专利名称：一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器的制作方法
技术领域：
本发明属于炼焦炉技术领域，尤其涉及一种对焦炉煤气进行冷却的设备。
背景技术：
目前，国内外用于炼焦炉所产生的副产品焦炉煤气初步冷却的横管初冷器，壳体截面为矩形，分为上下两段，上下两段均水平布置很多换热管，上段用高压水对煤气进行一次换热，下段用低温水对煤气进行二次换热；在各段的顶部，设置混合液喷洒装置喷洒混合液，以清洗管外壁集结的焦油和萘。现在，横管初冷器上段喷洒的混合液和煤气在上段由82℃冷却到45℃产生的冷凝液一起流经横管初冷器的下段，从初冷器底部排至冷凝液槽。该结构形式存在的不足是，混合液和冷凝液流经横管初冷器下段期间会吸收下段换热管的冷量，从而降低了换热管对煤气的换热效率，增加了低温水的消耗，使生产成本居高不下。
发明内容
针对现在煤气横管初冷器存在换热效率低的弊端，本发明提供一种初冷器，它可以降低低温水的消耗，在冷水量不变的情况下可以有效增加换热管的换热效率，从而大幅降低生产成本。
本发明的目的是通过以下方案实现的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，包括初冷器壳体1，所述壳体1内固定有上段喷洒管2和下段喷洒管3，在所述下段喷洒管3的上方设置断塔盘4。
优选地，断塔盘4的外沿与初冷器壳体1的内壁相适应；更优选地，所述断塔盘4上方的壳体1上设有上段冷凝液出口7。
本发明在下段喷洒管的上方设置断塔盘，也就是在初冷器的上、下段之间设置断塔盘，这样可以控制初冷器上段的冷凝液和喷洒液不经过初冷器的下段而直接引出，这样就可以避免喷洒液和冷凝液流经初冷器下段而吸收下段换热管的冷量，显而易见地，它减轻了初冷器低温段的热负荷，同时减少了低温水的用量，降低了成本消耗，提高了换热管对煤气的换热效率。
经实际验证，现有技术以13.5万m3/h的煤气处理量为参数进行计算，82℃的荒煤气从初冷器顶部进入，在中部产生的冷凝液量和喷洒液流量的总和为168m3/h，温度为45℃，其进入下段使其由45℃降至22℃，则需要消耗的低温水(16℃-24℃)流量为483m3/h，需要初冷器的换热面积为2838m2，按每立方米低温水成本1.274元/m3进行计算，每年消耗运行成本539万元。采用本发明所述技术方案后，可减少初冷器的换热面积2838m2，可大幅降低工程投资，同时减少了低温水的运行成本539万元。因此利于推广应用。
图1是本发明的结构示意图；图2是断塔盘4的结构示意图；图3是带无堵塞喷头5的喷洒管2的结构示意图；
图4是无堵塞喷头5的结构示意图；图5是无堵塞喷头5的喷嘴芯5-2的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
一一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，参照图1、图2，包括初冷器壳体1，所述壳体1内固定有上段喷洒管2和下段喷洒管3，上段喷洒管2和下段喷洒管3都为2～8排，在上段喷洒管2和下段喷洒管3的下面分别安装有5～15组换热管6，在下段喷洒管3的上方设置断塔盘4。
断塔盘4的具体结构为，参照图2，塔盘帽4-1通过支撑板4-2固定在空心塔盘身4-3上，空心塔盘身4-3的轴心线与的塔盘座4-4的垂直孔轴心线重合。
优选断塔盘4的外沿与初冷器壳体1的内壁相适应，可以将塔盘座4-4焊接在壳体1的内壁面上，这样即可以保证断塔盘与初冷器壳体之间连接牢固，又可以充分保证初冷器上段的喷洒液和冷凝液不进入到下段。
在所述断塔盘4上方的壳体1上设有上段冷凝液出口7，在冷凝液出口7处连接通向冷凝液槽的管子，这样经断塔盘收集的上段的冷凝液和喷洒液从引出管直接排入冷凝液槽，煤气从断塔盘中间的孔通过，这样可以减轻低温段的热负荷和减少低温水用量，降低生产成本，同时降低工程投资。
