本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t在煉焦過程中，炭化室逸出大量的荒煤氣，經(jīng)過焦?fàn)t上升管、橋管、集氣管冷卻集合后送入化產(chǎn)裝置進行凈化處理；在一個結(jié)焦周期內(nèi)，單孔炭化室產(chǎn)出的荒煤氣約10000m³，荒煤氣經(jīng)過焦?fàn)t上升管時溫度高達650～800℃，含有大量的顯熱。為了降低焦?fàn)t荒煤氣溫度便于后續(xù)焦化工藝處理，傳統(tǒng)工藝采用噴循環(huán)氨水急速冷卻高溫荒煤氣，使荒煤氣急劇降溫至80～85℃。該工藝流程不僅浪費了大量荒煤氣顯熱，而且消耗大量的氨水、又浪費了大量的水資源和電力，增加了污水排放量。

焦?fàn)t荒煤氣顯熱巨大且未被有效利用。當(dāng)前煉焦工業(yè)積極尋找降本增效的新途徑，節(jié)能——無疑是降低成本的一個重要手段，并且隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，能源需求量越來越大，而能源的供應(yīng)卻越來越緊張，各行各業(yè)必須挖潛革新，盡量采取節(jié)能減排措施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種綜合回收焦?fàn)t上升管余熱的焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)，包括用于回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)和用于對低品位蒸汽進行再熱的再熱系統(tǒng)；

所述上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)包括上升管蒸發(fā)器和汽包，所述上升管蒸發(fā)器的入水口和出汽口分別與所述汽包的出水口和進汽口連通，所述汽包的上部與用戶蒸汽管網(wǎng)連通；

所述再熱系統(tǒng)包括再熱設(shè)備，所述再熱設(shè)備包括兩個入口，其中一個入口與所述汽包下部連通，另一個入口與除鹽水管道連通；所述再熱設(shè)備的出口與用戶蒸汽管網(wǎng)連通。

進一步地，所述再熱設(shè)備包括密閉的加熱箱體，所述加熱箱體的頂板上設(shè)置有一與所述汽包連通的蒸汽入口，所述蒸汽入口伸入所述加熱箱體內(nèi)；所述蒸汽入口的下端與一下端密閉、上端開放的空心軸旋轉(zhuǎn)連通，沿所述空心軸的周向均勻分布有若干空心葉片，所述空心軸內(nèi)的空腔與所述空心葉片內(nèi)的空腔連通；所述空心葉片的一側(cè)設(shè)置有若干噴射孔；

所述加熱箱體上還設(shè)置有與除鹽水管道連通的除鹽水入口，所述除鹽水入口設(shè)置的底端高于所述空心葉片的最高點，所述除鹽水入口在所述加熱箱體底板正投影落在所述葉片旋轉(zhuǎn)軌跡在加熱箱體底板正投影的范圍內(nèi)。

進一步地，用于連通所述汽包和所述再熱設(shè)備的管道上還設(shè)置有一汽水分離設(shè)備；

所述汽水分離設(shè)備的介質(zhì)入口與所述汽包下部連通，所述汽水分離設(shè)備的出汽口和出水口分別與所述再熱設(shè)備的蒸汽入口和所述汽包的入水口連通。

進一步地，用于連通所述再熱設(shè)備出口和用戶蒸汽管網(wǎng)的管道上還設(shè)置有一汽水分離設(shè)備；

所述汽水分離設(shè)備的介質(zhì)入口與再熱設(shè)備的出口連通，所述汽水分離設(shè)備的出汽口和出水口分別與所述用戶蒸汽管網(wǎng)和所述汽包的入水口連通。

進一步地，所述汽水分離設(shè)備為除氧器，所述除氧器的除氧頭上的蒸汽入口與所述汽包的蒸汽出口連通；

所述除氧水器的出水口與所述汽包的補水口連通以及再熱設(shè)備的入水口連通。

進一步地，焦?fàn)t碳化室上設(shè)置有多個上升管，各所述上升管上安裝的上升管換熱器并聯(lián)后與所述汽包連通。

進一步地，所述汽水分離設(shè)備為排污擴容器。

進一步地，所述上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)由不少于一個的上升管蒸發(fā)器組成，上升管蒸發(fā)器包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)管、內(nèi)套管、保溫層、外夾套；其中，所述內(nèi)管的內(nèi)側(cè)為荒煤氣通道，所述內(nèi)管與內(nèi)套管之間形成汽水通道。

進一步地，所述荒煤氣系統(tǒng)通過上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)連接焦?fàn)t炭化室與三通管，然后經(jīng)橋管、集氣管進入化產(chǎn)回收系統(tǒng)。

