本實(shí)用新型涉及煉焦熱工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煉鋼冶金、陶瓷燒制、金屬加熱等工業(yè)過程，一般不能直接使用原煤燃燒進(jìn)行加熱，而是先將原煤經(jīng)過煉制，脫去原煤中的焦油，成為含有純煤氣可燃成分的焦炭，再用于工業(yè)加熱。用原煤煉制焦炭所用的窯爐稱為煉焦?fàn)t，煉制過程是原煤在煉焦?fàn)t內(nèi)熱解燃燒脫去焦油，并直至焦油完全脫盡的工藝過程。脫焦燃燒過程排放大量的成分復(fù)雜的原煤釋放的高溫?zé)煔猓凶龌拿簹猓瑢⒒拿簹鈴臒捊範(fàn)t內(nèi)引出的裝置稱為上升管，上升管是安裝在煉焦?fàn)t頂部用于排放荒煤氣的金屬管狀附屬設(shè)備。荒煤氣在原煤燃燒時放熱產(chǎn)生的氣體熱膨脹驅(qū)動力作用下，從焦?fàn)t內(nèi)部源源不斷逸出，通過上升管升騰、氨水降溫匯集到主管道，再存入荒煤氣罐等待焦化處理。荒煤氣經(jīng)凈化與焦化處理，得到的焦?fàn)t煤氣是優(yōu)質(zhì)燃料，得到的萘等是優(yōu)質(zhì)煤化工產(chǎn)品，所以，煉焦過程回收荒煤氣是非常重要的工藝過程。

原煤在焦?fàn)t內(nèi)的最高煉焦溫度控制在1050℃以下。原煤在350-480℃時，大分子被熱解，開始逸出煤氣類氣相物和焦油液相物；450-550℃時，以液相為主與氣相產(chǎn)物大量析出；700-1000℃時液相物逐漸終盡，脫焦完成，焦炭形成，焦炭中保留了純煤氣可燃性氣體成分，即：從原煤到煉焦的工藝結(jié)束。如果繼續(xù)升溫，焦炭便被碳化，可燃性氣體逸盡并自燃，焦炭成為煤渣。荒煤氣中的焦油是成分復(fù)雜的液態(tài)膠體，在低于臨界結(jié)焦溫度即350℃以下時出現(xiàn)體積濃縮，吸附在物體表面，逐漸聚集成堅(jiān)硬的塊狀，稱為結(jié)焦。

現(xiàn)有焦?fàn)t上升管的基本結(jié)構(gòu)，如圖6所示，包括主體鋼管21，作為上升管管體，主體鋼管的兩端分別設(shè)有法蘭24，在主體鋼管的外表面設(shè)有石棉保溫層23，在主體鋼管的內(nèi)表面襯有黏土類耐火磚砌成的耐火襯22，上升管內(nèi)部貼上耐火襯之后，上升管的有效內(nèi)徑為400mm。耐火襯的保護(hù)作用起到對焦油進(jìn)行隔離的效果，防止荒煤氣中的焦油與鋼管的鐵原子化合產(chǎn)生石墨反應(yīng)，導(dǎo)致金屬管腐蝕；耐火襯的保溫作用起到除焦效果，防止荒煤氣溫度在低于350℃時，焦油便吸附在耐火襯上，導(dǎo)致荒煤氣逸除不暢，阻塞荒煤氣排放。

但是，上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的焦?fàn)t上升管存在以下問題：

(一)、高溫荒煤氣廢熱直接排放，未被有效回收利用。荒煤氣高于350℃防結(jié)焦溫度以上的，約占煉焦放熱30％左右的熱能全部成為廢熱，即相當(dāng)于每噸煤發(fā)電能力為3000kwh時，有1000kwh電量成為廢熱被“上天入地”廢棄；部分熱能隨上升管外壁擴(kuò)散到空中，外壁最高溫度達(dá)到450-500℃，最低溫度250-300℃；部分熱能隨荒煤氣匯集被氨水急冷降溫而消失。

