專利名稱：一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及工業(yè)余熱回收利用的技術領域，特別涉及一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]焦化行業(yè)作為高能耗行業(yè)備受關注。焦爐煉焦過程中，焦爐上升管內的荒煤氣溫度高達750°C，含有大量的顯熱，為降低焦爐荒煤氣溫度便于后續(xù)焦化工藝處理，傳統(tǒng)工藝采用噴氨水急冷的工藝冷卻高溫荒煤氣，通過橋管與集氣管噴灑循環(huán)氨水與荒煤氣直接接觸，靠循環(huán)氨水大量氣化，使荒煤氣急劇降溫至80-85°C，降溫后荒煤氣在初冷器中再用冷卻水間接冷卻至常溫。該工藝流程不僅浪費了大量荒煤氣的顯熱，消耗大量的氨水、而且浪費了大量的水資源和電力，增加污水了排放。焦爐排出的750°C左右的荒煤氣由于其成分復雜，且隨著溫度的降低有焦油等組分的析出，同時由于焦爐每孔生產(chǎn)具有周期性，至今沒有很好的方案對其進行回收。因此，對焦爐荒煤氣顯熱回收的研究一直是焦化行業(yè)節(jié)能減排的熱點之一。[0003]現(xiàn)有技術中，申請?zhí)枮?01010199879.9的中國專利申請中公開了一種回收焦爐荒煤氣余熱的方法及裝置，該裝置采用半導體模塊發(fā)電模式，吸收上升管中荒煤氣的熱量。 但是，該裝置的半導體模塊發(fā)電所能承受的溫度和吸收的熱量有限，導致荒煤氣的熱量沒有得到充分利用。申請?zhí)枮?00910230821. 3的中國專利申請中公開了一種焦爐荒煤氣余熱利用技術，該技術將焦爐在各個碳化室的高溫荒煤氣匯總進入余熱鍋爐換熱，換熱后的荒煤氣經(jīng)氨水噴淋降溫后，送化產(chǎn)回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過集中換熱取熱，具有較高的效率， 但是通過余熱鍋爐換熱存在安全隱患，如果整個系統(tǒng)密封不嚴密，則容易引起系統(tǒng)中氧含量過高，引發(fā)爆炸。[0004]總體而言，焦爐荒煤氣余熱回收目前主要有兩種研究模式一是采用帶有余熱回收功能的上升管裝置，但由于其空間結構狹小，受熱面布置受到影響，無法充分回收荒煤氣余熱資源，導致難以推廣；二是采用將荒煤氣集中引出，另外設置集中的余熱回收系統(tǒng)，此種結構模式由于其系統(tǒng)復雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結焦等因素，導致系統(tǒng)的氣密性要求很高，系統(tǒng)安全運行受到很大挑戰(zhàn)。實用新型內容[0005]本實用新型目的在于提供一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中的焦爐荒煤氣余熱回收裝置一般采用帶有余熱回收功能的上升管裝置，但由于其空間結構狹小，受熱面布置受到影響，無法充分回收荒煤氣余熱資源，導致難以推廣的技術性問題。[0006]本實用新型目的通過以下技術方案實現(xiàn)[0007]—種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)，焦爐的上升管內設置過熱器， 橋管內設置蒸發(fā)器，并且，橋管與焦爐上升管連接，蒸發(fā)器通過管路與汽包連接，所述汽包通過管路與所述過熱器連接，所述汽包內設置汽水分離裝置，[0008]水經(jīng)過蒸發(fā)器成汽水混合物進入汽包，在汽包內由汽水分離裝置分離產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng)過熱器換熱后成過熱蒸汽，所述蒸發(fā)器、汽包、過熱器依次形成水汽流通通道;[0009]焦爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)設置有過熱器的焦爐上升管、設置有蒸發(fā)器的橋管依次形成荒煤氣流通通道。[0010]所述過熱器分別與汽包與蒸汽輸出口相連，蒸發(fā)器分別與給水泵與汽包相連。[0011]還包括除氧除鹽水供給裝置，其設置在水汽流通通道入口，并位于所述蒸發(fā)器的前端，所述除氧除鹽水供給裝置包括除氧器和水泵，所述除氧器與除鹽水給水入口連接，所述除氧器的出口與水泵入口連接，所述除氧器與除氧用蒸汽的入口連接，水泵出口與所述蒸發(fā)器的除氧除鹽水入口連接。