進一步地，所述內(nèi)管和所述內(nèi)套管為無縫鋼管，所述內(nèi)管的內(nèi)壁上設(shè)置有不粘涂層。

本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)通過上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)以及再熱系統(tǒng)在確保焦?fàn)t安全運行、不影響生產(chǎn)工藝參數(shù)的同時，有效回收焦?fàn)t荒煤氣顯熱、大大降低了氨水循環(huán)量、減少污水排放量。并且，本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)中，高品質(zhì)的蒸汽直接進入用戶蒸汽管網(wǎng)，而低品質(zhì)的蒸汽進入再熱系統(tǒng)進行再熱處理，從而，將蒸汽品質(zhì)提高，并且，在再熱系統(tǒng)中加入的除鹽水也能夠產(chǎn)生部分蒸汽，將再熱設(shè)備中提高品質(zhì)的蒸汽以及加熱除鹽水產(chǎn)生的蒸汽也通往用戶蒸汽管網(wǎng)，從而避免了現(xiàn)有的荒煤氣余熱回收系統(tǒng)中蒸汽品質(zhì)不高，蒸汽量不夠的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)的實施例1的原理圖；

圖2是本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)的實施例1的煤氣流程圖；

圖3是本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)的實施例1的汽水工藝系統(tǒng)流程圖；

圖4是本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)的升管蒸發(fā)器的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1的A-A視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1

如圖1-5所示，本實施例提供一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)，包括用于回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)和用于對低品位蒸汽進行再熱的再熱系統(tǒng)；

所述上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)包括上升管蒸發(fā)器和汽包，所述上升管蒸發(fā)器的入水口和出汽口分別與所述汽包的出水口和進汽口連通，所述汽包的上部與用戶蒸汽管網(wǎng)連通；

所述再熱系統(tǒng)包括再熱設(shè)備，所述再熱設(shè)備包括兩個入口，其中一個入口與所述汽包下部連通，另一個入口與除鹽水管道連通；所述再熱設(shè)備的出口與用戶蒸汽管網(wǎng)連通。

具體結(jié)構(gòu)如下：

該系統(tǒng)包括上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)2、再熱系統(tǒng)3；上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)2安裝在荒煤氣系統(tǒng)4中。

所述上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)2由不少于一個的上升管蒸發(fā)器組成，上升管蒸發(fā)器包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)管2.1、內(nèi)套管2.2、保溫層2.3、外夾套2.4；

所述內(nèi)管2.1的內(nèi)側(cè)為荒煤氣通道2.5，所述內(nèi)管2.1與內(nèi)套管2.2之間形成汽水通道。

所述荒煤氣系統(tǒng)通過上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)2連接焦?fàn)t炭化室1與三通管，然后經(jīng)橋管、集氣管進入化產(chǎn)回收系統(tǒng)。

焦?fàn)t在煉焦過程中，炭化室逸出大量荒煤氣，750℃的高溫荒煤氣進入焦?fàn)t上升管蒸發(fā)器管組系統(tǒng)2，經(jīng)換熱后，溫度降低到～500℃進入橋管，在橋管中經(jīng)噴淋冷卻到90℃后，通過集氣管冷卻集合后進入化產(chǎn)系統(tǒng)進行凈化處理。

所述再熱系統(tǒng)3中，向再熱設(shè)備中通入除鹽水，再熱設(shè)備對除鹽水進行加熱，除鹽水通過汽包給水泵送入汽包，再經(jīng)強制循環(huán)泵送入上升管蒸發(fā)器汽水入口2.6，荒煤氣與冷卻水通過上升管蒸發(fā)器進行熱交換，汽包給水在夾套內(nèi)吸收上升管蒸發(fā)器的熱量，產(chǎn)生汽水混合物，高溫汽水混合物經(jīng)上升管蒸發(fā)器汽水出口2.7送入汽包，當(dāng)汽包壓力達到額定值時，產(chǎn)生飽和蒸汽從汽包上部送入管網(wǎng)。而汽包下部的低品位蒸汽進入再熱設(shè)備進行提升品質(zhì)后在進入蒸汽管網(wǎng)，另外，在再熱設(shè)備中，由于通入了除鹽水，因此，再加熱過程中也會產(chǎn)生蒸汽，該部分蒸汽也會送入蒸汽管網(wǎng)。

本實施例焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)通過上升管蒸發(fā)器循環(huán)系統(tǒng)以及再熱系統(tǒng)在確保焦?fàn)t安全運行、不影響生產(chǎn)工藝參數(shù)的同時，有效回收焦?fàn)t荒煤氣顯熱、大大降低了氨水循環(huán)量、減少污水排放量。并且，本實施例焦?fàn)t荒煤氣余熱回收系統(tǒng)中，高品質(zhì)的蒸汽直接進入用戶蒸汽管網(wǎng)，而低品質(zhì)的蒸汽進入再熱系統(tǒng)進行再熱處理，從而，將蒸汽品質(zhì)提高，并且，在再熱系統(tǒng)中加入的除鹽水也能夠產(chǎn)生部分蒸汽，將再熱設(shè)備中提高品質(zhì)的蒸汽以及加熱除鹽水產(chǎn)生的蒸汽也通往用戶蒸汽管網(wǎng)，從而避免了現(xiàn)有的荒煤氣余熱回收系統(tǒng)中蒸汽品質(zhì)不高，蒸汽量不夠的問題。

