專利名稱：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。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，碳化室法，一爐焦沒有生產(chǎn)完，是不能在中途短時間內(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》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)用實例?！?br> 中國實用新型專利201120069079. 5，名稱為“雙層傳熱式焦?fàn)t上升管余熱利用裝置”，導(dǎo)熱介質(zhì)是固體導(dǎo)熱塊，存在問題是不便充裝和泄放，有縫隙導(dǎo)熱差，無縫隙熱應(yīng)力擠壓變形；如為固相粉末空間受熱膨脹時下沉，遇冷不能完全返回，久而久之，上面出現(xiàn)空隙，下面出現(xiàn)擠壓變形，導(dǎo)致破裂，使用壽命短。

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，導(dǎo)熱介質(zhì)便于充裝泄放，根據(jù)換熱狀況選擇導(dǎo)熱介質(zhì)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)，延長使用壽命，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，在中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，即由內(nèi)向外看內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)。一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備，包含中間筒、內(nèi)筒和外筒，中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)；所述的工藝介質(zhì)為液體或氣體，所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為氣相或液相材料。所述的工藝介質(zhì)為液體或氣體,例如水或水蒸氣、氮氣等；所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為氣相或液相材料， 例如導(dǎo)熱油或氬氣、氮氣、二氧化碳等。所述中間筒的上端和下端設(shè)有上法蘭和下法蘭，分別與上升管橋管閥體、上升管底座相聯(lián)；內(nèi)夾套和外夾套為封閉腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)夾套腔體設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口和導(dǎo)熱介質(zhì)出口，外夾套腔體設(shè)有工藝介質(zhì)進(jìn)口和工藝介質(zhì)出口。工作時高溫的焦?fàn)t荒煤氣流進(jìn)上升管的內(nèi)筒內(nèi)，邊向上流動，邊與內(nèi)夾套腔體內(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)將熱量經(jīng)中間筒傳給外夾套里的工藝介質(zhì)，由入口流入外夾套的工藝介質(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爐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。回收的熱量最終傳遞給了工藝介質(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內(nèi)夾套的方法，成功地解決了傳熱面粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞和工藝介質(zhì)(如水)的傳熱面損壞的問題，漏不入碳化室，這里需要解釋一下我們知道熱量由高向低自動傳導(dǎo)，在荒煤氣向工藝介質(zhì)傳熱過程中，荒煤氣溫度高于內(nèi)夾套受熱面內(nèi)筒溫度，內(nèi)筒溫度高于導(dǎo)熱介質(zhì)溫度，導(dǎo)熱介質(zhì)溫度高于外夾套受熱面中間筒溫度，中間筒溫度高于工藝介質(zhì)溫度，于是新增內(nèi)夾套內(nèi)筒溫度就高于外夾套中間筒溫度，由于導(dǎo)熱介質(zhì)便于充裝泄放，可根據(jù)換熱狀況選擇導(dǎo)熱介質(zhì)使內(nèi)筒溫度提高到荒煤氣露點溫度以上時，荒煤氣中焦油無法冷凝粘結(jié)在內(nèi)筒表面，形成絮狀物堵塞了 ；內(nèi)夾套完全擋住外夾套如果外夾套受熱面中間筒損壞，工藝介質(zhì)只能漏人內(nèi)夾套，卻進(jìn)不了碳化室。還有使用安全可靠；安裝調(diào)試投入運行，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。例如增加內(nèi)筒和中間筒的傳熱面積；在內(nèi)筒體、中間筒體表面增加翅片等；增加導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)通道等。本發(fā)明內(nèi)夾套充滿的導(dǎo)熱介質(zhì)為氣相或液相材料，動性好不分層不沉積，沒有縫隙導(dǎo)熱差，沒無縫隙熱應(yīng)力擠壓變形，徹底解決了背景技術(shù)固相粉末存在的問題，固相粉末存在的問題不便充裝和泄放，有縫隙導(dǎo)熱差，無縫隙熱應(yīng)力擠壓變形；固相粉末空間受熱膨脹時下沉，遇冷不能完全返回，久而久之，上面出現(xiàn)空隙，下面出現(xiàn)擠壓變形，導(dǎo)致破裂。本發(fā)明的積極效是導(dǎo)熱介質(zhì)便于充裝泄放，根據(jù)換熱狀況選擇導(dǎo)熱介質(zhì)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，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)定運行、安全可靠、維護修理簡便等特點，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)明實施例示意 圖中上法蘭I、內(nèi)筒2、中間筒3、外筒4、下法蘭5、導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出口 6、9、工藝介質(zhì)進(jìn)出口 7 和 8。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法，在中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)；所述的工藝介質(zhì)為液體或氣體，所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為氣相或液相材料。