[发明专利]一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置，属于焦炉荒煤气余热回收技术领域。本发明的基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法，在上升管换热器的上升管底座上开设向一侧倾斜的旋转进风孔，从干熄焦循环系统的循环风机后主管上取气，并利用连接管道接入上升管底座的旋转进风孔，利用干熄焦循环气体在上升管底座内形成旋转扰动气流，使上升管换热器内的荒煤气形成旋转上升运动。本发明在不影响上升管换热器的使用寿命和换热通道的情况下，使上升管换热器内的荒煤气旋转上升运动，强化了荒煤气的扰动，有助于加强荒煤气与上升管换热器的对流换热，同时还可以提升上升管换热器内筒表面温度，防止荒煤气中的焦油的凝结。

技术领域

本发明涉及焦炉荒煤气余热回收领域，更具体地说，涉及一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置。

背景技术

从焦炉炭化室出来进入上升管换热器的荒煤气约800℃，焦化企业一般采用传统的氨水喷洒方式冷却，导致大量的余热资源无法得到利用。

随着余热回收技术的发展，目前很多企业采用上升管换热装置回收热量，生产出低压和中压饱和蒸汽，将荒煤气的显热进行回收。在实际应用中我们发现，水夹套式上升管换热器热量主要来自高温煤气的热辐射，存在热量分布不均匀的问题，在荒煤气与换热壁的接触面上，荒煤气温度与换热介质水的温度接近，导致在这一界面上荒煤气温度过低而造成焦油凝结。与此同时，部分上升管换热器上部冷凝的焦油回流到上升管换热器下部，在焦炉炭化室高温作用下，形成焦油块，造成上升管换热器荒煤气通道不断缩小。焦炉推焦生产时需要打开上升管盖，此时高温煤气接触空气形成明火，附着的焦油与明火共同燃烧产生大量黑烟，给企业的环保管理带来巨大压力，尤其在6.0m以上的焦炉上，此现象更为严重，造成严重的环境污染，破坏生态环境，不利于绿色生产的原则。另一方面，靠近上升管中心的荒煤气由于温度较低的荒煤气层隔断，其热量无法回收，大大降低了上升管换热器的换热效率。

为了将上升管中心荒煤气热量充分回收，同时提高内壁温度避免冒烟，必须对上升管内荒煤气进行扰动。目前产生荒煤气扰动的方式主要有以下两种：一种是在上升管内壁增加翅片，该技术是在上升管内壁焊接一些金属翅片，通过翅片的延伸，将上升管中心荒煤气热量传到上升管内壁，但是该技术存在一些问题：由于该翅片是焊接在内筒上的，加了翅片后，现有喷涂技术不能再对上升管内壁进行喷涂，只能在喷涂后再将翅片焊接在内壁上，这样，不仅破坏了原喷涂的完整性，而且将翅片焊接在涂层上难度极大，破坏涂层后，焊缝部位材质的耐温就会大打折扣，增加内筒烧坏变形的可能性，严重影响上升管的安全性，影响上升管换热器的寿命。另一种是在上升管内安装一种旋转叶片，通过荒煤气流动驱动旋转叶片，来增加荒煤气的扰动，如中国专利号ZL201520481367.X公开的“一种焦炉上升管”和中国专利号ZL201610814369.5公开的“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”等，但是这种结构，上升管内侧通道部分被旋转叶片占用，会严重影响荒煤气的通道，导致荒煤气通道堵塞，而且旋转叶片长期在高温荒煤气中运转，使用寿命也不长。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有上升管荒煤气扰动设计存在的上述不足，提供一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置，采用本发明的技术方案，在上升管换热器的上升管底座上开设向一侧倾斜的旋转进风孔，并从干熄焦循环系统中取用干熄焦循环气体，利用干熄焦循环气体在上升管底座内形成旋转扰动气流，使上升管换热器内的荒煤气形成旋转上升运动，在不影响上升管换热器的使用寿命和换热通道的情况下，使上升管换热器内的荒煤气旋转上升运动，强化了荒煤气的扰动，有助于加强荒煤气与上升管换热器的对流换热，同时还可以提升上升管换热器内筒表面温度，防止荒煤气中的焦油的凝结；并且，利用干熄焦循环系统中的循环气体形成旋转扰动气流，干熄焦循环气体取气量极小，对干熄焦生产系统影响不大，且干熄焦循环气体主要成分为氮气，不会改变荒煤气含氧量，干熄焦循环气体温度在160℃左右，对荒煤气的温度影响小，而且可以利用干熄焦循环风机的动力，无需额外增设风机，装置结构设计简单，运行稳定可靠。