一種抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于煉焦工藝過程荒煤氣余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，焦?fàn)t荒煤氣(650?750°C)帶走的顯熱約占煉焦供熱量的36%，大量顯熱被橋管噴灑的冷凝氨水吸收，荒煤氣溫度降到80?90°C后進(jìn)入回收煤氣凈化系統(tǒng)，不僅消耗大量氨水，增加系統(tǒng)動力消耗，惡化焦?fàn)t操作環(huán)境，而且荒煤氣的顯熱未能回收利用，造成能源浪費(fèi)，增加焦化廢水產(chǎn)生量和處理量，增大環(huán)境污染和處理成本。因此焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收研究一直是焦化行業(yè)節(jié)能減排的研究熱點(diǎn)之一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?010101998799的中國專利申請中公開了一種回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的方法及裝置，該裝置采用半導(dǎo)體模塊發(fā)電模式，吸收上升管中荒煤氣的熱量。但是，該裝置的半導(dǎo)體模塊發(fā)電所能承受的溫度和吸收的熱量有限，導(dǎo)致荒煤氣的熱量沒有得到充分利用。申請?zhí)枮?009102308213的中國專利申請中公開了一種焦?fàn)t荒煤氣余熱利用技術(shù)，該技術(shù)將焦?fàn)t在各個(gè)碳化室的高溫荒煤氣匯總進(jìn)入余熱鍋爐換熱，換熱后的荒煤氣經(jīng)氨水噴淋降溫后，送回回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過集中換熱取熱，具有較高的效率，但是通過余熱鍋爐換熱存在安全隱患，如果整個(gè)系統(tǒng)密封不嚴(yán)密，則容易引起系統(tǒng)中氧含量過高，引發(fā)爆炸。
[0004]總體而言，焦?fàn)t荒煤氣余熱回收目前主要有兩種研究模式:(I)一是在上升管處安裝換熱裝置，使用換熱介質(zhì)吸收荒煤氣的余熱，這種換熱方式降低了荒煤氣的溫度，容易引起荒煤氣中焦油等組分的冷凝，從而導(dǎo)致上升管的堵塞;更加重要的是，上升管下方即是高溫的炭化室，現(xiàn)有技術(shù)中在上升管處安裝的換熱裝置普遍是以水、蒸汽等流體作為換熱介質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏必然會影響焦?fàn)t生產(chǎn)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生概率大大上升；(2)二是采用將荒煤氣集中引出，另外設(shè)置集中的余熱回收系統(tǒng)，如余熱鍋爐技術(shù)，此種結(jié)構(gòu)模式由于其系統(tǒng)復(fù)雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結(jié)焦等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)的氣密性要求很高，系統(tǒng)安全運(yùn)行受到很大挑戰(zhàn)，同時(shí)由于結(jié)焦周期差別大，存在壓力控制系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)設(shè)備要求高和投資大等問題，導(dǎo)致集中式回收荒煤氣余熱技術(shù)沒有取得成功商業(yè)應(yīng)用。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中也有人提出在橋管內(nèi)設(shè)置換熱裝置，來進(jìn)一步吸收荒煤氣余熱的技術(shù)，例如中國專利申請?zhí)枮?01210317957X，申請日為2012年8月31日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種組合式焦?fàn)t荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統(tǒng)及方法，焦?fàn)t的上升管內(nèi)設(shè)置過熱器，橋管內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器，并且橋管與上升管連接，蒸發(fā)器通過管路與汽包連接，汽包通過管路與過熱器連接，汽包內(nèi)設(shè)置汽水分離裝置，水經(jīng)蒸發(fā)器形成汽水混合物進(jìn)入汽包，汽水混合物在汽包內(nèi)由汽水分離裝置分離成水和飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng)過熱器換熱后成為過熱蒸汽，蒸發(fā)器、汽包、過熱器依次形成水汽流通通道。焦?fàn)t產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)上升管、橋管依次形成荒煤氣流通通道。