(二)、上升管內(nèi)容易結(jié)焦，且難于控制。由于這種上升管是一種單純的煙道式結(jié)構(gòu)，只有被動的保護(hù)防結(jié)焦耐火襯，耐火襯表面粗糙極易使焦油吸附掛壁，即使高溫?zé)舻匀涣粲泻圹E，并越積越多，形成難以清理的堅(jiān)硬塊狀焦油；且上升管的耐火襯是在上升管管內(nèi)采用耐火磚砌體的方式，故其壽命期較短，一般只有1年，需要每年更新一次上升管，更新耐火磚砌體；管內(nèi)結(jié)焦時常發(fā)生，但不易察覺，沒有控制結(jié)焦的技術(shù)措施，需要有經(jīng)驗(yàn)的操作人員通過觀察煉焦?fàn)t頂?shù)难b煤孔、觀察孔，當(dāng)發(fā)現(xiàn)荒煤氣大量逸出時，則判斷為上升管嚴(yán)重結(jié)焦被阻塞，結(jié)焦后一般采取調(diào)火燃燒除焦措施，嚴(yán)重結(jié)焦后則需要更換上升管；由于工況惡劣，上升管處理結(jié)焦很困難。

(三)、現(xiàn)有上升管在內(nèi)部貼上耐火襯之后，上升管的有效內(nèi)徑為400mm，該尺寸從理論上滿足上升管在高度保溫、不取熱、不降溫的條件下，荒煤氣以0.3-1.0m/s升騰速度按層流形態(tài)通過上升管；但在使用含焦量比較大的煤種(即煙煤)煉焦時，每一爐均出現(xiàn)荒煤氣來不及從上升管逸出，而從焦?fàn)t爐頂?shù)难b煤孔、觀察孔逃逸，甚至需要人工打開上升管上方的爐蓋，將帶火的荒煤氣對“天”排放、并泄壓，否則會因荒煤氣逸出不及時，在裝煤孔或觀察孔起火燃燒，甚至導(dǎo)致煉焦室“炸膛”事故。

(四)、現(xiàn)有上升管內(nèi)荒煤氣的流體狀態(tài)是層流狀態(tài)，即：荒煤氣自下而上有序逸出。層流狀態(tài)使得荒煤氣到達(dá)橋管時內(nèi)外溫度不一致，貼近上升管內(nèi)部耐火襯的外層荒煤氣的溫度，低于上升管中心位置的內(nèi)層荒煤氣的溫度，并且溫差平均高達(dá)150℃。該溫差的存在，對荒煤氣的廢熱回收產(chǎn)生以下不利因素：一是，荒煤氣廢熱回收量不完全，大約有40-60％的廢熱位居荒煤氣氣流的中心位置沒有被回收或被充分回收；二是，給荒煤氣降溫的噴氨水量沒有降低到可以實(shí)現(xiàn)的最低量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)，高效回收焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣廢熱，并對回收的廢熱充分利用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)，所述焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)包括：廢熱回收單元、廢熱存儲單元和廢熱再利用單元；

所述廢熱回收單元包括：設(shè)置于焦?fàn)t頂部的若干焦?fàn)t上升管，所述焦?fàn)t上升管包括上升管管體，所述上升管管體的兩端分別設(shè)置有法蘭，所述上升管管體采用套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)包括上升管外管和套在所述上升管外管內(nèi)的上升管內(nèi)管，所述上升管外管、所述上升管內(nèi)管、所述法蘭共同圍出套管容腔；在所述套管容腔內(nèi)設(shè)置有水冷壁，所述水冷壁包括水冷壁內(nèi)壁和水冷壁外壁，所述水冷壁內(nèi)壁與所述水冷壁外壁之間為水冷壁內(nèi)腔，所述水冷壁外壁的下部設(shè)有與所述水冷壁內(nèi)腔連通的進(jìn)水管口，所述水冷壁外壁的上部設(shè)有與所述水冷壁內(nèi)腔連通的出汽管口；所述焦?fàn)t上升管的進(jìn)水管口與進(jìn)水匯集總管相連通，所述焦?fàn)t上升管的出汽管口與過熱蒸汽匯集總管相連通；

所述廢熱存儲單元包括：蒸汽儲能器，所述蒸汽儲能器設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，所述蒸汽進(jìn)口與所述過熱蒸汽匯集總管相連通，所述冷凝水出口與所述進(jìn)水匯集總管相連通；

所述廢熱再利用單元包括：與所述蒸汽儲能器連接的發(fā)電系統(tǒng)或/和供暖系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)，以水為介質(zhì)作為回收荒煤氣廢熱的載體，水自水冷壁外壁下部的進(jìn)水管口進(jìn)入水冷壁內(nèi)腔；高溫荒煤氣在上升管內(nèi)管中上升過程中與其發(fā)生熱交換，水冷壁內(nèi)腔中的水與高溫的上升管內(nèi)管發(fā)生熱交換，水被加熱、汽化、成為過熱蒸汽，最終自水冷壁外壁上部的出汽管口導(dǎo)出，制得的過熱蒸汽進(jìn)入蒸汽儲能器，蒸汽儲能器中的過熱蒸汽即可供向廢熱再利用單元，用來發(fā)電和/或供暖等，實(shí)現(xiàn)了高溫荒煤氣廢熱的有效回收利用。

