管和外夾套的頂端連接，另一個連接法蘭與所述內管和外夾套的底端連接；所述上升管換熱器頂端法蘭與上方相鄰的上升管換熱器底端的法蘭連接。

進一步地，所述外夾套上設置有平衡孔。

進一步地，所述擾流板包括若干內管擾流板和若干內套管擾流板；

各所述內管擾流板在所述內管的外壁上螺旋分布，相鄰兩內管擾流板之間間隔設置；所述內管擾流板的外邊緣與所述內套管間隔設置；

各所述內套管擾流板在所述內套管的內壁上螺旋分布，相鄰兩內套管擾流板之間間隔設置；所述內套管擾流板的內邊緣與所述內管間隔設置；

所述內套管擾流板的螺旋軌跡和所述內管擾流板的螺旋軌跡交錯設置。

本發明焦爐上升管余熱回收裝置可以根據所述焦爐上升管內荒煤氣量決定串聯運行的上升管蒸發器數量，實現荒煤氣量和該裝置的余熱回收能力的匹配。相對于現有技術上升管結構，本發明在確保焦爐安全運行、不影響生產工藝參數的同時，有效回收焦爐上升管內荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，同時，避免上升管內壁結焦、腐蝕現象。

附圖說明

圖1是本發明焦爐上升管荒煤氣余熱回收裝置的一種優選結構示意圖；

圖2是圖1的A-A視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述。

實施例1

如圖1-2所示，本實施例提供一種焦爐上升管荒煤氣余熱回收裝置，該裝置包括兩個焦爐上升管蒸發器1、2；其中所述焦爐上升管蒸發器1采用夾套型結構，分別由焦爐荒煤氣通道3、內管5、汽水通道7、內套管8、保溫層13、外夾套14等組成，中心管程為圓柱形荒煤氣通道3，內管壁5設涂層以防結焦，同時作為主要受熱面。

所述管壁夾套為汽水通道7，汽包給水在夾套內吸收上升管蒸發器的熱量，產生汽水混合物；所述上升管蒸發器內部設置冷卻水導流結構9，可以使夾套內汽水流場均勻分布。

所述上升管蒸發器內管5、內套管8為整只合金無縫鋼管，無焊縫，可避免事故時水流入炭化室的情況發生；所述焦爐上升管蒸發器底部設置進水口10a/b和排污口15a/b，頂部設置汽水混合物出口6a/b。

本實施例焦爐上升管余熱回收裝置可以根據所述焦爐上升管內荒煤氣量決定串聯運行的上升管蒸發器數量，實現荒煤氣量和該裝置的余熱回收能力的匹配。相對于現有技術上升管結構，本實施例在確保焦爐安全運行、不影響生產工藝參數的同時，有效回收焦爐上升管內荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，同時，避免上升管內壁結焦、腐蝕現象。

本實施例中的上升管蒸發器數量僅僅作為一個舉例，并不對本發明的保護范圍形成限定，在上述實施例的基礎上，焦爐上升管內荒煤氣量決定串聯運行的上升管蒸發器數量，相鄰的上升管蒸發器可通過法蘭4連接，上升管蒸發器2的頂部設置汽水混合物出口6b與上升管蒸發器1底部設置進水口10a通過連接管11連接，從而實現荒煤氣量和該系統的余熱回收能力的匹配。

實施例2

本實施例與實施例1的不同之處在于：內套管外壁8與外夾套14上分別設置波紋補償器12。所述外夾套上側設置平衡孔16。

由于內管5、內套管8、外夾套14的受熱程度不一樣，材質也不一樣，因此，本實施例在所述內套管8和外夾套14上設置了波紋補償器，以補償三者之間的漲縮率引起的形變差異，避免上升管換熱器發生破壞。

實施例3

在上述實施例的基礎上，各所述擾流板9在汽水通道螺旋排列，相鄰兩擾流板9之間間隔設置，相鄰兩圈螺旋軌跡上的擾流板9交錯設置。

本實施例中的擾流板9的設置方式能夠使換熱介質根據其溫度自發的選擇流動方式，如果介質溫度較高，上升能力較強，會從擾流板9間隔之間直接上升，如果介質溫度相對交底，上升能力較弱，會沿著螺旋通道流動，延長換熱路徑，從而能夠保證介質的充分進行熱交換。

實施例4

本實施例與實施例3的不同之處在于：所述擾流板9包括若干內管5擾流板9和若干內套管8擾流板9；

各所述內管5擾流板9在所述內管5的外壁上螺旋分布，相鄰兩內管5擾流板9之間間隔設置；所述內管5擾流板9的外邊緣與所述內套管8間隔設置；

各所述內套管8擾流板9在所述內套管8的內壁上螺旋分布，相鄰兩內套管8擾流板9之間間隔設置；所述內套管8擾流板9的內邊緣與所述內管5間隔設置；

所述內套管8擾流板9的螺旋軌跡和所述內管5擾流板9的螺旋軌跡交錯設置。

本實施例中的擾流板9不會同時連接內管5和內套管8，從而避免了擾流板9將內管5的熱量傳導給內套管8，從而，減少內套管8熱量的損失，增加換熱介質的換熱量。

以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。