專利名稱:一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法和設(shè)備,屬于焦?fàn)t荒煤氣余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,人們在工業(yè)領(lǐng)域積累了豐富的余熱利用技術(shù),焦?fàn)t荒煤氣余熱利用也是其中之一,然而,背景技術(shù)中,自焦炭企業(yè)使用碳化室法燒制焦炭以來,上升管內(nèi)高溫焦?fàn)t荒煤氣的余熱就一直未能有效利用,只能用循環(huán)氨水降溫把熱量白白浪費(fèi)。有人將荒煤氣與夾套內(nèi)的工藝介質(zhì)水換熱,但是出現(xiàn)換熱面粘結(jié)焦油、絮狀物堵塞問題,換熱面損壞后,夾套內(nèi)工藝介質(zhì)水漏進(jìn)碳化室影響焦炭生產(chǎn)。近年來,采用熱管技術(shù)和導(dǎo)熱油技術(shù)進(jìn)行焦?fàn)t荒煤氣余熱利用,都不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行,主要原因是這些背景技術(shù)都沒有克服焦?fàn)t煤氣 換熱的困難,當(dāng)換熱系統(tǒng)其它部分故障停止工作時(shí),碳化室法,一爐焦沒有生產(chǎn)完,是不能在中途短時(shí)間內(nèi)停爐的,所以出現(xiàn)熱管爆管、導(dǎo)熱油過熱結(jié)焦等問題。這些現(xiàn)狀在2010年9月14日《中國冶金報(bào)》中所刊登的一篇由豐恒夫撰寫的“煉焦荒煤氣余熱回收任重道遠(yuǎn)”文章中作了詳細(xì)的說明,該文共包括三部分的內(nèi)容一是煉焦荒煤氣余熱利用的必要性;二是我國煉焦荒煤氣余熱利用進(jìn)程;三是加快煉焦荒煤氣余熱回收技術(shù)的研發(fā)。該文在第二部分內(nèi)容的結(jié)尾自然段強(qiáng)調(diào)指出“煉焦荒煤氣余熱回收利用技術(shù)在我國近30年的研究歷程,其材料、結(jié)構(gòu)不能滿足現(xiàn)場工況要求,效率低壽命短,關(guān)鍵技術(shù)沒有突破,至今尚無成熟、可靠、穩(wěn)定的大工業(yè)化應(yīng)用實(shí)例”。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法和設(shè)備,使換熱面不腐蝕、粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞,受熱面損壞,也不向碳化室內(nèi)漏工藝介質(zhì)(水),解決背景技術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法,在焦?fàn)t上升管內(nèi)放置由內(nèi)管和外管組成雙層套管,在外管和內(nèi)管之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管的內(nèi)管里面是流動(dòng)的工藝介質(zhì),雙層套管的外管和內(nèi)管之間的夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備,包含上升管、由內(nèi)管和外管組成的雙層套管、雙層套管在上升管殼體上的進(jìn)口和出口,雙層套管的外管和內(nèi)管之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管由進(jìn)口穿過上升管殼體進(jìn)入上升管內(nèi),在上升管內(nèi)布置完穿出上升管殼體即為出口,雙層套管的內(nèi)管里是流動(dòng)的工藝介質(zhì),夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。所述的雙層套管在上升管內(nèi)螺旋狀布置。所述的工藝介質(zhì)為水,導(dǎo)熱介質(zhì)為氣固兩相合成材料、液固兩相合成材料、固相合成材料。工作時(shí)高溫的焦?fàn)t荒煤氣流進(jìn)上升管內(nèi),邊向上流動(dòng),邊通過外管與夾層內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)換熱,最后流出上升管,吸收荒煤氣余熱的導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給內(nèi)管里的工藝介質(zhì),由進(jìn)口流入內(nèi)管里的的工藝介質(zhì)吸熱后由出口流出,去下一工序。本發(fā)明回收利用焦?fàn)t荒煤氣余熱的部位是在焦?fàn)t頂上升管底座法蘭至上升管橋管閥體法蘭之間,恰恰是焦?fàn)t上升管的位置,特別適用于舊焦?fàn)t的改造?;厥盏臒崃孔罱K傳遞給了工藝介質(zhì),使工藝介質(zhì)的溫度升高或產(chǎn)生蒸汽,最重要的是采用增加一層外管的方法,成功地解決了傳熱面粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞和內(nèi)管的傳熱面損壞,工藝介質(zhì)(如水)漏不入碳化室的問題,這里需要解釋一下我們知道熱量由高向低自動(dòng)傳導(dǎo),在荒煤氣向工藝介質(zhì)傳熱過程中,荒煤氣溫度高于外管溫度,外管溫度高于導(dǎo)熱介質(zhì)溫度,導(dǎo)熱介質(zhì)溫度高于內(nèi)管溫度,內(nèi)管溫度高于工藝介質(zhì)溫度,于是新增外管溫度就高于內(nèi)管溫度,由于外管溫度提高了,荒煤氣中焦油無法冷凝粘結(jié)在外管表面,形成絮狀物堵塞了 ;新增外管在空間上 完全包容內(nèi)管,內(nèi)管傳熱面損壞工藝介質(zhì)只能漏人夾層內(nèi),卻進(jìn)不了碳化室,所以使用安全可靠;安裝調(diào)試投入運(yùn)行,不影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。采用本發(fā)明,為防止出現(xiàn)荒煤氣出口溫度偏高問題,把有效的余熱全部合理回收,采用增大傳熱面的技術(shù)措施,包括增加雙層套管在上升管內(nèi)的布置長度、表面增加翅片
坐寸O本發(fā)明的積極效是使換熱面不腐蝕粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞,在換熱面損壞時(shí),工藝介質(zhì)漏不入焦?fàn)t碳化室,具有節(jié)能效果突出、長周期穩(wěn)定運(yùn)行、安全可靠、維護(hù)修理簡便等特點(diǎn),解決了本領(lǐng)域長期渴望解決的技術(shù)問題。