以下為對本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)的多項(xiàng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)：

其中，所述焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)還包括：設(shè)置于所述廢熱存儲單元與所述廢熱再利用單元之間的蒸汽再熱單元。過熱蒸汽匯集總管內(nèi)的過熱蒸汽品質(zhì)有一定的波動，會在過熱蒸汽匯集總管內(nèi)出現(xiàn)汽水混合物，影響過熱蒸汽的品質(zhì)；設(shè)置蒸汽再熱單元，可以減少蒸汽中的水分，使過熱蒸汽的品質(zhì)保持穩(wěn)定。

其中，設(shè)定焦?fàn)t頂部共有N+M個所述焦?fàn)t上升管，N≥1，M≥1；其中，所述廢熱回收單元包括N個所述焦?fàn)t上升管，所述蒸汽再熱單元包括M個所述焦?fàn)t上升管；所述蒸汽儲能器設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽儲能器的蒸汽出口連接有過熱蒸汽供汽總管，M個所述焦?fàn)t上升管的進(jìn)水管口與所述過熱蒸汽供汽總管相連通，M個所述焦?fàn)t上升管的出汽管口與再熱蒸汽匯集總管相連通；所述再熱蒸汽匯集總管連接所述廢熱再利用單元。

其中，所述上升管內(nèi)管的內(nèi)表面涂有耐高溫納米陶瓷涂層。納米材料致密度極高，在上升管內(nèi)管的內(nèi)表面涂覆耐高溫納米陶瓷涂層后，上升管內(nèi)壁保持高度的致密度、光潔度、平整度，使荒煤氣中的焦油不能在上升管內(nèi)壁上吸附掛壁，避免結(jié)焦；納米材料附著力極高，故不易出現(xiàn)納米涂層裂紋、爆裂、脫落，并既有保溫特性，又有極強(qiáng)的隔離特性，確保荒煤氣的焦油不與鋼管的鐵原子產(chǎn)生化合作用，保護(hù)鋼管不被腐蝕，延長使用壽命。

其中，所述水冷壁內(nèi)壁與所述上升管內(nèi)管之間為內(nèi)氣密層，所述水冷壁外壁與所述上升管外管之間為外氣密層。內(nèi)氣密層的設(shè)置，可以避免低溫的冷水壁與高溫的荒煤氣形成直接接觸的降溫界面，避免過大的溫差而造成低于結(jié)焦臨界點(diǎn)溫度，避免造成結(jié)焦危害，確保廢熱回收的同時不會結(jié)焦；外氣密層的設(shè)置，不但可以對水冷壁起到保溫作用，防止水冷壁向上升管外管散熱，確保荒煤氣廢熱的高效回收，又起到防止回收的熱量散向周圍環(huán)境，達(dá)到了降低周圍溫度，改善工況環(huán)境目的。

其中，所述水冷壁自下而上包括相連通的高溫?zé)崴巍柡推魏瓦^熱蒸汽段。

其中，所述水冷壁內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使水冷壁內(nèi)腔中的流體擾動，增加換熱效果。

其中，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括：位于所述高溫?zé)崴蔚乃鲗?dǎo)流板、位于所述飽和汽化段的汽化導(dǎo)流板和位于所述過熱蒸汽段的蒸汽分流板；所述水流導(dǎo)流板、所述汽化導(dǎo)流板、所述蒸汽分流板一體設(shè)置，呈螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；所述水流導(dǎo)流板的螺距、所述汽化導(dǎo)流板的螺距、所述蒸汽分流板的螺距依次增大。可以減小流體阻力，增加換熱系數(shù)。