一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備，包含中間筒3、內(nèi)筒2和外筒4，中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮 擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)。所述中間筒的上端和下端設(shè)有上法蘭I和下法蘭5，分別與上升管橋管閥體、上升管底座相聯(lián)；內(nèi)夾套和外夾套為封閉腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)夾套腔體設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口 6和導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口出口 9，外夾套腔體設(shè)有工藝介質(zhì)進(jìn)口 7和工藝介質(zhì)出口 8。工作時高溫的焦?fàn)t荒煤氣流進(jìn)上升管的內(nèi)筒內(nèi)，邊向上流動，邊與內(nèi)夾套腔體內(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)將熱量經(jīng)中間筒傳給外夾套里的工藝介質(zhì)，外夾套工藝介質(zhì)吸熱后由出口流出，去下一工序。

中間筒3分別與上法蘭I下法蘭5相連，中間筒3內(nèi)有一內(nèi)筒2并與內(nèi)筒2形成封閉的內(nèi)夾套，中間筒3外有一外筒4并與外筒4形成封閉的外夾套，內(nèi)夾套比外夾套高，完全擋住外夾套，內(nèi)夾套有導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口 6和導(dǎo)熱介質(zhì)出口 9，外夾套有工藝介質(zhì)進(jìn)口 7和工藝介質(zhì)出口 8，工作時高溫焦?fàn)t荒煤氣由下法蘭5進(jìn)入內(nèi)筒2內(nèi)，把熱量傳給內(nèi)夾套里的導(dǎo)熱介質(zhì)，從上法蘭I流出，吸收熱量的導(dǎo)熱介質(zhì)再把熱量傳給外夾套里的工藝介質(zhì)，此時導(dǎo)熱介質(zhì)是熱載體，由工藝介質(zhì)進(jìn)口流入的工藝介質(zhì)，吸熱后，由工藝介質(zhì)出口流出外夾套。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法，其特征在于在中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)；所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為氣相或液相材料。
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，其特征在于所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或IS氣、氮氣、二氧化碳。
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。
4.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，包括增加內(nèi)筒和中間筒的傳熱面積；在內(nèi)筒體、中間筒體表面增加翅片；增加導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)通道。
5.一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備，其特征在于包含中間筒(3)、內(nèi)筒(2)和外筒(4)，中間筒的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)，外夾套充滿工藝介質(zhì)，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備，其特征在于所述中間筒的上端和下端設(shè)有上法蘭(I)和下法蘭(5)，分別與上升管橋管閥體、上升管底座相聯(lián)；內(nèi)夾套和外夾套為封閉腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)夾套腔體設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口(6)和導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口出口(9)，外夾套腔體設(shè)有工藝介質(zhì)進(jìn)口(7)和工藝介質(zhì)出口(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用設(shè)備，其特征在于在內(nèi)筒體、中間筒體表面增加翅片。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述之一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用方法和設(shè)備，其特征在于增加導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)爐煙氣余熱回收利用方法及裝置，屬于余熱綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是中間筒(3)的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)筒(2)和外筒(4)，內(nèi)筒與中間筒之間構(gòu)成內(nèi)夾套，外筒與中間筒之間構(gòu)成外夾套，內(nèi)夾套和外夾套共用一個中間筒體，內(nèi)夾套的軸向高度大于外夾套的軸向高度，內(nèi)夾套完全遮擋外夾套；內(nèi)夾套充滿導(dǎo)熱介質(zhì)氣相或液相材，外夾套充滿工藝介質(zhì)液體或氣體，高溫荒煤氣直接與內(nèi)夾套換熱，熱量通過內(nèi)夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)再換給外夾套里的工藝介質(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，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)定運行、安全可靠、維護修理簡便等特點。
文檔編號C10B27/00GK102838997SQ20121037065
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者董久明 申請人:唐山市天元化工設(shè)備有限公司