專利名稱：一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)余熱回收利用與技術領域，一種焦爐荒煤氣余熱回收裝置，特別是一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置。
背景技術：
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(nèi)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，而且消耗大量的氨水、又浪費了大量的水資源和電力，增加污水排放。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，至今沒有很好的方案對其進行回收。因此焦爐 荒煤氣顯熱回收研究一直是焦化行業(yè)節(jié)能減排的熱點之一。目前焦爐荒煤氣余熱回收主要有兩種模式在研究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(jié)構(gòu)狹小，蒸發(fā)器布置受到影響，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(jié)構(gòu)模式由于其系統(tǒng)復雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結(jié)焦等因素，系統(tǒng)的氣密性等要求很高，系統(tǒng)安全運行受到很大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，包括橋管上升段和橋管下降段，所述橋管上升段和橋管下降段之間設有橋管過渡段，所述橋管下降段內(nèi)設有蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器采用增加受熱面的多層蒸發(fā)器，所述橋管過渡段內(nèi)設有過熱器，橋管下降段荒煤氣通道由所述多層蒸發(fā)器分成若干用于流通荒煤氣的荒煤氣獨
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兄通道;
荒煤氣經(jīng)橋管上升段、橋管過渡段、橋管下降段的荒煤氣獨立通道形成荒煤氣流通通
道；
水經(jīng)橋管下降段蒸發(fā)器、過熱器形成水汽流通通道。所述多層蒸發(fā)器包括上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和若干縱向設置的換熱器，該些換熱器分別設在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間，并分別與兩者相通，所述下聯(lián)箱與進水管連接，換熱器與管壁非接觸，且換熱器彼此獨立，換熱器彼此之間、和/或換熱器與橋管壁之間、和/或內(nèi)層換熱器中心分別設置用于流通荒煤氣的荒煤氣獨立通道。所述該些換熱器為環(huán)形設置、平行設置的其中之一。橋管下降段的橋管由外到內(nèi)依次設有下降段鋼管外部保溫層、下降段鋼管、用于方便清洗焦油的下降段鋼管內(nèi)壁陶瓷涂層。上聯(lián)箱的上方設有噴氨點。
一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，包括橋管上升段和橋管下降段，所述橋管上升段和橋管下降段之間設有橋管過渡段，所述橋管下降段內(nèi)設有蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器采用增加受熱面的多層蒸發(fā)器，所述橋管過渡段內(nèi)設有過熱器，蒸發(fā)器包括多根并列設置的管道，所述管道之間非接觸且管與管之間形成用于流通荒煤氣的荒煤氣獨立通道；
荒煤氣經(jīng)橋管上升段、橋管過渡段、橋管下降段的荒煤氣獨立通道形成荒煤氣流通通
道；
水經(jīng)橋管下降段蒸發(fā)器、汽包、過熱器形成水汽流通通道。本發(fā)明目的在保持焦爐上升管、集氣管和主要工藝不變的前提下，對焦爐連接上 升管和集氣管的橋管進行變形設計，將橋管改造成橋管上升段、橋管過渡段和橋管下降段，充分利用焦爐的上部空間，結(jié)合橋管結(jié)構(gòu)設計在橋管的下降段增加多層換熱器，增加荒煤氣余熱回收裝置，以充分回收荒煤氣余熱，在橋管下降段的內(nèi)壁設有陶瓷涂層，并將換熱器設置在橋管的下降段，可有效解決余熱回收過程中的焦油析出問題。同時，還會降低原有系統(tǒng)氨水消耗及附屬系統(tǒng)電耗，實現(xiàn)焦爐節(jié)能減排。本發(fā)明的優(yōu)點在于
1.在橋管處設置余熱回收裝置，充分利用了焦爐上部的空間；
2.在下降段增設主要受熱面，便于焦油析出后的清洗；
3.采用單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置獨立設計，便于設備的更新和維護，盡可能減少對焦爐原有系統(tǒng)影響；
4.采用多層換熱器設計，在下降段管壁與外層受熱面之間、兩層換熱器之間、內(nèi)層受熱面內(nèi)部均形成荒煤氣通道，便于充分換熱；