从结构上可以看出，本实施方式所述断塔盘的目的是实现初冷器上段液体排出而气体通过，实际使用时，本领域人员可以不使用断塔盘而同样实现液体排出、气体通过的其他技术方案，都视为对本发明的等同替换，因此都应在本发明的保护范围之内。
现在，在初冷器的上段喷洒管2和下段喷洒管3的下方都设有换热管6，通过喷洒管喷洒混合液来清洗管外壁集结的焦油和萘，实践中发现，与喷洒管接近的换热管极容易被腐蚀，从而影响整个初冷器的使用寿命。针对这一问题，本实施方式提供一种技术方案，就是将与喷洒管最近的三排换热管6由不锈钢材料制成，由于不锈钢具有极好的耐腐蚀性能，因此容易被腐蚀部位的换热管避免了初冷器顶部高温和热氨水的腐蚀，因此提高了整个初冷器的使用寿命，降低了使用成本。
具体实施方式
二现在，在初冷器上、下段的顶部都设置有混合液喷洒装置进行喷洒混合液，以清洗换热管外壁集结的焦油和萘。其混合液喷洒装置为简单的喷洒管，即在无缝钢管的管壁上开喷洒孔。它存在的问题是，由于混合液中含焦油，黏度较大，有时还含有焦油渣颗粒，因此喷洒孔极容易被堵塞，要解决喷洒孔易被堵塞的问题并达到很好的喷洒效果，就要求混合液泵泵头压力足够高，泵头压力增加的副面作用就是导致泵的能耗高，同时，与喷洒管正面接触的换热管也因受到很大的冲击力而容易发生磨损。
针对这个问题，本实施方式提供一种技术方案，就是在喷洒管的喷洒孔处安装无堵塞喷头。由于初冷器包括上段和下段，因此本实施方式需要在上段喷洒管2和下段喷洒管3上都固定无堵塞喷头5。本实施方式中，上段喷洒管2和下段喷洒管3都为2～8排，在每排喷洒管上固定安装有2～8个无堵塞喷头5。
所述无堵塞喷头5可以是现在市场上销售的任何一种无堵塞喷头，如宜兴市宙斯泵业有限公司销售的C1型无堵塞喷嘴，也可以是国外进口的无堵塞喷头，只要能够实现无堵塞的目的，都应在本发明的保护范围之内。
本实施方式提供一种无堵塞喷头，将它安装在喷洒管的喷洒孔处，可以很好地避免喷洒混合液对喷洒孔的堵塞，所述无堵塞喷头可以通过壳体与喷洒管之间进行螺纹连接，也可以采用其他如焊接方式进行连接。
本实施方式所述无堵塞喷头5的具体结构如下参照图3、图4、图5，无堵塞喷头5由壳体5-1和固定在壳体5-1内的喷嘴芯5-2构成，所述喷嘴芯5-2中间为圆形通道5-2-1，圆形通道5-2-1的外部是螺旋通道5-2-2，圆形通道5-2-1可以使混合液大面积通过从而保证喷洒效果，优选喷嘴芯5-2中间的圆形通道5-2-1的下端呈喇叭形，这样可以使喷洒液无阻力地流出，增加喷洒效率。
壳体5-1的底端长于喷嘴芯5-2，优选壳体5-1的下端为锥形，锥形底端可以增加喷洒液的喷洒速度，从而更好地清洗换热管外壁集结的焦油和萘。
喷嘴芯5-2的螺旋通道5-2-2的作用在于，混合液从喷洒管进入无堵塞喷头的螺旋通道后会形成高速旋转的液流，冲刷喷嘴内壁，阻止壁面形成垢层，保持喷嘴畅通不堵塞。由于喷嘴不会再出现堵塞情况，因此液体前进阻力减小，泵的工作效能恒定，混合液泵泵头压力的设计比普通喷洒管低，因此混合液泵的能耗得到降低。同时，由于液流在喷嘴出口处高速螺旋旋转喷出，避免了垂直冲向换热管，从而减缓了换热水管的磨损，延长了使用寿命。
优选螺旋通道5-2-2为三螺旋通道，三螺旋通道绕喷嘴芯中心线同向旋转，三螺旋通道具有流速高、流量大的优点。
现有技术混合液泵的功率为37kw(每50000M3煤气/h)，采用本实施方式所述技术方案后，混合液泵的功率降为25kw(每50000M3煤气/h)，经计算，采用本技术每年可节电105120kwh，降低运行成本6.8万元。
现有技术中，与喷洒管正面接触的换热管因受到冲击而发生磨损，每两年就需要更换，采用本实施方式所述技术方案后，换热管的寿命将大大延长，可达到8～10年。
