焦炉荒煤气余热回收系统的制作方法

本发明涉及一种焦炉荒煤气余热回收系统。

背景技术：

焦炉在炼焦过程中，炭化室逸出大量的荒煤气，经过焦炉上升管、桥管、集气管冷却集合后送入化产装置进行净化处理；在一个结焦周期内，单孔炭化室产出的荒煤气约10000m³，荒煤气经过焦炉上升管时温度高达650～800℃，含有大量的显热。为了降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷循环氨水急速冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80～85℃。该工艺流程不仅浪费了大量荒煤气显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加了污水排放量。

焦炉荒煤气显热巨大且未被有效利用。当前炼焦工业积极寻找降本增效的新途径，节能——无疑是降低成本的一个重要手段，并且随着工业生产的高速发展，能源需求量越来越大，而能源的供应却越来越紧张，各行各业必须挖潜革新，尽量采取节能减排措施。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种综合回收焦炉上升管余热的焦炉荒煤气余热回收系统。

为达到上述目的，本发明焦炉荒煤气余热回收系统，包括用于回收焦炉荒煤气余热的上升管蒸发器循环系统和用于对低品位蒸汽进行再热的再热系统；

所述上升管蒸发器循环系统包括上升管蒸发器和汽包，所述上升管蒸发器的入水口和出汽口分别与所述汽包的出水口和进汽口连通，所述汽包的上部与用户蒸汽管网连通；

所述再热系统包括再热设备，所述再热设备包括两个入口，其中一个入口与所述汽包下部连通，另一个入口与除盐水管道连通；所述再热设备的出口与用户蒸汽管网连通。

进一步地，所述再热设备包括密闭的加热箱体，所述加热箱体的顶板上设置有一与所述汽包连通的蒸汽入口，所述蒸汽入口伸入所述加热箱体内；所述蒸汽入口的下端与一下端密闭、上端开放的空心轴旋转连通，沿所述空心轴的周向均匀分布有若干空心叶片，所述空心轴内的空腔与所述空心叶片内的空腔连通；所述空心叶片的一侧设置有若干喷射孔；

所述加热箱体上还设置有与除盐水管道连通的除盐水入口，所述除盐水入口设置的底端高于所述空心叶片的最高点，所述除盐水入口在所述加热箱体底板正投影落在所述叶片旋转轨迹在加热箱体底板正投影的范围内。

进一步地，用于连通所述汽包和所述再热设备的管道上还设置有一汽水分离设备；

所述汽水分离设备的介质入口与所述汽包下部连通，所述汽水分离设备的出汽口和出水口分别与所述再热设备的蒸汽入口和所述汽包的入水口连通。

进一步地，用于连通所述再热设备出口和用户蒸汽管网的管道上还设置有一汽水分离设备；

所述汽水分离设备的介质入口与再热设备的出口连通，所述汽水分离设备的出汽口和出水口分别与所述用户蒸汽管网和所述汽包的入水口连通。

进一步地，所述汽水分离设备为除氧器，所述除氧器的除氧头上的蒸汽入口与所述汽包的蒸汽出口连通；

所述除氧水器的出水口与所述汽包的补水口连通以及再热设备的入水口连通。

进一步地，焦炉碳化室上设置有多个上升管，各所述上升管上安装的上升管换热器并联后与所述汽包连通。

进一步地，所述汽水分离设备为排污扩容器。

进一步地，所述上升管蒸发器管组系统由不少于一个的上升管蒸发器组成，上升管蒸发器包括由内向外依次设置的内管、内套管、保温层、外夹套；其中，所述内管的内侧为荒煤气通道，所述内管与内套管之间形成汽水通道。