其中，所述上升管管體的上端設(shè)有上測溫點(diǎn)管口，所述上升管管體的下端設(shè)有下測溫點(diǎn)管口；所述上測溫點(diǎn)管口、所述下測溫點(diǎn)管口皆設(shè)置有溫度變送器，所述溫度變送器與溫度控制器連接，所述溫度控制器還與電動調(diào)節(jié)閥連接，所述電動調(diào)節(jié)閥設(shè)置于進(jìn)水支路上，所述進(jìn)水支路的一端連接所述進(jìn)水匯集總管，所述進(jìn)水支路的另一端連接所述水冷壁的進(jìn)水管口。焦?fàn)t運(yùn)行過程中，溫度變送器實(shí)時檢測上升管內(nèi)部荒煤氣溫度，測得荒煤氣溫度高于臨界結(jié)焦溫度時，通過水冷壁內(nèi)腔的循環(huán)水回收荒煤氣的高溫余熱，并控制上升管的溫度不高于600℃，即可起到避免上升管的鋼管連接焊縫出現(xiàn)高溫?cái)嗔训膯栴}；測得荒煤氣溫度接近臨界結(jié)焦溫度時，溫度控制器控制電動調(diào)節(jié)閥，迅速調(diào)低循環(huán)水的流量、流速，即可迅速提升上升管內(nèi)荒煤氣的溫度，避免結(jié)焦；一旦出現(xiàn)偶然、瞬間結(jié)焦，在高于400℃后會將結(jié)焦迅速熔解。

其中，所述焦?fàn)t上升管的內(nèi)徑為450mm～500mm。擴(kuò)大上升管的內(nèi)徑后，一方面是，可減小荒煤氣上升的阻力，縮短荒煤氣在上升管內(nèi)逸出的時間，確保廢熱回收的同時荒煤氣不會結(jié)焦；另一方面，可改變荒煤氣在上升管內(nèi)的氣流形態(tài)，由層流變成紊流，紊流現(xiàn)象使荒煤氣在上升管內(nèi)部產(chǎn)生渦旋和翻騰，同時廢熱回收過程中上升管內(nèi)襯耐高溫納米陶瓷涂層與被降溫的荒煤氣的界面的溫度偏低，推動了不同溫度的荒煤氣形成氣流團(tuán)，氣流團(tuán)密度差異形成氣旋，氣旋進(jìn)一步促使荒煤氣內(nèi)外層充分混合，最終使通過上升管任何橫截面的荒煤氣的截面溫度基本一致，使荒煤氣廢熱能最大程度地回收，降低了給荒煤氣降溫的氨水用量。

綜上所述，采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)，通過設(shè)置廢熱回收單元、廢熱存儲單元和廢熱再利用單元，實(shí)現(xiàn)了高溫荒煤氣廢熱的有效回收和利用；通過設(shè)置耐高溫納米陶瓷涂層及控制上升管內(nèi)荒煤氣溫度，解決了荒煤氣中的焦油在上升管內(nèi)壁吸附掛壁、結(jié)焦的難題，延長了上升管的使用壽命；上升管的內(nèi)徑擴(kuò)容后，降低了給荒煤氣降溫的氨水用量，根除了荒煤氣從裝煤孔和觀察孔逃逸或人工排氣的問題，為安全生產(chǎn)提供了保障。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)原理示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)現(xiàn)場示意圖；

圖3是圖1中的焦?fàn)t上升管外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的縱向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3的橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是現(xiàn)有焦?fàn)t上升管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：I、廢熱回收單元；II、廢熱存儲單元；III、蒸汽再熱單元；IV廢熱再利用單元、；V、供水與補(bǔ)水單元；

1、本實(shí)用新型焦?fàn)t上升管；1-1、法蘭連接固定用螺栓孔；1-2、法蘭；1-3、上升管外管；1-4、外氣密層；1-5、水冷壁外壁；1-6、水冷壁內(nèi)腔；1-7、水冷壁內(nèi)壁；1-8、內(nèi)氣密層；1-9、上升管內(nèi)管；1-10、耐高溫納米陶瓷涂層；1-11、進(jìn)水管口；1-12、水流導(dǎo)流板；1-13、汽化導(dǎo)流板；1-14、蒸汽分流板；1-15、出汽管口；1-16、下測溫點(diǎn)管口；1-17、上測溫點(diǎn)管口；1-18、巖棉底座；D、焦?fàn)t上升管內(nèi)徑；H、焦?fàn)t上升管高度；H1、高溫?zé)崴危籋2、飽和汽化段；H3、過熱蒸汽段；101、上部溫度變送器；102、下部溫度變送器；103、溫度控制器；104、電動調(diào)節(jié)閥；105、進(jìn)水支路；

