[发明专利]一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构及其制作方法

说明书

本发明涉及一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构及其制作方法。该装置主要由立管式上升管筒体、环形外套管、上法兰、下法兰等组成，该装置利用金属粉末液相烧结成型，然后经中频加热炉加热，再锻压后使内筒壁和汽液通道致密化。本发明能非常有效简化上升管制造工序，制造高强度一体化上升管，提高安全性和导热效率。

技术领域

本发明涉及焦炉上升管整体冶金的技术领域，尤其涉及一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构及其制作方法。

背景技术

众所周知，焦炉炭化室上升管逸出的荒煤气温度为650～850℃带出的热量占炼焦耗热总量的35％左右。常规工艺下，在桥管处喷洒大量70～75℃的循环氨水，将高温荒煤气温度降至95～105℃，再进入回收煤气净化系统，不仅消耗大量氨水，而且增加系统中的动力消耗，也恶化了焦炉的操作环境，同时也导致大量余热浪费。长期以来，针对荒煤气余热利用，国内外研究人员均作了大量工作，形成了多项技术，目前可分为两类，一类是夹层水套式，即在上升管内筒外再加一层套管，形成水夹套层，中间通过夹层热水回收余热；其优点是传热效率高，但因夹层要保持6个压和150℃的汽液混合物温度，因此既要耐热又要耐压，存在一定安全隐患。第二类是螺旋盘管式，即用螺旋胆管套在上升管的内筒外，高压由较细的螺旋胆管承压，比较安全；但只靠上升管内筒外壁辐射热量加热螺旋胆管，由于上升管内筒与螺旋胆管不接触或填充物导热性能低于金属，热传导效率低，导致上升管内筒温度偏高。以上两种结构第一种较易加工，而第二种加工难度较高还需在上升管内筒外周安装螺旋管吊架。

也有在螺旋盘管与内筒外侧腔体内整体浇铸加工上升管筒体的技术方案，但由于大型薄壁空心铸件，当铁液浇入散热面积大的宽窄小型腔时，伴随型壁阻力，型内膨胀压力，前沿铁液不断冷却降温后流动性变差，在两侧周围铁液汇拢时，由于低温铁液难以熔融为一体，容易形成冷隔，或浇不足。对于浇铸超过1米长的管件，铁液密度高，底部压强大还会侵蚀熔化挤压底部胆管，产生变形，导致制成的上升管换热器管路局部阻力大，且浇铸成型的工件未经过细化晶粒的过程，强度低同样存在安全隐患。

本发明提供了一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构，将上升管内筒和立管式热传导结构整体成型提高安全性和换热面积；本发明同时提供了所述装置的制造方法，采取金属粉末热压液相烧结，热轧锻压的方法保证工件的强度，降低加工难度。

发明内容

本发明的首要目的在于提供通过上述制备方法得到的耐高温高强度的一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构的制作方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种立管式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置结构，包括由上升管筒体，位于上升管筒体上下两端的上升管上法兰、上升管下法兰组成的焦炉上升管主体结构，其特征在于；所述上升管筒体侧壁具有一定厚度，其内分布有贯通该侧壁上下两端面的若干汽液通道；所述汽液通道至少以下之一方式设置：沿周向均匀分布、纵向设置、至少一圈分布。

上升管上法兰和上升管下法兰均设有双圈环形凸台，该双圈环形凸台与上升管筒体围合，分别在上升管筒体两端形成环形腔室，上升管筒体两端的环形腔室分别连通进水钢管和汽液出口钢管。

优选地，所述上升管筒体两端分别呈锥台形，所述双圈环形凸台的内圈环形凸台与所述上升管筒体筒体侧壁的端面相接；

还设置有与所述双圈环形凸台的外圈环形凸台壁厚、直径相同的环形外套管,其两端分别与所述双圈环形凸台的外圈环形凸台、所述上升管筒体筒体侧壁的端面相接；

所述进水钢管和汽液出口钢管设置在所述环形外套管侧壁上。

优选地，上升管筒体采用铁-铬-铝合金、镍-铬高温耐热合金及不锈钢中的一种整体制造。