进一步地，所述荒煤气系统通过上升管蒸发器管组系统连接焦炉炭化室与三通管，然后经桥管、集气管进入化产回收系统。

进一步地，所述内管和所述内套管为无缝钢管，所述内管的内壁上设置有不粘涂层。

本发明焦炉荒煤气余热回收系统通过上升管蒸发器循环系统以及再热系统在确保焦炉安全运行、不影响生产工艺参数的同时，有效回收焦炉荒煤气显热、大大降低了氨水循环量、减少污水排放量。并且，本发明焦炉荒煤气余热回收系统中，高品质的蒸汽直接进入用户蒸汽管网，而低品质的蒸汽进入再热系统进行再热处理，从而，将蒸汽品质提高，并且，在再热系统中加入的除盐水也能够产生部分蒸汽，将再热设备中提高品质的蒸汽以及加热除盐水产生的蒸汽也通往用户蒸汽管网，从而避免了现有的荒煤气余热回收系统中蒸汽品质不高，蒸汽量不够的问题。

附图说明

图1是本发明焦炉荒煤气余热回收系统的实施例1的原理图；

图2是本发明焦炉荒煤气余热回收系统的实施例1的煤气流程图；

图3是本发明焦炉荒煤气余热回收系统的实施例1的汽水工艺系统流程图；

图4是本发明焦炉荒煤气余热回收系统的升管蒸发器的一种优选结构示意图；

图5是图1的A-A视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供一种焦炉荒煤气余热回收系统，包括用于回收焦炉荒煤气余热的上升管蒸发器循环系统和用于对低品位蒸汽进行再热的再热系统；

所述上升管蒸发器循环系统包括上升管蒸发器和汽包，所述上升管蒸发器的入水口和出汽口分别与所述汽包的出水口和进汽口连通，所述汽包的上部与用户蒸汽管网连通；

所述再热系统包括再热设备，所述再热设备包括两个入口，其中一个入口与所述汽包下部连通，另一个入口与除盐水管道连通；所述再热设备的出口与用户蒸汽管网连通。

具体结构如下：

该系统包括上升管蒸发器管组系统2、再热系统3；上升管蒸发器管组系统2安装在荒煤气系统4中。

所述上升管蒸发器管组系统2由不少于一个的上升管蒸发器组成，上升管蒸发器包括由内向外依次设置的内管2.1、内套管2.2、保温层2.3、外夹套2.4；

所述内管2.1的内侧为荒煤气通道2.5，所述内管2.1与内套管2.2之间形成汽水通道。

所述荒煤气系统通过上升管蒸发器管组系统2连接焦炉炭化室1与三通管，然后经桥管、集气管进入化产回收系统。

焦炉在炼焦过程中，炭化室逸出大量荒煤气，750℃的高温荒煤气进入焦炉上升管蒸发器管组系统2，经换热后，温度降低到～500℃进入桥管，在桥管中经喷淋冷却到90℃后，通过集气管冷却集合后进入化产系统进行净化处理。

所述再热系统3中，向再热设备中通入除盐水，再热设备对除盐水进行加热，除盐水通过汽包给水泵送入汽包，再经强制循环泵送入上升管蒸发器汽水入口2.6，荒煤气与冷却水通过上升管蒸发器进行热交换，汽包给水在夹套内吸收上升管蒸发器的热量，产生汽水混合物，高温汽水混合物经上升管蒸发器汽水出口2.7送入汽包，当汽包压力达到额定值时，产生饱和蒸汽从汽包上部送入管网。而汽包下部的低品位蒸汽进入再热设备进行提升品质后在进入蒸汽管网，另外，在再热设备中，由于通入了除盐水，因此，再加热过程中也会产生蒸汽，该部分蒸汽也会送入蒸汽管网。

本实施例焦炉荒煤气余热回收系统通过上升管蒸发器循环系统以及再热系统在确保焦炉安全运行、不影响生产工艺参数的同时，有效回收焦炉荒煤气显热、大大降低了氨水循环量、减少污水排放量。并且，本实施例焦炉荒煤气余热回收系统中，高品质的蒸汽直接进入用户蒸汽管网，而低品质的蒸汽进入再热系统进行再热处理，从而，将蒸汽品质提高，并且，在再热系统中加入的除盐水也能够产生部分蒸汽，将再热设备中提高品质的蒸汽以及加热除盐水产生的蒸汽也通往用户蒸汽管网，从而避免了现有的荒煤气余热回收系统中蒸汽品质不高，蒸汽量不够的问题。

