[发明专利]焦炉上升管余热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收装置，尤其是一种焦炉上升管余热回收装置，属于节能环保技术领域。

背景技术

据申请人了解，焦炉能对煤炭做高温干馏处理，将其高效地转换为焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等产物，是高效的能量转换窑炉。在焦炉支出热中，650℃-700℃荒煤气的带出热约占36%，具有极高的回收利用价值。目前，通常采用降温处理工艺来实现荒煤气的工业应用，传统工艺为：向高温荒煤气喷洒大量70℃-75℃循环氨水使其降温，实现余热回收，然而，这会导致高温荒煤气带出热因循环氨水的大量蒸发而浪费。

在20世纪80年代，日本大部分焦化厂曾将导热油用于上升管回收荒煤气带出热：他们将上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与高温荒煤气间接换热，被加热的高温导热油可用于多种用途，例如蒸氨、蒸馏煤焦油、干燥入炉煤等等。后来，我国济钢曾在五孔上升管进行了类似的试验；我国武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁、平顶山焦化厂等多家企业曾在上升管采用水汽化冷却技术回收这部分热量；此外，也有企业采用以氮气为介质、与高温荒煤气间接换热的方法。然而，以上各种方法或多或少存在以下问题：传热过程的结构设计不合理、循环不够通畅、荒煤气侧壁面焦油粘结导致堵塞荒煤气通道、导热油结焦堵塞导热油通道、或不能有效解决开停车和运行过程的热胀冷缩问题。这使得以上方法或者难以成功实施，或者难以实现令人满意的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种焦炉上升管余热回收装置，采用熔盐作为换热介质，可顺利实现对荒煤气带出热的有效回收。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种焦炉上升管余热回收装置，包括上升管换热器和蒸发器；所述上升管换热器一端为与外部上升管连通的荒煤气进口、另一端为荒煤气出口，所述蒸发器具有软水进口和蒸汽出口；其特征是，还包括设有熔盐泵和电加热器的储盐罐，所述储盐罐内安置有熔盐；所述储盐罐具有第一熔盐入口和第一熔盐出口；所述上升管换热器具有换热夹层，所述换热夹层具有第二熔盐入口和第二熔盐出口；所述蒸发器具有换热腔，所述换热腔具有第三熔盐入口和第三熔盐出口；所述第一熔盐出口经管道与第二熔盐入口连通，所述第二熔盐出口经管道与第三熔盐入口连通，所述第三熔盐出口经管道与第一熔盐入口连通；所述熔盐泵具有与第一熔盐出口连通的出液管。

使用时，储盐罐中电加热器将熔盐加热至液态成为低温熔盐，由熔盐泵将低温熔盐送入上升管换热器的换热夹层；与此同时，荒煤气持续通过上升管换热器，与上升管换热器换热夹层中的低温熔盐换热，使其成为高温熔盐，高温熔盐经管道进入蒸发器，将软水加热产生蒸汽后成为低温熔盐，并回到储盐罐。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述上升管换热器包括同轴嵌套、且垂向放置的内管和外管，所述内管和外管之间形成封闭的换热夹层；所述第二熔盐入口位于外管下部，所述第二熔盐出口位于外管上部；所述上升管换热器的上下两端分别设有法兰；所述上升管换热器上端的法兰经膨胀节与内管固连。

更优选地，所述内管内壁设有一组沿内管径向延伸的垂向直翅片；所述内管外壁设有与内管同轴的螺旋翅片。

采用该结构后，直翅片可增强荒煤气的辐射和对流换热；螺旋翅片可使熔盐在换热夹层中螺旋上升，提高换热效率；膨胀节可缓解上升管换热器的热胀冷缩。此外，该结构中，熔盐与荒煤气通向顺流流动，可使内管壁温保持均匀。

优选地，所述蒸发器还具有汽包和水罐，所述汽包位于换热腔上方，所述水罐位于换热腔下方；所述软水进口位于汽包下部，所述蒸汽出口位于汽包顶部；所述汽包经一组垂向穿过换热腔的管道与水罐连通；所述第三熔盐入口位于换热腔下部，所述第三熔盐出口位于换热腔上部；所述换热腔内还设有折流板。

更优选地，所述软水进口经设有水泵的管道与软水源连通；所述水罐底部设有排水口。

该结构中，软水经水泵进入蒸发器汽包下部，并在自身重量作用下通过管道进入水罐中；随着软水在水罐中越积越多，软水进入管道，并在换热腔中熔盐的加热下沸腾产生汽水混合物，汽水混合物进入汽包后分离出蒸汽，蒸汽由蒸汽出口排出。

优选地，所述储盐罐呈卧式放置并位于上升管换热器和蒸发器的下方，所述电加热器位于储盐罐内的下部，所述熔盐泵垂向放置；所述第一熔盐入口、第一熔盐出口分别位于储盐罐顶部；所述储盐罐顶部还具有氮气加压口。