本發(fā)明屬于焦?fàn)t設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置。
背景技術(shù)：
：焦?fàn)t能對煤炭做高溫干餾處理，將其高效地轉(zhuǎn)換為焦炭、焦?fàn)t煤氣、煤焦油、粗苯等產(chǎn)物，是高效的能量轉(zhuǎn)換窯爐。在焦?fàn)t支出熱中，650℃-700℃荒煤氣的帶出熱約占36％，具有極高的回收利用價值。目前，通常采用降溫處理工藝來實現(xiàn)荒煤氣的工業(yè)應(yīng)用，傳統(tǒng)工藝為：向高溫荒煤氣噴灑大量70℃-75℃循環(huán)氨水使其降溫，實現(xiàn)余熱回收，然而，這會導(dǎo)致高溫荒煤氣帶出熱因循環(huán)氨水的大量蒸發(fā)而浪費。在20世紀80年代，日本大部分焦化廠曾將導(dǎo)熱油用于上升管回收荒煤氣帶出熱：他們將上升管做成夾套管，導(dǎo)熱油通過夾套管與高溫荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導(dǎo)熱油可用于多種用途，例如蒸氨、蒸餾煤焦油、干燥入爐煤等等。后來，我國濟鋼曾在五孔上升管進行了類似的試驗；我國武鋼、馬鋼、鞍鋼、漣鋼、北京焦化廠、沈陽煤氣二廠、本鋼一鐵、平頂山焦化廠等多家企業(yè)曾在上升管采用水汽化冷卻技術(shù)回收這部分熱量；此外，也有企業(yè)采用以氮氣為介質(zhì)、與高溫荒煤氣間接換熱的方法?，F(xiàn)有焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收取熱裝置的結(jié)構(gòu)，總體分內(nèi)、中、外三層基本結(jié)構(gòu)。內(nèi)層為耐高溫、耐腐蝕的合金鋼材質(zhì)的圓筒，荒煤氣在圓筒內(nèi)自下而上流過。中間為核心傳熱層，具有高導(dǎo)熱能力的、一定厚度的耐高溫固體介質(zhì)層緊密附著于內(nèi)筒的外壁，傳熱管穿過固體介質(zhì)層，且與該固體介質(zhì)層緊密接觸，傳熱管內(nèi)流過的為取熱介質(zhì)，其在流動過程中吸收了內(nèi)筒內(nèi)荒煤氣的放熱量，在自下而上的流動過程中溫度升高。傳熱管或螺旋上升盤旋在該固體介質(zhì)內(nèi)，或自下而上直立布置于該固體介質(zhì)層，固體介質(zhì)層需覆蓋整個傳熱管的外表面；外層為保溫保護層，金屬材質(zhì)筒體，內(nèi)壁面上貼有保溫材料，對內(nèi)筒和中間核心傳熱層起到保溫和保護的作用，減少熱損失，不受沖擊。然而，現(xiàn)有現(xiàn)有焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收取熱裝置或多或少存在以下問題：傳熱過程的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、循環(huán)不夠通暢、換熱效率低、荒煤氣側(cè)壁面焦油粘結(jié)導(dǎo)致堵塞荒煤氣通道、導(dǎo)熱油結(jié)焦堵塞導(dǎo)熱油通道、易被介質(zhì)等腐蝕或不能有效解決開停車和運行過程的熱脹冷縮問題,這使得以上方法或者難以成功實施，或者難以實現(xiàn)令人滿意的效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置。技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置，包括介質(zhì)管道(4)以及依次連接的加壓過熱段(1)、降壓除焦段(2)、預(yù)熱段(3)；所述加壓過熱段(1)豎直設(shè)置，且自下而上內(nèi)徑遞減；所述降壓除焦段(2)水平設(shè)置，且自左向右內(nèi)徑遞增，降壓除焦段(2)底部傾斜設(shè)置，最低處設(shè)有集焦槽(21)，集焦槽頂部設(shè)有大孔金屬網(wǎng)(22)；所述預(yù)熱段(3)豎直設(shè)置，且其內(nèi)徑不變；所述介質(zhì)管道(4)設(shè)于預(yù)熱段(3)和加壓過熱段(1)的側(cè)壁內(nèi)。作為改進，所述加壓過熱段(1)的側(cè)壁自內(nèi)而外依次設(shè)有過熱段內(nèi)殼體(11)、過熱段導(dǎo)熱介質(zhì)層(12)、過熱段隔熱層(13)和過熱段外殼體(14)；所述過熱段內(nèi)殼體(11)由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成，所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1-15.3份、鎳4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、錳0.67-0.81份、鉬0.25-0.38份、氮化鈦0.4-0.8份、碳納米管1-2份、納米銅1-2份。作為另一種改進，所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.5-14.7份、鎳4.28-4.30份、硅0.84-0.86份、碳0.49-0.51份、錳0.75-0.77份、鉬0.29-0.31份、氮化鈦0.5-0.7份、碳納米管1.4-1.6份、納米銅1.4-1.6份。