另外需要说明的是，本实施方式只是对本发明所做的示例性说明，并不限定本发明的保护范围，在实际使用中，本领域人员还可以对其结构进行更改以实现同样的目的，对于本发明所做的修改是不需要付出创造性劳动的，视为对本专利的等同替换，都应在本专利的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，包括初冷器壳体(1)，所述壳体(1)内固定有上段喷洒管(2)和下段喷洒管(3)，其特征在于在所述下段喷洒管(3)的上方设置断塔盘(4)。
2.根据权利要求1所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述断塔盘(4)的外沿与初冷器壳体(1)的内壁相适应。
3.根据权利要求1所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于断塔盘(4)上方的壳体(1)上设有上段冷凝液出口(7)。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述上段喷洒管(2)和下段喷洒管(3)的喷洒口处都固定有无堵塞喷头(5)。
5.根据权利要求4所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述无堵塞喷头(5)由壳体(5-1)和固定在壳体(5-1)内的喷嘴芯(5-2)构成，所述喷嘴芯(5-2)中间为圆形通道(5-2-1)，圆形通道(5-2-1)的外部是螺旋通道(5-2-2)。
6.根据权利要求5所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述螺旋通道(5-2-2)为三螺旋通道。
7.根据权利要求5所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述喷嘴芯(5-2)中间的圆形通道(5-2-1)的下端呈喇叭形。
8.根据权利要求5所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述壳体(5-1)的底端长于喷嘴芯(5-2)，且壳体(5-1)的下端为锥形。
9.根据权利要求5所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于所述无堵塞喷头(5)的壳体(5-1)通过螺纹与喷洒管连接。
10.根据权利要求4所述的一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，其特征在于上段喷洒管(2)和下段喷洒管(3)的下方都设有换热管(6)，与所述喷洒管最近的三排换热管(6)由不锈钢材料制备而成。
全文摘要
一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，涉及一种对焦炉煤气进行冷却的设备。针对现在煤气横管初冷器存在换热效率低的弊端，本发明提供一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器，包括初冷器壳体(1)，所述壳体(1)内固定有上段喷洒管(2)和下段喷洒管(3)，在所述下段喷洒管(3)的上方设置断塔盘(4)。本发明在下段喷洒管的上方设置断塔盘，也就是在初冷器的上、下段之间设置断塔盘，这样可以控制初冷器上段的冷凝液和喷洒液不经过初冷器的下段而直接引出，这样就可以避免喷洒液和冷凝液流经初冷器下段而吸收下段换热管的冷量，显而易见地，它减轻了初冷器低温段的热负荷，同时减少了低温水的用量，降低了成本消耗，提高了换热管对煤气的换热效率。
文档编号C10B27/00GK101037602SQ20071005192
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月20日 优先权日2007年4月20日
发明者王光华, 刘智平, 欧阳曙光, 鲍俊芳, 梁玉河, 魏松波, 王真本, 常红兵, 何选明, 袁咏, 潘立慧 申请人:武汉钢铁(集团)公司, 武汉科技大学