本發(fā)明涉及焦?fàn)t荒煤氣余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，，尤其涉及一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收裝置。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t炭化室出口的荒煤氣溫度約為650～750℃，具有很高的熱量，高效回收該部分熱量對焦化企業(yè)節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義，同時，高效回收荒煤氣高溫段熱量是提高荒煤氣余熱回收效率的關(guān)鍵步驟。目前，已公開的焦?fàn)t荒煤氣余熱回收工藝主要有以下三種：1)使用上升管換熱器回收荒煤氣顯熱并生產(chǎn)0.4～0.6mpa低壓飽和蒸汽；2)將除塵后的荒煤氣導(dǎo)入余熱鍋爐，荒煤氣溫度降至150℃后噴灑氨水繼續(xù)降溫，待溫度達(dá)到70～90℃后，將荒煤氣經(jīng)煤氣冷卻器送后續(xù)工段；3)向荒煤氣中噴灑氨水，將其冷卻至70～90℃后利用煤氣冷卻器回收低溫余熱。

以上三種工藝路線均存在較多不足：第一種工藝產(chǎn)汽品類單一、產(chǎn)汽量少且易使上升管內(nèi)結(jié)焦甚至漏水，影響焦?fàn)t運(yùn)行；第二種工藝極易在換熱管內(nèi)結(jié)焦，導(dǎo)致?lián)Q熱效率低，甚至發(fā)生堵管、爆管等現(xiàn)象，影響安全生產(chǎn)；第三種工藝回收的熱量品位低，熱效率低，氨水消耗量大，污水排放多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收裝置，能夠高效回收焦?fàn)t荒煤氣的高溫段熱量并生產(chǎn)高溫高壓飽和蒸汽，進(jìn)而生產(chǎn)高壓過熱蒸汽或低壓飽和蒸汽；同時，能夠減少設(shè)備內(nèi)高分子聚合物凝結(jié)，延長結(jié)焦周期，提高清焦效率，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收裝置，包括高溫除塵器、立管套管式急冷廢熱鍋爐、除鹽水箱、除氧器、低溫?fù)Q熱器；所述立管套管式急冷廢熱鍋爐由套管式蒸汽換熱器和汽包組成，套管式蒸汽換熱器與汽包之間通過上升管和下降管連通；套管式蒸汽換熱器頂部的進(jìn)氣口通過高溫除塵器連接焦?fàn)t頂部的集氣管；汽包的進(jìn)水口依次通過低溫?fù)Q熱器、鍋爐給水泵、除氧器和除氧給水泵連接除鹽水箱；汽包頂部的蒸汽出口通過減溫減壓裝置連接低壓蒸汽用戶，或通過蒸汽過熱器連接高壓發(fā)電用戶；套管式蒸汽換熱器底部的排污口通過定期排污膨脹器連接排污井。

所述高溫除塵器的除塵灰出口另外連接灰倉。

所述立管套管式急冷廢熱鍋爐由套管式蒸汽換熱器和汽包組成，套管式蒸汽換熱器包括上煙箱、下煙箱、套管、扁圓管管板、換熱管、上集管和下集管，其中扁圓管管板外側(cè)與換熱管連接，套管包在換熱管外，套管與扁圓管管板內(nèi)側(cè)連接，扁圓管管板與上、下集管連通，上、下集管分別通過上升管和下降管與汽包連通，汽包的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口，汽包的上方設(shè)有蒸汽出口。

所述上煙箱內(nèi)設(shè)有隔熱層。

所述套管式蒸汽換熱器的扁圓管管板采用圓弧形或長圓形。

所述套管式蒸汽換熱器的換熱管為41根，且每根換熱管外均套有套管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明將焦?fàn)t荒煤氣引出至立管套管式急冷廢熱鍋爐中，對焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量進(jìn)行回收利用，換熱系統(tǒng)與焦?fàn)t獨(dú)立運(yùn)行，互不影響；

2)本發(fā)明能夠生產(chǎn)高溫高壓飽和蒸汽，同時換熱管金屬壁溫不低于320℃，減少結(jié)焦和延長了結(jié)焦周期；

3)本發(fā)明既可生產(chǎn)高壓過熱蒸汽供高壓發(fā)電用戶使用，又可生產(chǎn)低壓飽和蒸汽供低壓蒸汽用戶使用，蒸汽用途廣泛，適用性強(qiáng)；

