[发明专利]焦炉上升管/管组荒煤气热交换装置

说明书

本发明公开一种焦炉上升管/管组荒煤气热交换装置，主要针对现有的上升管换热器不能充分回收荒煤气余热的问题，提出了一种充分回收荒煤气余热的焦炉上升管荒煤气热交换装置，其特征在于：包括由外向内依次设置的外壳、保温层、内套管和内壳，所述内套管和内壳之间设置有换热介质通道；所述换热介质通道与换热介质入口管道和换热介质出口管道连通，所述换热介质入口管道和换热介质出口管道穿出保温层和外壳，所述内壳沿高度方向上设置有至少一个朝向内侧的环状凸起。本发明的焦炉热交换装置中的荒煤气处于紊流状态，能够充分与换热介质进行热交换。

技术领域

本发明涉及一种焦炉上升管/管组荒煤气热交换装置。

背景技术

焦炉在炼焦过程中，炭化室逸出大量的荒煤气，经过焦炉上升管、桥管、集气管冷却集合后送入化产装置进行净化处理；在一个结焦周期内，单孔炭化室产出的荒煤气约10000m³，荒煤气经过焦炉上升管时温度高达650～800℃，含有大量的显热。为了降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷循环氨水急速冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80～85℃。该工艺流程不仅浪费了大量荒煤气显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加了污水排放量。

焦炉荒煤气显热巨大且未被有效利用。当前炼焦工业积极寻找降本增效的新途径，节能——无疑是降低成本的一个重要手段，并且随着工业生产的高速发展，能源需求量越来越大，而能源的供应却越来越紧张，各行各业必须挖潜革新，尽量采取节能减排措施。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种充分回收荒煤气热的焦炉上升管荒煤气热交换装置。

为达到上述目的，本发明焦炉上升管荒煤气热交换装置，包括由外向内依次设置的外壳、保温层、内套管和内壳，所述内套管和内壳之间设置有换热介质通道；所述换热介质通道与换热介质入口管道和换热介质出口管道连通，所述换热介质入口管道和换热介质出口管道穿出保温层和外壳；所述内壳内侧设置有一个环状凸起，或者所述内壳内侧沿高度方向上依次设置有至少两个朝向内侧的环状凸起。

进一步地，所述环状凸起的截面为弧形，所述环状凸起与所述内壳平滑连接。

进一步地，所述内套管上也设置有至少一个朝向内侧的环状凸起；

所述内套管上的环状凸起与所述内壳上的环状凸起一一对应设置，所述内套管的环状凸起与所述内壳的环状凸起之间形成一段弧形的换热介质通道。

进一步地，所述换热介质通道内设置有螺旋排列的扰流板，所述扰流板与所述内壳和/或内套管连接。

进一步地，所述环状凸起沿所述内壳径向的最大长度为不足所述内壳直径的1/2；所述环状凸起沿所述内壳轴向的最大高度不足所述内壳直径的1/2。

进一步地，所述内壳的内表面涂覆有防腐、防粘结涂层。

进一步地，所述扰流板包括若干内管扰流板和若干内套管扰流板；

各所述内管扰流板在所述内管的外壁上螺旋分布，相邻两内管扰流板之间间隔设置；所述内管扰流板的外边缘与所述内套管间隔设置；

各所述内套管扰流板在所述内套管的内壁上螺旋分布，相邻两内套管扰流板之间间隔设置；所述内套管扰流板的内边缘与所述内管间隔设置；

所述内套管扰流板的螺旋轨迹和所述内管扰流板的螺旋轨迹交错设置。

现有的焦炉上升管荒煤气热交换装置中，荒煤气的流动处于层流状态，从而，上升管热交换装置仅能够吸收边缘部分的荒煤气的热量，中心部分热量尚未来及回收即排出上升管；而本发明的焦炉上升管荒煤气热交换装置中，在内管上朝向内侧设置环状凸起，使荒煤气在上升管中的流动状态变为紊流状态，由于紊流状态下的荒煤气会使各个部位的荒煤气向四周不规则逸散，从而，能够使上升管热交换装置与高温荒煤气进行充分换热，大大提高荒煤气回收热效率。