一种新型焦炉荒煤气余热回收装置的制作方法

1.本实用新型属于炼焦技术领域，具体涉及一种新型焦炉荒煤气余热回收装置。


背景技术：

2.炼焦生产过程中荒煤气是煤在炭化室内因干馏分解出的气体主要成分是：水蒸气、焦油蒸汽、粗苯、氨、硫化氢、氰化物等，焦炉荒煤气在废气出口温度在650-750℃左右，目前主要采用喷洒氨水直接冷却，热值浪费较大，现已有部分厂家对该段荒煤气进行余热回收利用，但由于技术瓶颈，成功案例少且产生经济效益小，当前荒煤气余热回收利用的难题是荒煤气中含有煤焦油和大量细小煤粉，在500℃下开始冷凝，冷凝物高粘度，极易黏结在换热管内壁上，短期内就会降低换热效果和发生堵管，将会直接影响系统运行。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型公开了一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，能够最大限度回收焦炉荒煤气余热，生产高品位蒸汽，减少细小煤粉和高分子物凝结，延长结焦周期，减小清焦难度，系统可长时间运行且稳定可靠。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
5.一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，包括上升通道、集气管、高温除尘器和套管式急冷锅炉，所述上升通道、集气管、高温除尘器、套管式急冷锅炉依次连接，所述套管式急冷锅炉由套管式蒸汽换热器和汽包汽液分离器组成，所述套管式蒸汽换热器包括上烟箱、下烟箱、换热管、上集管和下集管；所述换热管入口处设有在线吹灰装置，所述换热管外包有套管，所述换热管内喷涂有复合陶瓷层；所述上烟箱上方设有进气口，下烟箱下方设有出气口，所述进气口与所述高温除尘器连通；所述上集管上设有上升管，所述下集管上设有下降管；所述上升管连通上集管进口和汽包汽液分离器的水汽进口，下降管连通下集管出口与汽包汽液分离器的出水口，汽包汽液分离器的侧边设有进水口，汽包汽液分离器的上方设有蒸汽出口。
6.作为本实用新型的一种改进，上烟箱的箱壁和底部设有隔热层。
7.作为本实用新型的一种改进，所述换热管不少于3根。
8.作为本实用新型的一种改进，所述套管式蒸汽换热器中的换热管的两端均设有扁圆管管板，所述扁圆管管板的外端与所述换热管连接，所述扁圆管管板的内端与所述套管连接；所述扁圆管管板与上集管进口、下集管出口连通。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少达到以下的一种：
10.1.换热管内喷涂有复合陶瓷层，更耐高温，且耐腐蚀、抗不粘，使用寿命长；
11.2.扁圆管管板组合代替常规平管板结构，扁圆管管板适用于高压场合，可适当缓解热膨胀影响。
12.3.换热管口增设在线吹灰装置，避免换热管头灰分搭桥，导致换热管堵实。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型所述的套管式蒸汽换热器剖面图；
15.图3为本实用新型的局部结构示意图。
16.附图标记列表：
17.1、上升通道，2、集气管，3、高温除尘器，4、套管式蒸汽换热器，5、汽包汽液分离器，6、上烟箱，7、下烟箱，8、扁圆管管板，9、套管，10、换热管，11、上集管，12、下集管，13、上集管进口，14、下集管出口，15、进气口，16、出气口，17、上升管，18、下降管，19、汽包汽液分离器的水汽进口，20、汽包汽液分离器的出水口，21、进水口，22、蒸汽出口，23、隔热层；24、复合陶瓷层；25、在线吹灰装置；26、套管式急冷锅炉。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
19.需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
20.如图1-2所示，本实用新型所述的一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，包括上升通道1、集气管2、高温除尘器3和套管式急冷锅炉26，所述上升通道1、集气管2、高温除尘器3、套管式急冷锅炉26依次连接，所述套管式急冷锅炉26由套管式蒸汽换热器4和汽包汽液分离器5组成，所述套管式蒸汽换热器4包括上烟箱6、下烟箱7、换热管10、上集管11和下集管12，所述每根换热管10外包有套管9，采用每根换热管外套设套管结构，代替普通管壳式结构，实现可承载高压。
21.所述上烟箱6上方设有进气口15，下烟箱7下方设有出气口16，所述进气口15与所述高温除尘器3连通；所述上集管11上设有上升管17，所述下集管12上设有下降管18；所述上升管17连通上集管进口13和汽包汽液分离器的水汽进口19；下降管18连通下集管出口14与汽包汽液分离器的出水口20，汽包汽液分离器5的侧边设有进水口21，汽包汽液分离器5的上方还设有蒸汽出口22。
22.作为本实用新型的一种改进，如图2所示，上烟箱6的箱壁和底部设有隔热层23，所述隔热层23，降温，防止换热管管头烫坏和扁圆管管板8烫坏。
23.作为本实用新型的一种改进，所述换热管10不少于3根。
