焦?fàn)t荒煤氣雙夾套上升管顯熱回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼鐵冶金節(jié)能減排、二次能源回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種焦?fàn)t荒煤氣雙夾套上升管顯熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煉焦過(guò)程是煉焦煤通過(guò)干餾、實(shí)現(xiàn)焦炭和其關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，屬于典型的能源流程產(chǎn)業(yè)。焦炭生產(chǎn)過(guò)程中，配合煤在焦?fàn)t中被隔絕空氣加熱干餾，生成焦炭的同時(shí)產(chǎn)生大量的荒煤氣，其主要成分為氫氣、甲烷、一氧化碳、水蒸汽、焦油、粗苯、氨等。從煉焦生產(chǎn)過(guò)程熱平衡分布看，從焦?fàn)t炭化室推出的950°C?1050°C的紅焦帶出的顯熱(高溫余熱)占焦?fàn)t支出熱的37%，650°C?750°C的焦?fàn)t荒煤氣帶出的顯熱(中溫余熱)占焦?fàn)t支出熱的36%，180°C?230°C的焦?fàn)t煙道廢氣帶出熱(低溫余熱)占焦?fàn)t支出熱的16%，爐體表面熱損失(低溫余熱)占焦?fàn)t支出熱的11%。按2010年焦炭產(chǎn)量3.88億噸計(jì)算，我國(guó)焦?fàn)t余熱資源總量約1.6億噸標(biāo)煤，可以回收利用的約占30%?50%，即4800萬(wàn)?8000萬(wàn)噸標(biāo)煤，其中荒煤氣顯熱約1600萬(wàn)?2700萬(wàn)噸標(biāo)煤。不管對(duì)于焦化企業(yè)還是余熱回收設(shè)備制造企業(yè)，焦?fàn)t荒煤氣余熱回收都是值得關(guān)注和投入的方向，具有廣闊的市場(chǎng)前景。在占焦?fàn)t支出熱最多的兩項(xiàng)中，對(duì)焦炭帶出的顯熱，目前已有成熟的干熄焦裝置回收并發(fā)電，而對(duì)焦化荒煤氣帶出的顯熱，雖然從上世紀(jì)70年代末期國(guó)內(nèi)就開始回收嘗試，但至今未形成成熟、可靠、高效的回收利用技術(shù)。
[0003]目前絕大部分焦?fàn)t采用噴灑氨水的方式對(duì)荒煤氣進(jìn)行冷卻，在將600?750°C的荒煤氣冷卻至80?100°C的同時(shí)，產(chǎn)生了大量80°C左右的氨水，致使荒煤氣中大量的中溫余熱被白白浪費(fèi)掉，而且消耗了大量氨水和電能。
[0004]為回收荒煤氣顯熱，國(guó)內(nèi)外相繼發(fā)展了上升管汽化水夾套、分離式熱管、上升管導(dǎo)熱油夾套、上升管內(nèi)填充導(dǎo)熱介質(zhì)與盤管換熱等技術(shù)。上升管汽化水夾套技術(shù)在使用中出現(xiàn)了夾套焊縫破裂導(dǎo)致水漏入炭化室的問(wèn)題，而且受安全限制所產(chǎn)蒸汽參數(shù)較低，因此以前曾使用的十幾家焦化企業(yè)目前基本停用；分離式熱管技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需在多處斜穿上升管內(nèi)壁，推廣受到限制；起源于日本的上升管導(dǎo)熱油夾套技術(shù)存在長(zhǎng)期高溫下導(dǎo)熱油變質(zhì)影響傳熱的問(wèn)題，而且其使用溫度受到限制，通常其工作溫度不超過(guò)400°C ;近幾年部分焦化企業(yè)開發(fā)了在上升管內(nèi)外筒之間填充粉末狀導(dǎo)熱介質(zhì)(如氮化鋁)，將上升管內(nèi)筒導(dǎo)入的荒煤氣顯熱由導(dǎo)熱介質(zhì)傳給其間盤管中的給水產(chǎn)生飽和蒸氣的技術(shù)，該技術(shù)構(gòu)思新穎，但由于導(dǎo)熱介質(zhì)粉末與內(nèi)筒和盤管之間接觸熱阻很大，其換熱效果受到影響，試驗(yàn)中出現(xiàn)上升管根部因冷卻不夠而焊縫開裂，荒煤氣直接進(jìn)入上升管內(nèi)外筒之間燒壞盤管的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種焦?fàn)t荒煤氣雙夾套上升管顯熱回收系統(tǒng)，解決現(xiàn)有荒煤氣余熱回收技術(shù)焊縫漏水、高溫下導(dǎo)熱介質(zhì)變質(zhì)等問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的焦?fàn)t荒煤氣雙夾套上升管顯熱回收系統(tǒng)，它包括上升管換熱組、汽水系統(tǒng)、熔鹽系統(tǒng)以及上升管外換熱器，所述上升管外換熱器為熔鹽-水換熱器，所述上升管換熱組包括多個(gè)并列連接的雙夾套上升管換熱裝置；所述汽水系統(tǒng)包括給水進(jìn)口集箱、汽水出口集箱、汽包和給水泵，所述給水泵、熔鹽-水換熱器、汽包、汽水出口集箱、雙夾套上升管換熱裝置、給水進(jìn)口集箱通過(guò)管道順序連通，給水進(jìn)口集箱的另一端與汽包上的下降管管道連通；所述熔鹽系統(tǒng)包括熔鹽儲(chǔ)槽、熔鹽泵、熔鹽進(jìn)口集箱和熔鹽出口集箱，所述熔鹽儲(chǔ)槽、熔鹽泵、熔鹽進(jìn)口集箱、雙夾套上升管換熱裝置、熔鹽出口集箱、熔鹽-水換熱器依次通過(guò)管道首尾連通。
[0007]作為優(yōu)選，所述雙夾套上升管換熱裝置包括熔鹽夾套內(nèi)筒、熔鹽夾套外筒以及水夾套外筒，所述熔鹽夾套內(nèi)筒和熔鹽夾套外筒構(gòu)成熔鹽夾套空間，所述熔鹽夾套外筒與水夾套外筒構(gòu)成水夾套空間；所述熔鹽夾套的頂部設(shè)有熔鹽出口，底部設(shè)有熔鹽進(jìn)口 ；所述水夾套的頂部設(shè)有汽水混合物出口，底部設(shè)有給水進(jìn)口 ；所述給水進(jìn)口與給水進(jìn)口集箱連通，汽水混合物出口與汽水出口集箱連通；所述熔鹽進(jìn)口與熔鹽進(jìn)口集箱連通，熔鹽出口與熔鹽出口集箱連通。選用熔鹽作為熔鹽夾套空間的導(dǎo)熱介質(zhì)，耐熱穩(wěn)定好，熔鹽不爆炸，不燃燒，腐蝕性低，600°C以下時(shí)幾乎不產(chǎn)生蒸汽，即使泄露其蒸汽也無(wú)毒性，常壓下即可達(dá)較高的使用溫度，非常適合用于回收荒煤氣顯熱。
[0008]作為優(yōu)選，所述熔鹽夾套內(nèi)筒在頂部和底部外翻折邊后與熔鹽夾套外筒焊接，水夾套外筒在頂部和底部?jī)?nèi)翻折邊后與熔鹽夾套外筒焊接。熔鹽夾套內(nèi)筒外翻后與熔鹽夾套外筒焊接，使焊縫不與高溫荒煤氣接觸，保證了熔鹽夾套的安全。
[0009]作為優(yōu)選，所述熔鹽夾套內(nèi)筒垂直處的頂部連接有上法蘭，熔鹽夾套內(nèi)筒垂直處的底部連接有支承筒。
[0010]作為優(yōu)選，所述熔鹽夾套和水夾套內(nèi)分別設(shè)有熔鹽夾套螺旋板和水夾套螺旋板。螺旋板起到了一定的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)作用，同時(shí)熔鹽和給水在螺旋板形成的螺旋通道中流動(dòng)，不僅行程長(zhǎng)，而且也加強(qiáng)了擾動(dòng)，傳熱得到強(qiáng)化。
[0011]作為優(yōu)選，所述給水進(jìn)口集箱與汽包上的下降管連通的管道上連通有強(qiáng)制循環(huán)栗O