2、現(xiàn)有焦?fàn)t上升管；21、主體鋼管；22、耐火襯；23、石棉保溫層；24、法蘭；

3、蒸汽儲能器；4、進(jìn)水匯集總管；5、過熱蒸汽匯集總管；6、過熱蒸汽供汽總管；7、再熱蒸汽匯集總管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做非限制性的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)包括：廢熱回收單元I、廢熱存儲單元II和廢熱再利用單元IV；如圖2所示，還進(jìn)一步包括設(shè)置于廢熱存儲單元II與廢熱再利用單元IV之間的蒸汽再熱單元III，以及用于向廢熱回收單元I供水/補(bǔ)水的供水與補(bǔ)水單元V。

如圖2、圖4和圖5所示，廢熱回收單元I包括：設(shè)置于焦?fàn)t頂部的若干焦?fàn)t上升管1，焦?fàn)t上升管1包括上升管管體，在上升管管體的兩端分別設(shè)置有法蘭1-2，在法蘭1-2上設(shè)置有法蘭連接固定用螺栓孔1-1；其中，上升管管體采用套管結(jié)構(gòu)，該套管結(jié)構(gòu)包括上升管外管1-3和套在上升管外管1-3內(nèi)的上升管內(nèi)管1-9，進(jìn)一步地，在上升管內(nèi)管1-9的內(nèi)表面涂有耐高溫納米陶瓷涂層1-10，在上升管外管1-3的外表面涂有防銹層，由上升管外管1-3、上升管內(nèi)管1-9和兩端的法蘭1-2共同圍出套管容腔；在套管容腔內(nèi)設(shè)置有不銹鋼材質(zhì)的水冷壁，該水冷壁包括水冷壁內(nèi)壁1-7和水冷壁外壁1-5，水冷壁內(nèi)壁1-7與上升管內(nèi)管1-9之間為內(nèi)氣密層1-8，水冷壁外壁1-5與上升管外管1-3之間為外氣密層1-4，水冷壁內(nèi)壁1-7與水冷壁外壁1-5之間為水冷壁內(nèi)腔1-6，在水冷壁外壁1-5的下部設(shè)有與水冷壁內(nèi)腔1-6連通的進(jìn)水管口1-11，在水冷壁外壁1-5的上部設(shè)有與水冷壁內(nèi)腔1-6連通的出汽管口1-15；焦?fàn)t上升管的進(jìn)水管口1-11通過進(jìn)水支路105與進(jìn)水匯集總管4相連通，進(jìn)水支路105上設(shè)置有電動調(diào)節(jié)閥104；焦?fàn)t上升管的出汽管口1-15與過熱蒸汽匯集總管5相連通；進(jìn)一步地，在上升管管體的上端設(shè)有上測溫點(diǎn)管口1-17，上測溫點(diǎn)管口1-17設(shè)置有上部溫度變送器101，在上升管管體的下端設(shè)有下測溫點(diǎn)管口1-16，下測溫點(diǎn)管口1-16設(shè)置有下部溫度變送器102，上部溫度變送器101和下部溫度變送器102皆與溫度控制器103連接，溫度控制器103還與電動調(diào)節(jié)閥104連接。在套管容腔內(nèi)位于下部法蘭1-2的上表面設(shè)有巖棉底座1-18，水冷壁的底部支撐在巖棉底座1-18上。

如圖1所示，廢熱存儲單元II包括蒸汽儲能器3，蒸汽儲能器3設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，其中，蒸汽進(jìn)口與過熱蒸汽匯集總管5相連通，冷凝水出口與進(jìn)水匯集總管4相連通。

如圖1所示，廢熱再利用單元IV包括：與蒸汽儲能器3連接的發(fā)電系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。

如圖2所示，設(shè)定焦?fàn)t頂部共有N+M個焦?fàn)t上升管1，N≥1，M≥1，最好是N≥M；其中，廢熱回收單元I包括N個焦?fàn)t上升管1，蒸汽再熱單元III包括M個焦?fàn)t上升管1；圖2示意出了每座煉焦?fàn)t有60個燃燒室即60個焦?fàn)t上升管的情形，其中，N﹦55，即第1#至第55#焦?fàn)t上升管用于廢熱回收單元I；M﹦5，即第56#至第60#焦?fàn)t上升管用于蒸汽再熱單元III；當(dāng)然，N、M的數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。蒸汽儲能器3設(shè)有蒸汽出口，蒸汽儲能器3的蒸汽出口連接過熱蒸汽供汽總管6，M個焦?fàn)t上升管1的進(jìn)水管口1-11與過熱蒸汽供汽總管6相連通，M個焦?fàn)t上升管1的出汽管口1-15與再熱蒸汽匯集總管7相連通；再熱蒸汽匯集總管7連接廢熱再利用單元IV。

