[发明专利]一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法

说明书

一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法，属于工业余热回收技术领域。所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒与上升管根部的荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口与余热回收装置相连，换热器对荒煤气降温后，将工质传输至余热回收装置；旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。

技术领域

本发明涉及工业余热回收技术领域，特别涉及一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法。

背景技术

在焦炉生产过程中产生大量高温荒煤气，温度在750～800℃，荒煤气带出的显热占焦炉热量支出36％。目前的荒煤气余热利用技术主要是采用导热油余热利用系统或者汽化冷却系统回收焦炉上升管直管段的显热，将荒煤气温度降低至500℃，回收的荒煤气显热用于导热油的升温或者生产饱和蒸汽。当荒煤气温度低于500℃的时候，会析出大量焦油，在上升管内壁结焦，所有一般荒煤气余热利用系统荒煤气温度不会降低到500℃以下。焦炉炭化室至焦炉炉顶为耐火砖砌筑的上升管根部通道，荒煤气经过该通道进入上升管直管段，经过桥管三通，在桥管三通进行氨水喷洒，洗去荒煤气中的焦油。荒煤气经过氨水喷洒降温后，进入集气管，然后进入后续化产。

在高温条件下焦油发生裂解和高温缩聚反应，而焦炉炉顶的上升管根部的荒煤气通道是焦炭高温辐射区域，温度会达到950℃以上，非常容易结石墨，导致上升管根部的荒煤气通道堵塞，清理需要耗费巨大人力物力，工人劳动负担沉重。上升管直管段区域温度高，通常在750～800℃，结石墨也很严重。高温荒煤气经过氨水喷洒降温，洗去粉尘之后进入集气管，进入后续化产工序。如果没有安装余热利用系统，荒煤气的高温显热将会白白浪费，从能量守恒的角度来分析，这部分热能是在后续的煤气初冷器转移至冷却塔，最终散入大气。

发明内容

针对现有技术中存在的荒煤气的热量白白浪费，以及上升管根部的荒煤气通道被石墨堵塞的问题，本发明提供一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；

所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；

所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；

所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。

所述换热器为耐高温钢盘管，所述外筒上还设有工质入口；

所述耐高温钢盘管螺旋固定在所述环形空间内，耐高温钢盘管的进液口与工质入口连通，出液口通过所述工质出口与所述余热回收装置相连。

所述换热器为多根热管；

每根热管竖向均匀分布在所述环形空间内，所述外筒上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管，每根热管的冷凝段均通过与其对应的工质出口与所述余热回收装置相连。

所述系统还包括上升管直管段换热装置，所述上升管直管段换热装置包括第一内套管、第一外套管、进液管、进液集箱、出液管和出液集箱，