[0012]作為優(yōu)選，所述給水泵與汽包連通的管道上設(shè)有支路管道，所述支路管道的兩端分別設(shè)在熔鹽-水換熱器的兩端。調(diào)節(jié)給水進(jìn)入熔鹽-水換熱器的流量。
[0013]作為優(yōu)選，所述恪鹽夾套螺旋板與恪鹽夾套內(nèi)筒固定連接，所述水夾套螺旋板與熔鹽夾套外筒固定連接。
[0014]作為優(yōu)選，所述各段管道上設(shè)有閥門。
[0015]采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型的焦?fàn)t荒煤氣雙夾套上升管顯熱回收系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)導(dǎo)熱介質(zhì)穩(wěn)定性好，不會(huì)在高溫環(huán)境下變質(zhì)而影響傳熱效果。本發(fā)明選用熔鹽作為熔鹽夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)，耐熱穩(wěn)定好。以三元熔鹽(53%硝酸鉀、40%亞硝酸鈉、7%硝酸鈉)為例，其熔點(diǎn)為142°C，沸點(diǎn)為680°C，在荒煤氣顯熱回收的溫度范圍內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定。
[0017]2)安全性好。本發(fā)明水夾套不與荒煤氣直接接觸，杜絕了水漏入炭化室的危險(xiǎn)；熔鹽夾套內(nèi)筒外翻折邊后與熔鹽夾套外筒焊接，焊縫不與荒煤氣接觸，保證了熔鹽夾套的安全；熔鹽不爆炸，不燃燒，腐蝕性低，600°C以下時(shí)幾乎不產(chǎn)生蒸汽，即使泄露其蒸汽也無(wú)毒性，常壓下即可達(dá)較高的使用溫度，熔鹽夾套不用承受高壓。
[0018]4)傳熱效果好。與導(dǎo)熱油相比，在相同的壓力下熔鹽可獲得更高的使用溫度，常壓下可達(dá)500°C以上，其傳熱系數(shù)是其他載熱體的2倍左右。同時(shí)，本發(fā)明的熔鹽夾套和水夾套中均設(shè)置了螺旋板，熔鹽和給水在螺旋板形成的螺旋通道中流動(dòng)，不僅行程長(zhǎng)，而且也加強(qiáng)了擾動(dòng)，傳熱得到強(qiáng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1回收系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例2回收系統(tǒng)示意圖
[0021]圖3為本實(shí)用新型的雙夾套上升管換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為圖3中I處放大圖；
[0023]圖5為圖3中II處放大圖。
[0024]其中:100、上升管換熱組，101、給水進(jìn)口，102、水夾套外筒，103、水夾套螺旋板，104、汽水混合物出口，105、上法蘭，106、熔鹽出口，107、熔鹽夾套內(nèi)筒，108、熔鹽夾套外筒，109、熔鹽夾套螺旋板，110、熔鹽進(jìn)口，111、支承筒；200、汽水系統(tǒng)，201、給水泵，202、給水進(jìn)口集箱，203、汽水出口集箱，204、汽包，205、強(qiáng)制循環(huán)泵；300、熔鹽系統(tǒng)，301、熔鹽儲(chǔ)槽，302、熔鹽泵，303、熔鹽進(jìn)口集箱，304、熔鹽出口集箱，400、熔鹽-水換熱器，500、支路管道。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0026]實(shí)施例1:
[0027]如圖1