如圖4所示，其中，所述水冷壁自下而上包括相連通的高溫?zé)崴蜨1、飽和汽化段H2和過熱蒸汽段H3。其中，高溫?zé)崴蜨1也是水冷段，設(shè)置在焦?fàn)t上升管1的下端，占焦?fàn)t上升管高度H的40％左右，進(jìn)水溫度在10-40℃，通過水冷段吸收荒煤氣廢熱50-60％的熱能，將水的溫度迅速升高到95℃，達(dá)到近汽化程度。其中，飽和汽化段H2也是高溫冷凝段，位于高溫?zé)崴蜨1的上部，焦?fàn)t上升管1的中部，占焦?fàn)t上升管高度H的30％左右，其作用是通過吸收荒煤氣在底段廢熱的余熱，將高溫?zé)崴癁轱柡驼羝M(jìn)一步回收荒煤氣廢熱。其中，過熱蒸汽段H3是為了提高所回收廢熱的熱品質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)廢熱回收與再利用的重要環(huán)節(jié)，過熱蒸汽段H3設(shè)置在焦?fàn)t上升管1的上端，位于飽和汽化段H2的上部，占焦?fàn)t上升管高度H的30％左右，通過過熱蒸汽段H3吸收荒煤氣上段的廢熱，將中段的飽和蒸汽升華為過熱蒸汽。

如圖4所示，其中，在水冷壁內(nèi)腔1-6中設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使水冷壁內(nèi)腔1-6中的高溫?zé)崴柡驼羝⑦^熱蒸汽擾動，增加換熱效果。

其中，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括：位于高溫?zé)崴蜨1的水流導(dǎo)流板1-12、位于飽和汽化段H2的汽化導(dǎo)流板1-13和位于過熱蒸汽段H3的蒸汽分流板1-14。進(jìn)一步地，水流導(dǎo)流板1-12、汽化導(dǎo)流板1-13、蒸汽分流板1-14一體設(shè)置，呈螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。更進(jìn)一步地，水流導(dǎo)流板1-12的螺距、汽化導(dǎo)流板1-13的螺距、蒸汽分流板1-14的螺距依次增大。可以減小流體阻力，增加換熱系數(shù)。

如圖4所示，其中，焦?fàn)t上升管內(nèi)徑D為450mm～500mm。擴(kuò)大上升管的內(nèi)徑后，一方面是，減小了荒煤氣在上升管內(nèi)部的單位密度，可減小荒煤氣上升的阻力，縮短荒煤氣在上升管內(nèi)逸出的時間，確保廢熱回收的同時荒煤氣不會結(jié)焦；另一方面，可改變荒煤氣在上升管內(nèi)的氣流形態(tài)，由層流變成紊流，紊流現(xiàn)象使荒煤氣在上升管內(nèi)部產(chǎn)生渦旋和翻騰，同時廢熱回收過程中上升管內(nèi)襯耐高溫納米陶瓷涂層與被降溫的荒煤氣的界面的溫度偏低，推動了不同溫度的荒煤氣形成氣流團(tuán)，氣流團(tuán)密度差異形成氣旋，氣旋進(jìn)一步促使荒煤氣內(nèi)外層充分混合，最終使通過上升管任何橫截面的荒煤氣的截面溫度基本一致，使荒煤氣廢熱能最大程度地回收，降低了給荒煤氣降溫的氨水用量。同時，焦?fàn)t上升管內(nèi)徑擴(kuò)容后，根除了荒煤氣從裝煤孔和觀察孔逃逸或人工排氣的問題。

綜上所述，本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣廢熱回收利用系統(tǒng)，通過設(shè)置廢熱回收單元、廢熱存儲單元和廢熱再利用單元，實(shí)現(xiàn)了高溫荒煤氣廢熱的有效回收和利用；通過設(shè)置耐高溫納米陶瓷涂層及控制上升管內(nèi)荒煤氣溫度，解決了荒煤氣中的焦油在上升管內(nèi)壁吸附掛壁、結(jié)焦的難題，延長了上升管的使用壽命；上升管的內(nèi)徑擴(kuò)容后，降低了給荒煤氣降溫的氨水用量，根除了荒煤氣從裝煤孔和觀察孔逃逸或人工排氣的問題，為安全生產(chǎn)提供了保障。