作為另一種改進，所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份、氮化鈦0.6份、碳納米管1.5份、納米銅1.5份。作為另一種改進，還包括翅片(15)，所述翅片(15)設(shè)于過熱段內(nèi)殼體(11)的內(nèi)側(cè)壁上，所述翅片由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成。作為另一種改進，還包括釘頭(16)，所述釘頭(16)一端固定于過熱段內(nèi)殼體(11)的外側(cè)壁上，另一端固定于過熱段隔熱層(13)的內(nèi)側(cè)壁上。作為另一種改進，所述預(yù)熱段(3)的側(cè)壁自內(nèi)而外依次設(shè)有預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)、預(yù)熱段導(dǎo)熱介質(zhì)層(32)、預(yù)熱段隔熱層(33)和預(yù)熱段外殼體(34)。作為另一種改進，所述預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)由中效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成，所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1-15.3份、鎳4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、錳0.67-0.81份、鉬0.25-0.38份、納米銅1-2份。本發(fā)明還提供了一種用于焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置的高效導(dǎo)熱復(fù)合材料，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1-15.3份、鎳4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、錳0.67-0.81份、鉬0.25-0.38份、氮化鈦0.4-0.8份、碳納米管1-2份、納米銅1-2份。本發(fā)明還提供了一種用于焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置的中效導(dǎo)熱復(fù)合材料，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1-15.3份、鎳4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、錳0.67-0.81份、鉬0.25-0.38份、納米銅1-2份。有益效果：本發(fā)明提供的余熱回收裝置結(jié)構(gòu)簡單，防結(jié)焦效果好，余熱回收效率高。附圖說明圖1為本發(fā)明防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為加壓過熱段的局部放大圖。圖3為預(yù)熱段的局部放大圖。具體實施方式下面對本發(fā)明防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置作出進一步說明。實施例1防結(jié)焦焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置，包括介質(zhì)管道(4)以及依次連接的加壓過熱段(1)、降壓除焦段(2)、預(yù)熱段(3)；所述加壓過熱段(1)豎直設(shè)置，且自下而上內(nèi)徑遞減；所述降壓除焦段(2)水平設(shè)置，且自左向右內(nèi)徑遞增，降壓除焦段(2)底部傾斜設(shè)置，最低處設(shè)有集焦槽(21)，集焦槽頂部設(shè)有大孔金屬網(wǎng)(22)；所述預(yù)熱段(3)豎直設(shè)置，且其內(nèi)徑不變；所述介質(zhì)管道(4)設(shè)于預(yù)熱段(3)和加壓過熱段(1)的側(cè)壁內(nèi)。所述加壓過熱段(1)的側(cè)壁自內(nèi)而外依次設(shè)有過熱段內(nèi)殼體(11)、過熱段導(dǎo)熱介質(zhì)層(12)、過熱段隔熱層(13)和過熱段外殼體(14)；所述過熱段內(nèi)殼體(11)由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成；還包括翅片(15)，所述翅片(15)設(shè)于過熱段內(nèi)殼體(11)的內(nèi)側(cè)壁上，所述翅片由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成；還包括釘頭(16)，所述釘頭(16)一端固定于過熱段內(nèi)殼體(11)的外側(cè)壁上，另一端固定于過熱段隔熱層(13)的內(nèi)側(cè)壁上。所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份、氮化鈦0.5份、碳納米管1.5份、納米銅1.5份。