[发明专利]一种焦炉荒煤气上升管换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热装置，更具体地说，涉及一种焦炉荒煤气上升管换热装置。

背景技术

炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。但是，我国对二次能源品质潜力的挖掘、价值的开发以及低品质余热余能利用支撑技术与装备开发滞后，上升管内高温焦炉荒煤气的余热就一直未能有效利用，只能用循环氨水降温把热量白白浪费。有人将荒煤气与夹套内的工艺介质水换热，但是出现换热面粘结焦油、絮状物堵塞问题，换热面损坏后，夹套内工艺介质水漏进碳化室影响焦炭生产。焦炉荒煤气显热占整个焦炉的热支出的32%左右，温度在650度以上，至今未有成熟可靠的回收利用装置投入运行。目前，国内外焦化企业对焦炉荒煤气余热的回收利用做过试验研究，也有不少单位曾经进行过技术改进和应用，但是对于高温的处理以及启动停炉时的恶劣工况的处理运用不甚理想。

如中国专利申请号200710158683.3，申请公告日为2008年6月11日，发明创造名称为：焦炉用上升管换热装置，该申请案涉及一种焦炉用上升管换热装置，该装置包括内套管、外套管、螺旋板加强筋、加强筋、桥管法兰、上部法兰、底板、导流管、进口管、出口管，在内套管的内壁衬有耐火材料衬砖，该申请案在一定程度上解决了荒煤气中的焦油物易冷凝、上升管换热装置内壁易发生堵塞现象的问题，但其不足之处在于：该申请案在处理高温环境和启动停炉时，效果并不理想，易因高温的影响出现提前老化的现象。

又如中国专利申请号201210457921.1，申请公告日为2013年1月30日，发明创造名称为：用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，该申请案涉及一种用于焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，由内、外套管组成，内、外套管之间设有多股螺旋回流通道，内、外套管两端各设一个汇流集箱。该申请案与其它形式的焦炉上升管荒煤气余热回收换热器相比较，适合焦化工艺荒煤气工况变化，在一定程度上加强了换热效果，解决了管壁结焦的问题，但其不足之处在于：该申请案主要适用于气体作为冷却介质的焦炉上升管换热器，对于使用除盐水作为冷却介质时，效果并不理想，且该申请案的热量易外散，对环境带来恶劣影响。

此外，中国专利申请号201210370657.8，申请公布日为2012年12月26日，发明创造名称为：焦炉荒煤气余热利用方法和设备，该申请案涉及一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置，中间筒的内外两侧分别设有内筒和外筒，内筒与中间筒之间构成内夹套，外筒与中间筒之间构成外夹套，内夹套和外夹套共用一个中间筒体，内夹套的轴向高度大于外夹套的轴向高度，内夹套完全遮挡外夹套；内夹套充满导热介质气相或液相材，外夹套充满工艺介质液体或气体，高温荒煤气直接与内夹套换热，热量通过内夹套的导热介质再换给外夹套里的工艺介质，该申请案也在一定程度上解决了上升管易结焦和堵塞的问题，但其不足之处在于：该申请案经过两次换热，热量损失大，且该申请案的热量也易外散，影响外部环境。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有的焦炉荒煤气上升管换热装置易结焦堵塞，对外部环境影响较大，且对于高温的处理及换热器在启动和停止过程中运用不理想的不足，提供一种焦炉荒煤气上升管换热装置，采用本发明的技术方案，既保证了换热效果，有效、安全、可靠回收荒煤气余热，又保证了在恶劣工况下，焦炉和换热器的安全经济运行，同时解决了以往的换热器在启动和停止过程中的适应性不广的问题，保证了设备在极高温度下（1400℃）能够安全正常运行。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种焦炉荒煤气上升管换热装置，包括设置于上升管换热装置下端的烟气进口法兰和设置于上升管换热装置上端的烟气出口法兰，还包括内筒、中筒和外筒，所述的内筒和中筒之间形成内夹层，所述的内夹层中通入除盐水或氮气或空气，所述的中筒和外筒之间形成外夹层，所述的外夹层为密封的隔热层。

作为本发明的进一步改进，还包括进水接口法兰和出水接口法兰，所述的进水接口法兰设置于上升管换热装置的下部，且通过进水管与内夹层相连通，所述的进水管与内夹层相连通处设置有环形的进水分布端；所述的出水接口法兰设置于上升管换热装置的上部，且通过出水管与内夹层相连通，所述的出水管与内夹层相连通处设置有环形的出水分布端，所述的进水管和出水管均穿过外夹层。

作为本发明的进一步改进，所述的内筒的内壁上设置有耐温耐磨材料。