附圖I是本發(fā)明實(shí)施例示意 圖中上升管I、雙層套管2、外管3、內(nèi)管4、進(jìn)口 5、出口 6。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖,通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備,包含上升管I、由內(nèi)管4和外管3組成的雙層套管2、雙層套管在上升管殼體上的進(jìn)口 5和出口 6,雙層套管的外管和內(nèi)管之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管由進(jìn)口穿過上升管殼體進(jìn)入上升管內(nèi),在上升管內(nèi)布置完穿出上升管殼體即為出口,雙層套管的內(nèi)管里是流動(dòng)的工藝介質(zhì),夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。所述上升管分別與上升管橋管閥體、上升管底座相聯(lián);內(nèi)管4和外管3為封閉腔體結(jié)構(gòu),即夾層,并在里面放置導(dǎo)熱介質(zhì),工藝介質(zhì)由進(jìn)口 5流入內(nèi)管4由出口 6流出。工作時(shí)高溫的焦?fàn)t荒煤氣流進(jìn)上升管內(nèi),邊向上流動(dòng),邊通過外管與夾層內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)換熱,最后流出內(nèi)筒,吸收荒煤氣余熱的導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給內(nèi)管里的工藝介質(zhì),由入口流入內(nèi)管里的的工藝介質(zhì)吸熱后由出口流出,去下一工序。
在上升管I內(nèi)布置雙層套管2,雙層套管2由外管3和內(nèi)管4組成,上升管上設(shè)有工藝介質(zhì)進(jìn)口 5和出口 6,雙層套管2于進(jìn)口 5處穿人出口 6處穿出上升管殼體,內(nèi)管4里是流動(dòng)的工藝介質(zhì)(如水等),夾層內(nèi)選擇性放置導(dǎo)熱介質(zhì),高溫荒煤氣通過外管3把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管4把熱量傳給工藝介質(zhì)。權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法,其特征在于在焦?fàn)t上升管內(nèi)放置由內(nèi)管和外管組 成雙層套管,在外管和內(nèi)管之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管的內(nèi)管里面是流動(dòng)的工藝介質(zhì),雙層套管的外管和內(nèi)管之間的夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法,其特征在于回收利用焦?fàn)t荒煤氣余熱的部位是在爐頂上升管底座法蘭至上升管橋管閥體法蘭之間,是焦?fàn)t上升管的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法,其特征在于為防止出現(xiàn)荒煤氣出口溫度偏高問題,采用增大傳熱面的技術(shù)措施,包括增加雙層套管在上升管內(nèi)的布置長度;表面增加翅片。
4.一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備,其特征在于包含上升管(I)、由內(nèi)管(4)和外管(3)組成的雙層套管(2)、雙層套管在上升管殼體上的進(jìn)口(5)和出口(6),雙層套管的外管和內(nèi)管之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管由進(jìn)口穿過上升管殼體進(jìn)入上升管內(nèi),在上升管內(nèi)布置完穿出上升管殼體即為出口,雙層套管的內(nèi)管里是流動(dòng)的工藝介質(zhì),夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備,其特征在于所述上升管分別與上升管橋管閥體、上升管底座相聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備,其特征在于在所述的雙層套管在上升管內(nèi)螺旋狀布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收利用方法及設(shè)備,屬于余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是雙層套管(2)的外管(3)和內(nèi)管(4)之間形成封閉空間,該封閉空間稱為夾層,雙層套管由進(jìn)口(5)穿過上升管殼體進(jìn)入上升管內(nèi),在上升管(1)內(nèi)布置完穿出上升管殼體即為出口(6),雙層套管的內(nèi)管里是流動(dòng)的工藝介質(zhì),夾層內(nèi)放置導(dǎo)熱介質(zhì),焦?fàn)t上升管內(nèi)高溫荒煤氣通過外管把熱量傳給導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)通過內(nèi)管把熱量傳給工藝介質(zhì)。本發(fā)明的積極效是使換熱面不腐蝕粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞,在換熱面損壞時(shí),工藝介質(zhì)漏不入焦?fàn)t碳化室,具有節(jié)能效果突出、長周期穩(wěn)定運(yùn)行、安全可靠、維護(hù)修理簡便等特點(diǎn),解決了本領(lǐng)域長期渴望解決的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)F28D19/00GK102706195SQ201210191310
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者王占華, 董久明 申請人:唐山市天元化工設(shè)備有限公司