5.橋管內(nèi)壁采用陶瓷設計，減少析出焦油的粘附；
6.設置氨水噴灑點，結(jié)合焦油析出程度采取適當頻率進行清洗。本發(fā)明帶來以下有益效果
1.在橋管處設置余熱回收裝置不僅充分利用了焦爐上部的空間，而且結(jié)合上部空間適當增加受熱面以盡可能充分回收余熱；
2.主要受熱面布置在橋管下降段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導致受熱面換熱能力下降、甚至失效；
3.單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置獨立設計便于設備的更新和維護，盡可能減少對焦爐原有系統(tǒng)影響；
4.由于荒煤氣溫度下降，對氨水需求下降，同時減少氨水附屬系統(tǒng)的電耗；
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。本發(fā)明不僅增加了受熱面，提高焦爐荒煤氣余熱回收率；而且通過采用模塊化設計，除了對橋管進行了變形設計，周邊工藝均不受影響，結(jié)構(gòu)設計簡單、容易維護、便于清洗，能夠有效回收荒煤氣余熱。


圖I為本發(fā)明焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置結(jié)構(gòu)設計示意 圖2為本發(fā)明焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置A-A剖面示意圖；圖3為本發(fā)明橋管下降段局部結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明換熱器的另一示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖來進一步說明本發(fā)明。一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，包括橋管上升段2和橋管下降段4，所述橋管上升段2和橋管下降段4之間設有橋管過渡段3，所述橋管下降段4的兩端分別設有上聯(lián)箱5和下聯(lián)箱6，所述上聯(lián)箱5和下聯(lián)箱6之間縱向可以設有若干換熱器7，所述下聯(lián)箱6與進水管61連接，上聯(lián)箱5通過管路51與汽包8連接，所述橋管過渡段3內(nèi)設有過熱器9，過熱器入口 91與汽包8連接，過熱器出口 92連接用戶端。從橫切剖面來看，所述橋管下降段4由外到內(nèi)依次設有下降段鋼管外部保溫層41、下降段鋼管42、下降段鋼管內(nèi)壁陶瓷涂層43。所述上聯(lián)箱的上方設有噴氨點52。實施例I
參閱附圖3，本實施例的換熱器7為雙層環(huán)形設置，換熱器7分別設有內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72，內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72分別與上聯(lián)箱5和下聯(lián)箱6連通，內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72設在橋管下降段4的中部，與管壁不接觸，因此，管壁、內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72三者間形成三個環(huán)形荒煤氣獨立通道44。上升管I、橋管上升段2、橋管過渡段3和橋管下降段4依次連接，上聯(lián)箱5通過管路51與汽包8連接，橋管過渡段3內(nèi)設有過熱器9，過熱器入口 91與汽包8連接，過熱器出口 92連接用戶端。除鹽水由進水管61進入下聯(lián)箱，從下聯(lián)箱6分別從內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72上升到上聯(lián)箱5內(nèi)，除鹽水從下聯(lián)箱6進入上聯(lián)箱5的過程中，由于蒸發(fā)器設有內(nèi)、外兩層換熱器，內(nèi)層換熱器71和外層換熱器72與管壁之間形成三個環(huán)形荒煤氣獨立通道44，荒煤氣從三個環(huán)形荒煤氣獨立通道44通過，除鹽水在橋管下降段內(nèi)與荒煤氣充份換熱，除鹽水換熱后形成汽水混合物，汽水混合物通過管路51進入汽包8,汽水混合物在汽包8內(nèi)進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽從過熱器入口 91進入過熱器9內(nèi)，由于橋管過渡段3內(nèi)的荒煤氣溫度較高，高溫荒煤氣與過熱器9內(nèi)的飽和蒸汽再進行換熱，飽和蒸汽換熱后成為高品質(zhì)的過熱蒸汽，過熱蒸汽從過熱器出口 92輸?shù)接脩舳耍}水通過橋管下降段和橋管過渡段的兩次換熱，并且，蒸發(fā)器設有內(nèi)層換熱器和外層換熱器，橋管下降段內(nèi)的荒煤氣與內(nèi)層換熱器和外層換熱器充分換熱，充份的吸收了荒煤氣的熱量，而荒煤氣從上升管I進入橋管上升段2，然后通過橋管過渡段3和橋管下降段4時分別與飽和蒸汽和除鹽水進行換熱，荒煤氣的溫度也逐步降低，降溫后的荒煤氣從橋管荒煤氣出口 11進入集氣管，荒煤氣余熱被吸收利用，上聯(lián)箱5的上方還分布著噴氨點52，便于清洗管壁和換熱器上的焦油，清洗后的焦油流入集氣管進行常規(guī)處理。實施例2