所述預(yù)熱段(3)的側(cè)壁自內(nèi)而外依次設(shè)有預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)、預(yù)熱段導(dǎo)熱介質(zhì)層(32)、預(yù)熱段隔熱層(33)和預(yù)熱段外殼體(34)。所述預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)由中效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成，所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.28份、硅0.84份、碳0.52份、錳0.75份、鉬0.31份、納米銅1.5份。該裝置的工作原理：(1)由于加熱過熱段的形狀設(shè)置，煙氣在加壓過熱段邊加壓邊回收余熱，該段可使煙氣溫度變化小，同時回收部分余熱，避免結(jié)焦；(2)由于降壓除焦段的形狀設(shè)置，煙氣在該段減壓導(dǎo)致溫度降低，可在底部的金屬網(wǎng)上形成大量結(jié)焦，從而起到除焦的效果；(3)煙氣在預(yù)熱段和介質(zhì)換熱，使介質(zhì)預(yù)熱，除焦后盡管溫度降低，仍然難以結(jié)焦。實施例2與實施例1基本相同，不同之處僅在于：所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.5份、鎳4.28份、硅0.86份、碳0.49份、錳0.77份、鉬0.29份、氮化鈦0.5份、碳納米管1.6份、納米銅1.4份。所述預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)由中效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成，所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.5份、鎳4.28份、硅0.86份、碳0.49份、錳0.77份、鉬0.29份、納米銅1.4份。實施例3與實施例1基本相同，不同之處僅在于：所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.7份、鎳4.30份、硅0.84份、碳0.51份、錳0.75份、鉬0.31份、氮化鈦0.7份、碳納米管1.4份、納米銅1.6份。所述預(yù)熱段內(nèi)殼體(31)由中效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成，所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.7份、鎳4.30份、硅0.84份、碳0.51份、錳0.75份、鉬0.31份、納米銅1.6份。實施例4與實施例1基本相同，不同之處僅在于：所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1份、鎳4.21份、硅0.76份、碳0.58份、錳0.67份、鉬0.38份、氮化鈦0.4、碳納米管1份、納米銅2份。所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.1份、鎳4.21份、硅0.76份、碳0.58份、錳0.67份、鉬0.38份、納米銅2份。實施例5與實施例1基本相同，不同之處僅在于：所述高效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻15.3份、鎳4.38份、硅0.91份、碳0.45份、錳0.81份、鉬0.25份、氮化鈦0.8份、碳納米管2份、納米銅1份。所述中效導(dǎo)熱復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻15.3份、鎳4.38份、硅0.91份、碳0.45份、錳0.81份、鉬0.25份、納米銅1份。對比例1復(fù)合材料1，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份。對比例2復(fù)合材料2，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份、碳納米管1.5份。對比例3復(fù)合材料3，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份、納米銅1.5份。對比例4復(fù)合材料1，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻14.6份、鎳4.29份、硅0.85份、碳0.50份、錳0.76份、鉬0.30份、氮化鈦0.6份。測試實施例1至5、對比例1-3的復(fù)合材料的性能，見下表。復(fù)合材料來源導(dǎo)熱系數(shù)(w/m.k)復(fù)合材料來源導(dǎo)熱系數(shù)(w/m.k)實施例11669對比例1479實施例21492對比例2958實施例31481對比例3642實施例41411對比例4581實施例51397當(dāng)前第1頁12