[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有以下優(yōu)點[0013]I、在保持焦爐主要工藝不變的前提下，利用焦爐橋管作為主要熱量回收裝置，回收荒煤氣余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽，再與上升管荒煤氣溫度高、受熱面小、過熱用熱量少的特點相結合，利用高溫荒煤氣余熱通過上升管余熱回收裝置進行過熱，從而產(chǎn)生過熱蒸汽，可在充分回收余熱基礎上，便于蒸汽的輸送和利用，減少蒸汽輸送損失，可便于推廣；[0014]2、在橋管處設置余熱回收裝置充分利用了焦爐上部的空間，結合上部空間適當增加受熱面可最大限度地回收余熱，焦爐原來的橋管只是布置噴氨裝置，通過噴灑氨水來降低焦爐煤氣的溫度；本實用新型的橋管在原來的基礎上進行改造，充分利用焦爐上部空間， 將橋管變形并在內布置橋管蒸發(fā)器，改造后的橋管不僅能充分吸收焦爐荒煤氣的熱量，而且余熱利用后的焦爐荒煤氣重新回到原有的集氣管，不影響原有上升管、集氣管的原有結構；[0015]3、主要受熱面布置在橋管蒸發(fā)段，可便于焦油析出后的清洗，避免或減緩因荒煤氣溫度降低后焦油析出而導致受熱面換熱能力下降、甚至失效；[0016]4、充分利用上升管荒煤氣溫度高、受熱面小的特點，采用上升管與橋管組合的方式，對橋管回收飽和蒸汽進行過熱，提高了蒸汽品質，還可防止上升管內荒煤氣溫度過低導致上升管內部結焦難以處理的難題發(fā)生；[0017]5、通過回收余熱能夠明顯降低焦爐工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益；[0018]6、除氧除鹽水通過蒸發(fā)器、過熱器吸收焦爐荒煤氣余熱形成過熱蒸汽可供用戶使用，回收了荒煤氣余熱資源，同時減少原系統(tǒng)冷卻用氨水數(shù)量，降低氨水附屬系統(tǒng)的電耗， 實現(xiàn)了焦爐節(jié)能減排。


[0019]圖I為本實用新型的組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽系統(tǒng)的流程圖。
具體實施方式
[0020]
以下結合附圖，詳細說明本實用新型。[0021]需要說明的是，現(xiàn)有的橋管是一段彎曲且不長的管道，當前很少有技術人員利用該橋管做一些額外功能的設計，但是本實用新型的技術人員就是克服了本領域人員的技術偏見，將橋管變形并在內布置橋管蒸發(fā)器，改造后的橋管不僅能充分吸收焦爐荒煤氣的熱量，而且余熱利用后的焦爐荒煤氣重新回到原有的集氣管，不影響原有上升管、集氣管的原有結構。[0022]請參閱圖1，本實用新型的組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽系統(tǒng)，用于回收焦爐的荒煤氣余熱，包括過熱器3、蒸發(fā)器4、汽包5和除氧除鹽水供給裝置，過熱器3設置在焦爐8的上升管I中，蒸發(fā)器4設置在橋管2中，上升管I的荒煤氣出口 11與橋管2的荒煤氣入口 41連接，除氧除鹽水供給裝置的出口與蒸發(fā)器4的除氧除鹽水入口連接，蒸發(fā)器4 的汽水出口 42與汽包5的入口連接，汽包5的飽和蒸汽出口 51與過熱器3的飽和蒸汽入口 31連接，過熱器3上設置有過熱蒸汽出口 32。[0023]在本實例中，荒煤氣出口 43，用于荒煤氣與換熱器中的水換熱后的排出。除氧除鹽水供給裝置用于提供除氧除鹽水，其包括除氧器6和水泵7，除氧器6與除鹽水給水入口 61連接，除氧器6與除氧用蒸汽的入口 62連接，除氧用蒸汽可去除除鹽水中的氧氣。除氧器6的出口與水泵7入口連接，水泵7出口與蒸發(fā)器的除氧除鹽水入口連接。[0024]在本實例中，汽水分離裝置設置在汽包5內，汽包5上設有定期排污管52和連續(xù)排污管53，可用于將汽包內的污水排出。[0025]水經(jīng)過蒸發(fā)器4換熱后形成汽水混合物進入汽包5，汽水混合物在汽包5內由汽水分離裝置分離成水和飽和蒸汽、飽和蒸汽經(jīng)過熱器3換熱后形成過熱蒸汽，所述蒸發(fā)器、汽包、過熱器依次形成水汽流通通道。[0026]焦爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)設置有過熱器3的上升管I、設置有蒸發(fā)器4的橋管2依次形成荒煤氣流通通道。[0027]本實用新型的焦爐荒煤氣余熱回收系統(tǒng)的工作過程如下[0028]除鹽水從系統(tǒng)水管網(wǎng)進入除氧器6，經(jīng)過管網(wǎng)除氧用蒸汽熱力除氧后形成除氧除鹽水，通過水泵7加壓后送入蒸發(fā)器4，除氧除鹽水在蒸發(fā)器4中形成的汽水混合物通過出口 42進入汽包5,在汽包5內經(jīng)過汽水分離后形成飽和蒸汽進入焦爐8上部上升管I的過熱器3，通過過熱器3的蒸汽出口 32送出供過熱蒸汽用戶使用。[0029]本實用新型還提供組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的方法，包括以下步驟[0030](I)、將除氧除鹽水泵入蒸發(fā)器，具體步驟如下將除鹽水通入除氧器，經(jīng)除氧器中的除氧用蒸汽熱力除氧，即可制得除氧除鹽水，再通過水泵將除氧除鹽水泵入蒸發(fā)器，其中，蒸發(fā)器設置在橋管中。