4)本發(fā)明采用低溫?fù)Q熱器對除鹽、除氧后的鍋爐給水進(jìn)行初步換熱，提高給水溫度至210℃左右,并合理利用了廠區(qū)其他高溫介質(zhì)(如高溫焦油等)；在相同供水量下，與鍋爐給水未進(jìn)行初步換熱的工藝系統(tǒng)相比，產(chǎn)汽量增加40％；

5)本發(fā)明采用立管套管式急冷廢熱鍋爐，提高了系統(tǒng)的耐壓性能，蒸汽壓力達(dá)10～13mpa；高溫焦油在自身重力的作用下向換熱管管底運(yùn)動，焦油石墨化區(qū)域主要集中在管底，便于清焦作業(yè)；同時可在線監(jiān)測換熱管內(nèi)結(jié)焦情況，便于協(xié)調(diào)生產(chǎn)進(jìn)度，提前做好清焦準(zhǔn)備，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述立管套管式急冷廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所述套管式蒸汽換熱器的主視剖面圖。

圖中：1.焦?fàn)t2.高溫除塵器3.除鹽水箱4.除氧給水泵5.除氧器6.鍋爐給水泵7.低溫?fù)Q熱器8.焦?fàn)t上升管9.集氣管10.定期排污膨脹器11.排污井12.灰倉13.立管套管式急冷廢熱鍋爐13-1.套管式蒸汽換熱器13-2.上升管13-3.下降管13-4.汽包13-5.上集管13-6.下集管13-7.隔熱層13-8.扁圓管管板13-9.套管13-10.換熱管13-11.上煙箱13-12.下煙箱13-13.蒸汽出口14.減溫減壓裝置15.蒸汽過熱器

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

見圖1-圖3所示，本發(fā)明所述一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收裝置，包括高溫除塵器2、立管套管式急冷廢熱鍋爐13、除鹽水箱3、除氧器5、低溫?fù)Q熱器7；所述立管套管式急冷廢熱鍋爐13由套管式蒸汽換熱器13-1和汽包13-4組成，套管式蒸汽換熱器14-1與汽包13-4之間通過上升管13-2和下降管13-3連通；套管式蒸汽換熱器13-1頂部的進(jìn)氣口通過高溫除塵器2連接焦?fàn)t1頂部的集氣管9；汽包13-4的進(jìn)水口依次通過低溫?fù)Q熱器7、鍋爐給水泵6、除氧器5和除氧給水泵4連接除鹽水箱3；汽包13-4頂部的蒸汽出口14-14通過減溫減壓裝置14連接低壓蒸汽用戶，或通過蒸汽過熱器15連接高壓發(fā)電用戶；套管式蒸汽換熱器13-1底部的排污口通過定期排污膨脹器10連接排污井11。

所述高溫除塵器2的除塵灰出口另外連接灰倉12。

如圖2、圖3所示，所述立管套管式急冷廢熱鍋爐13由套管式蒸汽換熱器13-1和汽包13-4組成，套管式蒸汽換熱器13-1包括上煙箱13-11、下煙箱13-12、套管13-9、扁圓管管板13-8、換熱管13-10、上集管13-5和下集管13-6，其中扁圓管管板13-8外側(cè)與換熱管13-10連接，套管13-9包在換熱管13-10外，套管13-9與扁圓管管板13-8內(nèi)側(cè)連接，扁圓管管板13-8與上、下集管13-5、13-6連通，上、下集管13-5、13-6分別通過上升管13-2和下降管13-3與汽包13-4連通，汽包13-4的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口，汽包13-4的上方設(shè)有蒸汽出口13-13。

所述上煙箱13-11內(nèi)設(shè)有隔熱層13-7。

所述套管式蒸汽換熱器13-1的扁圓管管板13-8采用圓弧形或長圓形。

所述套管式蒸汽換熱器13-1的換熱管13-10為41根，且每根換熱管13-10外均套有套管13-9。

采用本發(fā)明所述裝置回收焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量的過程如下：

1)荒煤氣系統(tǒng)：溫度600℃以上的焦?fàn)t荒煤氣進(jìn)入立管套管式急冷廢熱鍋爐13中的套管式蒸汽換熱器13-1與水換熱，換熱后溫度降為350℃以下；荒煤氣進(jìn)入立管套管式急冷廢熱鍋爐13的平均流速為25～40m/s，套管式蒸汽換熱器13-1的換熱管13-10金屬壁溫不低于320℃；