24.作为本实用新型的一种改进，所述套管式蒸汽换热器中的换热管10的两端均设有扁圆管管板8，所述扁圆管管板可以缓解热膨胀差。如图3所示，所述扁圆管管板8的外端与所述换热管10连接，所述扁圆管管板8的内端与所述套管9连接；所述扁圆管管板8与上集管进口13、下集管出口14连通。
25.作为本实用新型的一种改进，如图3所示，所述换热管内喷涂有复合陶瓷层24，更耐高温，且耐腐蚀、抗不粘，使用寿命长。
26.作为本实施例的一种优选，所述换热管入口处设有在线吹灰装置25，如图2所示，所述在线吹灰装置25设有吹灰端口对准每个换热管入口，避免换热管头灰分搭桥，导致换热管堵实。
27.工作原理：
28.工作时，荒煤气由上升通道1、集气管2进入高温除尘器3，进行初步除尘，然后进入套管式急冷锅炉26进行降温，荒煤气从上烟箱6的进气口15进入套管式蒸汽换热器4的换热管10管内，换热后，经下烟箱7流出；同时，经过除盐除氧的锅炉水进入汽包汽液分离器5的侧边的进水口21，由下降管18进入下集管进口，由于套管9两端设有扁圆管管板8，所述扁圆管管板8与下集管出口14连通，经过除盐除氧的锅炉水从下端的扁圆管管板8进入套管9，热水从套管9里流过，由于套管9包在换热管10外面，荒煤气进入换热管10的温度为560-630℃，通过热量交换，因此套管9中的水从下往上的过程中变成汽水混合物，从上集管进口13进入经上升管17流入汽包汽液分离器5中进行汽液分离，最后蒸汽由蒸汽出口22进入蒸汽管道。
29.为了减少设备结焦，延长清焦周期：荒煤气进入套管式急冷锅炉平均流速不低于35m/s；套管9与换热管10环隙介质温度不低于324℃，换热管10金属壁温不低于330℃。
30.本实用新型所述的套管式蒸汽换热器4，采用换热换10与套管9组合，代替常规管壳式换热结构，大大提高了换热效率；采用扁圆管管板8组合代替常规平管板结构，扁圆管管板8适用于高压场合，且可适当缓解热膨胀影响。
31.本实用新型所述的余热回收装置，可通过在线喷洒氨水、在线蒸汽吹扫、间歇式水力清洗、间隙式化学溶剂进行管内焦油清理，操作方便，效率高，焦油清理干净，系统换热效果恢复快。
32.由于荒煤气进入套管式蒸汽换热器4的温度为560-630℃，为了防止扁圆管管板8、换热管10与所述上烟箱6接触处烫坏，本实用新型在所述上烟箱6内设有隔热层23，降温，保护换热管。换热管内可采用在线、间歇式或联合操作焦油清理，清理干净，换热效果完全恢复。
33.综上所述，本实用新型结构紧凑，最大限度回收焦炉荒煤气余热，可生产高品位蒸汽，压力高达13mpa，提升换热管内壁金属温度至330-345℃，减少高分子物凝结，可延长清焦周期；通过控制荒煤气出口流速大于30m/s，换热管不易黏结煤焦油，可延长清焦周期。
34.需要说明的是，附图仅仅说明了本技术的技术思想，不能以此形状限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：包括上升通道、集气管、高温除尘器和套管式急冷锅炉，所述上升通道、集气管、高温除尘器、套管式急冷锅炉依次连接，所述套管式急冷锅炉由套管式蒸汽换热器和汽包汽液分离器组成，所述套管式蒸汽换热器包括上烟箱、下烟箱、换热管、上集管和下集管；所述换热管入口处设有在线吹灰装置，所述换热管外包有套管，所述换热管内喷涂有复合陶瓷层；所述上烟箱上方设有进气口，下烟箱下方设有出气口，所述进气口与所述高温除尘器连通；所述上集管上设有上升管，所述下集管上设有下降管；所述上升管连通上集管进口和汽包汽液分离器的水汽进口，下降管连通下集管出口与汽包汽液分离器的出水口，汽包汽液分离器的侧边设有进水口，汽包汽液分离器的上方设有蒸汽出口。2.根据权利要求1所述的一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：上烟箱的箱壁和底部设有隔热层。3.根据权利要求1所述的一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述换热管不少于3根。4.根据权利要求1所述的一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，其特征在于：所述套管式蒸汽换热器中的换热管的两端均设有扁圆管管板，所述扁圆管管板的外端与所述换热管连接，所述扁圆管管板的内端与所述套管连接；所述扁圆管管板与上集管进口、下集管出口连通。

技术总结
本实用新型公开了一种新型焦炉荒煤气余热回收装置，包括上升通道、集气管、高温除尘器和套管式急冷锅炉，所述套管式急冷锅炉由套管式蒸汽换热器和汽包汽液分离器组成，所述套管式蒸汽换热器包括上烟箱、下烟箱、换热管、上集管和下集管，所述每根换热管外包有套管，所述上烟箱上方设有进气口，下烟箱下方设有出气口，所述进气口与所述高温除尘器连通；所述上集管上设有上升管，所述下集管上设有下降管。本实用新型能够最大限度回收焦炉荒煤气余热，能够生产高品位蒸汽，系统运行稳定可靠，该装置可以减少高分子物凝结，延长结焦周期，堵管结焦后，易清理，降低运行成本。降低运行成本。降低运行成本。


技术研发人员：金沙 浦心铭 金如聪 王新华
受保护的技术使用者：南京竣业过程机械设备有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/8/5