但是，該申請案的不足之處在于:(I)該申請案中的上升管過熱器存在干鍋爆裂等安全隱患，這也是上世紀(jì)七、八十年代“焦?fàn)t上升管氣化冷卻裝置”應(yīng)用失敗，導(dǎo)致上升管荒煤氣余熱回收技術(shù)發(fā)展停滯不前的主要原因；上升管內(nèi)設(shè)置過熱器，一旦過熱器內(nèi)的換熱介質(zhì)泄漏，必然會影響焦?fàn)t生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生概率較高；(2)沒有針對橋管換熱后產(chǎn)生的焦油冷凝結(jié)焦問題給出合理的解決辦法，更加重要的是，橋管處的空間結(jié)構(gòu)狹小，受熱面布置受到影響，無法充分回收荒煤氣余熱資源，導(dǎo)致難以推廣。
[0006]綜上所述，如何克服現(xiàn)有焦?fàn)t荒煤氣余熱回收技術(shù)在實(shí)踐中的種種不足，更加安全、經(jīng)濟(jì)、高效地回收荒煤氣余熱資源，是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)，能夠更加安全、經(jīng)濟(jì)、高效地回收荒煤氣余熱資源。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0011]本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)，包括上升管，還包括熱管換熱裝置和異型連接管，所述上升管的頂端豎直向上設(shè)有上升管延伸段，該上升管延伸段通過熱管換熱裝置與異型連接管連通；
[0012]所述上升管內(nèi)不設(shè)有任何換熱裝置。
[0013]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熱管換熱裝置包括絕熱箱體，絕熱箱體的入口位于該絕熱箱體的側(cè)面，絕熱箱體的出口位于該絕熱箱體的底面，且絕熱箱體的入口與絕熱箱體的出口之間通過傾斜設(shè)置的底部絕熱板連接，且該底部絕熱板可拆卸地固定在絕熱箱體的底面。
[0014]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熱管換熱裝置還包括隔板和熱管，所述隔板水平設(shè)置于絕熱箱體內(nèi)部，該隔板將絕熱箱體內(nèi)部分為上、下獨(dú)立的兩部分;絕熱箱體的入口與絕熱箱體內(nèi)部的下部分連通;所述熱管豎直穿過隔板且設(shè)置于絕熱箱體內(nèi)，熱管的下端與絕熱箱體的底面平齊，熱管的上端位于同一水平線上;熱管的上段為冷凝段，熱管的下段為蒸發(fā)段，熱管的冷凝段位于絕熱箱體內(nèi)部的上部分，熱管的蒸發(fā)段位于絕熱箱體內(nèi)部的下部分。
[0015]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述上升管延伸段的側(cè)面通過水平設(shè)置的連接管與絕熱箱體的入口連通，絕熱箱體的出口通過下連接法蘭與異型連接管的入口連通。
[0016]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述連接管分為兩段，連接管的一段與上升管延伸段的側(cè)面連通，連接管的另一段與絕熱箱體的入口連通，連接管的兩段之間通過上連接法蘭連接;連接管的外表面包裹有保溫層。
[0017]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熱管包括邊緣熱管和內(nèi)部熱管，所述邊緣熱管與絕熱箱體的內(nèi)壁接觸，相鄰兩個(gè)邊緣熱管之間的間距為4?I Omm;所述內(nèi)部熱管位于邊緣熱管圍成的空間內(nèi)，相鄰兩排內(nèi)部熱管之間呈交錯分布，同一排的相鄰兩個(gè)內(nèi)部熱管之間的間距為40?120mm。
[0018]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，靠近絕熱箱體入口的I?3排內(nèi)部熱管的內(nèi)徑大于其他排內(nèi)部熱管的內(nèi)徑20?40%。
[0019]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熱管換熱裝置還包括進(jìn)水管和蒸汽排出管，所述進(jìn)水管設(shè)于靠近隔板的絕熱箱體側(cè)面，且進(jìn)水管與絕熱箱體內(nèi)部的上部分連通;所述絕熱箱體的頂面呈上凸的弧形結(jié)構(gòu)，蒸汽排出管設(shè)置在絕熱箱體的頂面。
[0020]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，熱管的外壁、絕熱箱體的內(nèi)壁、底部絕熱板的內(nèi)壁以及異型連接管的內(nèi)壁均涂有不粘涂層。
[0021]作為本發(fā)明的抗粘結(jié)荒煤氣的熱管式余熱回收系統(tǒng)更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述異型連接管上設(shè)置有高壓氨水噴嘴、低壓氨水噴嘴和窺視孔，所述高壓氨水噴嘴