2)汽水系統(tǒng)：鍋爐給水經(jīng)除鹽、除氧，再經(jīng)低溫?fù)Q熱器7換熱到210℃以上后進(jìn)入立管套管式急冷廢熱鍋爐13中的汽包13-4，隨后從下降管13-3進(jìn)入套管式蒸汽換熱器13-1，在套管式蒸汽換熱器13-1內(nèi)被荒煤氣加熱為汽水混合物后經(jīng)上升管13-2返回汽包13-4，在汽包13-4內(nèi)進(jìn)行汽水分離，產(chǎn)生壓力10～13mpa，溫度311～331℃的高溫高壓飽和蒸汽；高溫高壓飽和蒸汽經(jīng)過熱后送至高壓發(fā)電用戶或經(jīng)減溫減壓后供低壓蒸汽用戶使用，鍋爐給水再由下降管13-3進(jìn)入套管式蒸汽換熱器13-1繼續(xù)被加熱，進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)；

3)換熱管清焦：由于荒煤氣與水換熱時換熱管13-10金屬壁溫在焦油露點(diǎn)溫度以上，套管式蒸汽換熱器13-1的換熱管13-10結(jié)焦周期長，通過在線監(jiān)測結(jié)焦情況，需要清焦時采用在線蒸汽吹掃、水力清洗、化學(xué)試劑清洗或機(jī)械清洗方式清除換熱管13-10內(nèi)焦油。

所述低溫?fù)Q熱器7中與鍋爐給水進(jìn)行換熱的換熱介質(zhì)為高溫焦油。

以下實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。

【實施例】

本實施中，一種焦?fàn)t荒煤氣高溫段熱量高效回收過程如下：

來自焦?fàn)t1的650～750℃荒煤氣由焦?fàn)t上升管8進(jìn)入集氣管9，煙塵聚集后進(jìn)入高溫除塵器2進(jìn)行除塵，除塵后的荒煤氣進(jìn)入立管套管式急冷廢熱鍋爐13進(jìn)行換熱，除塵后的灰渣進(jìn)入灰倉12后外排；

荒煤氣進(jìn)入立管套管式急冷廢熱鍋爐13中的套管式蒸汽換熱器13-1進(jìn)行換熱，保持荒煤氣進(jìn)口溫度約為600℃、平均流速25～40m/s、換熱管13-10金屬壁溫330℃，換熱后低溫荒煤氣進(jìn)入其他工段進(jìn)行低溫段熱量回收；同時，除鹽水箱3中的常溫除鹽水依次經(jīng)除氧給水泵4、除氧器5后溫度達(dá)到160℃，160℃的除氧給水經(jīng)鍋爐給水泵6進(jìn)入低溫?fù)Q熱器7與高溫焦油換熱后溫度達(dá)到210℃。

210℃的鍋爐給水進(jìn)入汽包13-4后經(jīng)下降管13-3進(jìn)入套管式蒸汽換熱器13-1，通過熱量交換，變成汽水混合物后經(jīng)上升管13-2進(jìn)入汽包13-4中進(jìn)行汽液分離，產(chǎn)生高溫高壓飽和蒸汽(蒸汽壓力10～13mpa，蒸汽溫度311～331℃)，可根據(jù)需要進(jìn)入蒸汽過熱器15進(jìn)行過熱后送至高壓發(fā)電用戶或進(jìn)入減溫減壓裝置14進(jìn)行減溫、減壓后送至各低壓蒸汽用戶。

立管套管式急冷廢熱鍋爐13在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)定期排污膨脹器10排入排污井11。

本發(fā)明采用套管式蒸汽換熱器13-1代替常規(guī)管殼式換熱器，大大提高了換熱效率；采用扁圓管管板13-8組合代替常規(guī)平管板結(jié)構(gòu)，扁圓管管板13-8適用于高壓場合，且可緩解熱膨脹影響。

鍋爐給水經(jīng)低溫?fù)Q熱器7后溫度達(dá)到210℃，可以大幅縮短鍋爐給水在套管式蒸汽換熱器13-1中的換熱時間，提高工作效率。

荒煤氣進(jìn)入立管套管式急冷鍋爐13中的平均流速25～40m/s；套管13-9與換熱管13-10環(huán)隙介質(zhì)溫度高于324℃，換熱管13-10金屬壁溫高于320℃(高于焦油露點(diǎn)溫度)，能夠減少設(shè)備結(jié)焦量，延長清焦周期。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。