[发明专利]一种荒煤气上升管余热高效回收系统、工艺及其应用

说明书

本发明公开了一种荒煤气上升管余热高效回收系统、工艺及其应用，所述系统包括上升管余热回收装置、冷却水供应单元、蒸汽回收单元、第一管道、第二管道、第三管道；上升管余热回收装置包括荒煤气上升管、折流板、夹套，夹套与荒煤气上升管之间形成密闭腔体，折流板设在密闭腔体中，夹套的上端和下端分别设有入口管和出口管；冷却水供应单元通过第一管道与入口管相连，用于向密闭腔体输送冷却水；蒸汽回收单元通过第二管道与出口管相连用于回收蒸汽。本系统可实现高温荒煤气余热的高效回收，以及低温荒煤气的防结焦保温效果，解决传统装置存在的回收效率低和上升管内壁易结焦问题。

技术领域

本发明涉及冶金炼焦技术领域，特别是涉及一种荒煤气上升管余热高效回收系统、工艺及其应用。

背景技术

炼焦作为冶金领域常见的高能耗工艺，焦炉在炼焦过程中产生的荒煤气通过上升管被收集，荒煤气携带的热量占炼焦工艺总能耗的30％左右，现有的荒煤气余热回收技术存在余热回收效率低、上升管内壁易结焦等问题，由于上升管内壁的结焦难以清洁，长期的结焦会对焦炉上升管带来腐蚀、蠕变、煤气泄露等严重的安全隐患。目前，大部分炼焦工厂选择不回收或少量回收荒煤气的余热，导致了荒煤气的大部分余热被浪费，也增加了后续荒煤气分离焦油时使用的液氨用量，增加了工艺能耗和成本。因此，一种能够高效回收荒煤气余热，并避免上升管结焦的技术成为本领域的迫切需求之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种荒煤气上升管余热高效回收系统、工艺及其应用，能够在实现荒煤气上升管余热的高效回收的同时解决用上升管内壁结焦的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种荒煤气上升管余热高效回收系统，其基础方案为：所述系统包括上升管余热回收装置、冷却水供应单元、蒸汽回收单元、第一管道、第二管道、第三管道；

所述上升管余热回收装置包括荒煤气上升管、折流板、夹套，所述夹套为筒状，套设在所述荒煤气上升管上，所述夹套与所述荒煤气上升管之间形成环状的密闭腔体，所述折流板设置在所述密闭腔体中，所述夹套的上端和下端分别设有与所述密闭腔体相连通的入口管和出口管；

所述冷却水供应单元通过所述第一管道与所述入口管相连，用于向所述密闭腔体输送冷却水；

所述蒸汽回收单元通过所述第二管道与所述出口管相连，用于回收所述密闭腔体内产生的蒸汽；

所述第三管道设置于所述入口管和出口管之间，能够将所述入口管和出口管相互连通；所述第三管道还与所述蒸汽回收单元相连。

本基础方案的工作原理为：炼焦过程中产生的荒煤气从所述荒煤气上升管的底端进入，流经荒煤气上升管后，从荒煤气上升管的上端出口排出，被收集起来，在此过程中，通过本系统回收荒煤气余热，并避免荒煤气上升管结焦。本发明将焦化工艺的荒煤气余热回收分为余热回收工况和保温防结焦工况，本系统在上述两种工况下的工作方式如下：

当荒煤气上升管上端出口排出的荒煤气温度高于预设温度时，为余热回收工况，此工况下本系统的工作方式为：冷却水供应单元通过第一管道、入口管向密闭腔体内通入冷却水，冷却水在导流板的作用下从上至下流动，进行换热，在换热过程中，折流板可以增加冷却水的流程和湍流程度，提升冷水侧的换热效果；同时，可以根据荒煤气温度的大小，通过冷却水供应单元来调节冷却水的流量，当荒煤气温度较高时可增大冷却水流量，以提升系统余热回收的效率，当荒煤气温度较低时可减小冷却水流量，避免因荒煤气上升管的荒煤气出口温度过低而出现结焦问题；蒸汽回收单元通过第二管道、出口管回收密闭腔体产生的蒸汽，实现荒煤气余热的回收；