[0031](2)、荒煤氣經(jīng)焦爐的上升管進入橋管，荒煤氣與上述的除氧除鹽水進行換熱形成汽水混合物，換熱后的荒煤氣從橋管的荒煤氣出口排出。[0032](3)、上述的汽水混合物經(jīng)蒸發(fā)器的汽水出口進入汽包，在汽包內進行汽水分離得到飽和蒸汽。[0033](4)、上述的飽和蒸汽從汽包出來后進入設置在上升管內的過熱器，在過熱器中形成過熱蒸汽，形成的過熱蒸汽可供熱用戶使用。[0034]本實用新型的組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽系統(tǒng)及方法在保持焦爐主要工藝不變的前提下，利用焦爐橋管作為主要熱量回收裝置，回收荒煤氣余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽，再與上升管荒煤氣溫度高、受熱面小、過熱用熱量少的特點相結合，利用高溫荒煤氣余熱通過上升管余熱回收裝置進行過熱，從而產(chǎn)生過熱蒸汽，可在充分回收余熱基礎上，便于蒸汽的輸送和利用，減少蒸汽輸送損失，可便于推廣。[0035]本實用新型的焦爐荒煤氣余熱回收系統(tǒng)在橋管處設置余熱回收裝置充分利用了焦爐上部的空間，結合上部空間適當增加受熱面可最大限度地回收余熱。主要受熱面布置在橋管下降段可便于焦油析出后的清洗，避免或減緩因荒煤氣溫度降低后焦油析出而導致受熱面換熱能力下降、甚至失效。充分利用上升管荒煤氣溫度高、受熱面小的特點，采用上升管與橋管組合的方式，對橋管回收飽和蒸汽進行過熱，提高了蒸汽品質，還可防止上升管內荒煤氣溫度過高導致上升管內部積炭難以處理的難題發(fā)生。[0036]本實用新型的焦爐荒煤氣余熱回收系統(tǒng)使除氧除鹽水通過蒸發(fā)器、過熱器吸收焦爐荒煤氣余熱形成過熱蒸汽可供用戶使用，回收了荒煤氣余熱資源，同時減少原系統(tǒng)冷卻用氨水數(shù)量，降低氨水附屬系統(tǒng)的電耗，實現(xiàn)了焦爐節(jié)能減排。通過回收余熱能夠明顯降低焦爐工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益。[0037]以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護范圍內。
權利要求1.一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)，其特征在于，焦爐的上升管內設置過熱器，橋管內設置蒸發(fā)器，并且，橋管與焦爐上升管連接，蒸發(fā)器通過管路與汽包連接，所述汽包通過管路與所述過熱器連接，所述汽包內設置汽水分離裝置。
2.如權利要求I所述的一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)，其特征在于，過熱器分別與汽包與蒸汽輸出口相連，蒸發(fā)器分別與給水泵與汽包相連。
3.如權利要求I所述的一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)，其特征在于，還包括除氧除鹽水供給裝置，其設置在水汽流通通道入口，并位于所述蒸發(fā)器的前端，所述除氧除鹽水供給裝置包括除氧器和水泵，所述除氧器與除鹽水給水入口連接，所述除氧器的出口與水泵入口連接，所述除氧器與除氧用蒸汽的入口連接，水泵出口與所述蒸發(fā)器的除氧除鹽水入口連接。
專利摘要本實用新型提供了一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)，焦爐的上升管內設置過熱器，橋管內設置蒸發(fā)器，并且，橋管與上升管連接，蒸發(fā)器通過管路與汽包連接，所述汽包通過管路與所述過熱器連接，所述汽包內設置汽水分離裝置，水經(jīng)蒸發(fā)器形成汽水混合物進入汽包，汽水混合物在汽包內由汽水分離裝置分離成水和飽和蒸汽,飽和蒸汽經(jīng)過熱器換熱后成過熱蒸汽，所述蒸發(fā)器、汽包、過熱器依次形成水汽流通通道；焦爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)上升管、橋管依次形成荒煤氣流通通道。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過上升管與橋管組合的方式使得水與荒煤氣進行充分換熱，達到余熱資源充分利用的功效。
文檔編號F22B1/18GK202808702SQ20122044054
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日2012年8月31日
發(fā)明者曹先常, 王芳 申請人:上海寶鋼節(jié)能技術有限公司