參閱附圖4，本實施例的換熱器7為多根并列設置的管道，換熱器7為平行設置的4排過熱管73，過熱管73分別與上聯(lián)箱5和下聯(lián)箱6連通且與管壁不接觸，因此，每相鄰兩排過熱管73，過熱管73與管壁之間之間就形成了荒煤氣通道45，荒煤氣從橋管過渡段3進入橋管下降段4后，荒煤氣從荒煤氣通道45進入橋管荒煤氣出口 11，荒煤氣在荒煤氣通道45內(nèi)與過熱管73內(nèi)的除鹽水充份換熱，其他步驟與實施例I相同就不再敘述。 上述公開的僅為本發(fā)明的具體實施例，該實施例只為更清楚的說明本發(fā)明所用，而并非對本發(fā)明的限定，任何本領域的技術人員能 思之的變化，都應落在保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，包括橋管上升段和橋管下降段，所述橋管上升段和橋管下降段之間設有橋管過渡段，所述橋管過渡段內(nèi)設有過熱器，所述橋管下降段內(nèi)設有蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器采用增加受熱面的多層蒸發(fā)器，所述橋管下降段荒煤氣通道由所述多層蒸發(fā)器分成若干用于流通荒煤氣的荒煤氣獨立通道； 荒煤氣經(jīng)橋管上升段、橋管過渡段、橋管下降段的荒煤氣獨立通道形成荒煤氣流通通道； 水經(jīng)橋管下降段蒸發(fā)器、過熱器形成水汽流通通道。
2.如權利要求I所述的焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，所述多層蒸發(fā)器包括上聯(lián)箱、下聯(lián)箱和若干縱向設置的換熱器，該些換熱器分別設在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間，并分別與兩者相通，所述下聯(lián)箱與進水管連接，換熱器與管壁非接觸，且換熱器彼此獨立，換熱器彼此之間、和/或換熱器與橋管壁之間、和/或內(nèi)層換熱器中心分別設置用于流通荒煤氣的荒煤氣獨立通道。
3.如權利要求2所述的焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，所述該些換熱器為環(huán)形設置、平行設置的其中之一。
4.如權利要求2所述的焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，橋管下降段的橋管由外到內(nèi)依次設有下降段鋼管外部保溫層、下降段鋼管、用于方便清洗焦油的下降段鋼管內(nèi)壁陶瓷涂層。
5.如權利要求I所述的焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，上聯(lián)箱的上方設有噴氨點。
6.如權利要求I所述的焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，還包括汽包，所述汽包與所述過熱器相連，而且所述蒸發(fā)器通過管路與所述汽包連接。
7.一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，其特征在于，包括橋管上升段和橋管下降段，所述橋管上升段和橋管下降段之間設有橋管過渡段，所述橋管下降段內(nèi)設有蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器采用增加受熱面的多層蒸發(fā)器，所述橋管過渡段內(nèi)設有過熱器，蒸發(fā)器包括多根并列設置的管道，所述管道之間非接觸且管與管之間形成用于流通荒煤氣的荒煤氣獨立通道; 荒煤氣經(jīng)橋管上升段、橋管過渡段、橋管下降段的荒煤氣獨立通道形成荒煤氣流通通道； 水經(jīng)橋管下降段蒸發(fā)器、過熱器形成水汽流通通道。
全文摘要
一種焦爐單個新型橋管荒煤氣余熱回收裝置，包括橋管上升段和橋管下降段，所述橋管上升段和橋管下降段之間設有橋管過渡段，所述橋管下降段內(nèi)設有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器通過管路與汽包連接，所述蒸發(fā)器采用增加受熱面的多層蒸發(fā)器，所述橋管過渡段內(nèi)設有過熱器，橋管下降段荒煤氣通道通過所述蒸發(fā)器分成若干用于流通荒煤氣的獨立通道，本發(fā)明不僅增加了受熱面，提高焦爐荒煤氣余熱回收率；而且通過采用模塊化設計，除了對橋管進行了變形設計，周邊工藝均不受影響，結(jié)構(gòu)設計簡單、容易維護、便于清洗，能夠有效回收荒煤氣余熱。
文檔編號C10B27/00GK102816573SQ201210317968
公開日2012年12月12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