在本实施例中，汽包的补水是通过将除盐水加入再热系统中进行加热后补入汽包的，也可以选择直接将除盐水加入汽包中或者将除盐水通过其他设备进行加热后送入汽包中。

对于再热设备的选择，可以选用电加热器或者采用燃料燃烧的方式进行加热的设备。

实施例2

在上述实施例的基础上，所述再热设备包括密闭的加热箱体，所述加热箱体的顶板上设置有一与所述汽包连通的蒸汽入口，所述蒸汽入口伸入所述加热箱体内；所述蒸汽入口的下端与一下端密闭、上端开放的空心轴旋转连通，沿所述空心轴的周向均匀分布有若干空心叶片，所述空心轴内的空腔与所述空心叶片内的空腔连通；所述空心叶片的一侧设置有若干喷射孔；

所述加热箱体上还设置有与除盐水管道连通的除盐水入口，所述除盐水入口设置的底端高于所述空心叶片的最高点，所述除盐水入口在所述加热箱体底板正投影落在所述叶片旋转轨迹在加热箱体底板正投影的范围内。

本实施例中，当蒸汽通入再热设备的蒸汽入口时，由于蒸汽的喷射，空心叶片会产生旋转，当除盐水通过除盐水入口进入箱体时，由于蒸汽的喷射以及叶片的旋转，会使进入的除盐水雾化，雾化的水换热速度远远大于液体状态下的水，因此，将除盐水雾化有利于加快换热的速度，提高再热设备对除盐水的加热速度。同时，由于除盐水雾化过程中与蒸汽的接触，能够使蒸汽迅速的与除盐水混合，同时，蒸汽的热量也能够传递给除盐水，提升除盐水的温度，使箱体内产生蒸汽的速度加快。

本实施例中，在箱体的外侧设置有电加热或燃料燃烧加热的设备对箱体进行加热。

实施例3

在上述实施例的基础上，除盐水经过管道3.1送入箱体3.2，箱体内设有叶片3.16。除盐水经过除氧给水泵3.3加压送入热力除氧器3.4。除氧水经过汽包给水泵3.5送入汽包3.6，然后进入强制循环泵3.7送入主给水管道3.8，然后进入多根上升管蒸发器管组2进行换热生成汽水混合物。汽水混合物经过回水管道3.9流回汽包3.6进行汽水分离。饱和蒸汽进入主蒸汽管道3.10。在主蒸汽管道上开孔，安装加热蒸汽管道3.11，经过减压阀降压3.12之后，进入热力除氧器3.4进行热力除氧。汽包内盐分高的水，进入排污扩容器3.13，产生的二次蒸汽进入二次蒸汽管道3.14，然后进入叶片3.16，通过叶片喷入箱体内进行汽水混合加热，提升二次蒸汽的品质以及产生新的蒸汽。上升管蒸发器最低点设置排污口2.8，将污水排出，进入排污管道3.15，将污水排出。

本实施例中，排污扩容器兼具有排污和汽水分离的作用，而热力除氧器则兼具有除氧和汽水分离的作用。

所述显热利用系统汽水系统，一方面充分回收连续排污产生的二次蒸汽热能，减少热损失，提高热效率；另一方面，汽水系统采用自身蒸汽除氧，有利于减少外部能源消耗和外部蒸汽管道安装费用。所述显热利用系统汽水系统具有热效率高，投资省的特点。

在上述各实施例的基础上，所述内管2.1和所述内套管2.2为整只合金无缝钢管，无焊缝，可避免事故时水流入炭化室的情况发生；所述内管的内壁上设置有不粘涂层，避免上升管内壁结焦、腐蚀现象。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。