[发明专利]一种焦炉上升管换热热能回收方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉荒煤气余热回收技术领域，尤其涉及一种用于顶装焦炉或捣固焦炉的焦炉上升管换热热能回收方法及装置。

背景技术

焦炉生产过程中会产生大量的高温荒煤气，为了实现节能减排，多年来，我国焦化企业在焦炉荒煤气余热回收利用方面做了很多努力和尝试。早期的焦炉上升管换热热能回收装置，主要是通过在上升管外侧设置水夹套来完成换热，采用这种换热形式在常温水进入上升管换热器换热的过程中，往往会因管壁温度降低而使高温荒煤气中的焦油等成分冷凝下来，粘黏在换热器内壁上，在高温焦炭的烘烤过程中，形成半焦或石墨，极大地影响换热效率，而且不能保证换热装置的长期稳定运行。为了解决这个问题，出现了在上升管内壁加设衬砖的结构，(申请号为200710158683.3，申请日为2007年11月30日的中国专利公开的一种“焦炉用上升管换热装置”中有相关记载)，能够保证荒煤气中的焦油物不冷凝、上升管换热装置内壁不发生堵塞现象，但是也大大降低了热量回收效率。到目前为止，荒煤气中焦油蒸汽结焦问题仍是困扰并阻碍荒煤气余热回收利用的难题，还没有形成一种安全可靠、换热效率高、能够解决结焦问题并易于实现工业生产应用的成熟技术。

发明内容

本发明提供了一种焦炉上升管换热热能回收方法及装置，采用两段式换热方式，既可以解决荒煤气中焦油蒸汽结焦问题，同时又可以最大限度回收荒煤气的热能，且装置结构简单，操作维护方便，有利于在生产中推广应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉上升管换热热能回收方法，采用两段式换热过程回收焦炉荒煤气的热量，第一段换热过程换热介质吸收上升管管壁传递的热量并实现介质自身的预热；第二段换热过程预热后的换热介质直接在上升管内吸收热量。

所述换热介质为水，第一段换热过程结束后的出水温度为50～150℃，第二段换热过程开始前的进水温度为50～150℃。

用于实现一种焦炉上升管换热热能回收方法的装置，包括设在上升管外侧的低温换热装置和设在上升管内部的高温换热装置，所述低温换热装置的出水口通过外接管道与高温换热装置的入水口相连通，低温换热装置和高温换装装置的出水口、入水口分别设在上升管的上部和下部，通过法兰与管道连接。

所述低温换热装置为水夹套、螺旋管或环形列管中的一种。

所述高温换热装置为螺旋管或环形列管中的一种。

所述上升管内壁设有耐火材料衬砖或涂刷耐火涂料。

所述水夹套内设螺旋折流带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用两段式换热方式，低温换热过程吸收上升管管壁传递的热量并进行换热介质自身的预热，高温换热过程最大限度回收荒煤气的热能，在此过程中由于换热介质经过预热因此不会出现荒煤气中焦油蒸汽遇冷结焦的问题，从而解决了困扰荒煤气余热回收的最大难题；

2)用于实现本发明所述方法的装置结构简单，形式多样，并可根据实际情况选择最佳方式，应用十分灵活；

3)本发明所述装置采用的水夹套、螺旋管和列管式换热结构均为成熟技术，投入低、见效快，操作简单，维护方便，有利于焦化企业的推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视图。

图2是本发明实施例1的俯视图。

图3是本发明实施例2的主视图。

图4是本发明实施例2的俯视图。

图中：1.上升管本体2.低温换热装置21.低温换热装置进水口22.低温换热装置出水口3.高温换热装置31.高温换热装置进水口32.高温换热装置出水口4.耐火材料内衬5.螺旋折流带

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图4，是本发明所述装置的结构示意图，本发明所述一种焦炉上升管换热热能回收方法，采用两段式换热过程回收焦炉荒煤气的热量，第一段换热过程换热介质吸收上升管管壁传递的热量并实现介质自身的预热；第二段换热过程预热后的换热介质直接在上升管内吸收热量。

所述换热介质为水，第一段换热过程结束后的出水温度为50～150℃，第二段换热过程开始前的进水温度为50～150℃。

用于实现一种焦炉上升管换热热能回收方法的装置，包括设在上升管外侧的低温换热装置和设在上升管内部的高温换热装置，所述低温换热装置的出水口通过外接管道与高温换热装置的入水口相连通，低温换热装置和高温换装装置的出水口、入水口分别设在上升管的上部和下部，通过法兰与管道连接。