在本實施例中，汽包的補水是通過將除鹽水加入再熱系統(tǒng)中進行加熱后補入汽包的，也可以選擇直接將除鹽水加入汽包中或者將除鹽水通過其他設(shè)備進行加熱后送入汽包中。

對于再熱設(shè)備的選擇，可以選用電加熱器或者采用燃料燃燒的方式進行加熱的設(shè)備。

實施例2

在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述再熱設(shè)備包括密閉的加熱箱體，所述加熱箱體的頂板上設(shè)置有一與所述汽包連通的蒸汽入口，所述蒸汽入口伸入所述加熱箱體內(nèi)；所述蒸汽入口的下端與一下端密閉、上端開放的空心軸旋轉(zhuǎn)連通，沿所述空心軸的周向均勻分布有若干空心葉片，所述空心軸內(nèi)的空腔與所述空心葉片內(nèi)的空腔連通；所述空心葉片的一側(cè)設(shè)置有若干噴射孔；

所述加熱箱體上還設(shè)置有與除鹽水管道連通的除鹽水入口，所述除鹽水入口設(shè)置的底端高于所述空心葉片的最高點，所述除鹽水入口在所述加熱箱體底板正投影落在所述葉片旋轉(zhuǎn)軌跡在加熱箱體底板正投影的范圍內(nèi)。

本實施例中，當(dāng)蒸汽通入再熱設(shè)備的蒸汽入口時，由于蒸汽的噴射，空心葉片會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，當(dāng)除鹽水通過除鹽水入口進入箱體時，由于蒸汽的噴射以及葉片的旋轉(zhuǎn)，會使進入的除鹽水霧化，霧化的水換熱速度遠遠大于液體狀態(tài)下的水，因此，將除鹽水霧化有利于加快換熱的速度，提高再熱設(shè)備對除鹽水的加熱速度。同時，由于除鹽水霧化過程中與蒸汽的接觸，能夠使蒸汽迅速的與除鹽水混合，同時，蒸汽的熱量也能夠傳遞給除鹽水，提升除鹽水的溫度，使箱體內(nèi)產(chǎn)生蒸汽的速度加快。

本實施例中，在箱體的外側(cè)設(shè)置有電加熱或燃料燃燒加熱的設(shè)備對箱體進行加熱。

實施例3

在上述實施例的基礎(chǔ)上，除鹽水經(jīng)過管道3.1送入箱體3.2，箱體內(nèi)設(shè)有葉片3.16。除鹽水經(jīng)過除氧給水泵3.3加壓送入熱力除氧器3.4。除氧水經(jīng)過汽包給水泵3.5送入汽包3.6，然后進入強制循環(huán)泵3.7送入主給水管道3.8，然后進入多根上升管蒸發(fā)器管組2進行換熱生成汽水混合物。汽水混合物經(jīng)過回水管道3.9流回汽包3.6進行汽水分離。飽和蒸汽進入主蒸汽管道3.10。在主蒸汽管道上開孔，安裝加熱蒸汽管道3.11，經(jīng)過減壓閥降壓3.12之后，進入熱力除氧器3.4進行熱力除氧。汽包內(nèi)鹽分高的水，進入排污擴容器3.13，產(chǎn)生的二次蒸汽進入二次蒸汽管道3.14，然后進入葉片3.16，通過葉片噴入箱體內(nèi)進行汽水混合加熱，提升二次蒸汽的品質(zhì)以及產(chǎn)生新的蒸汽。上升管蒸發(fā)器最低點設(shè)置排污口2.8，將污水排出，進入排污管道3.15，將污水排出。

本實施例中，排污擴容器兼具有排污和汽水分離的作用，而熱力除氧器則兼具有除氧和汽水分離的作用。

所述顯熱利用系統(tǒng)汽水系統(tǒng)，一方面充分回收連續(xù)排污產(chǎn)生的二次蒸汽熱能，減少熱損失，提高熱效率；另一方面，汽水系統(tǒng)采用自身蒸汽除氧，有利于減少外部能源消耗和外部蒸汽管道安裝費用。所述顯熱利用系統(tǒng)汽水系統(tǒng)具有熱效率高，投資省的特點。

在上述各實施例的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)管2.1和所述內(nèi)套管2.2為整只合金無縫鋼管，無焊縫，可避免事故時水流入炭化室的情況發(fā)生；所述內(nèi)管的內(nèi)壁上設(shè)置有不粘涂層，避免上升管內(nèi)壁結(jié)焦、腐蝕現(xiàn)象。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。