本發(fā)明涉及焦?fàn)t上升管內(nèi)荒煤氣顯熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t在煉焦過(guò)程中，炭化室逸出大量的荒煤氣，經(jīng)過(guò)焦?fàn)t上升管、橋管、集氣管冷卻集合后送入化產(chǎn)裝置進(jìn)行凈化處理；在一個(gè)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(guò)焦?fàn)t上升管時(shí)溫度高達(dá)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(fèi)了大量荒煤氣顯熱，而且消耗大量的氨水、又浪費(fèi)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(wú)疑是降低成本的一個(gè)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(lái)越大，而能源的供應(yīng)卻越來(lái)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(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能確保換熱效率焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)管、內(nèi)套管、保溫層和外夾套；所述內(nèi)管與內(nèi)套管之間形成汽水通道，所述汽水通道底部設(shè)置有用于向汽水通道通入冷卻水的進(jìn)水管，所述汽水通道的頂部設(shè)置有出水管；還包括溫度傳感器，控制裝置以及進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥；

所述溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)套管的外壁上、用于檢測(cè)內(nèi)套管外壁溫度，并將檢測(cè)到的溫度信息輸出給控制裝置；

所述控制裝置用于接收溫度傳感器輸出的溫度信息，并依據(jù)溫度信息輸出控制信號(hào)給進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥；

所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置在所述進(jìn)水管上，所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥用于接收控制裝置輸出的控制信號(hào)，依據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度。

進(jìn)一步地，所述外夾套上設(shè)置有平衡孔以及測(cè)溫孔，所述溫度傳感器中的測(cè)溫探頭設(shè)置在測(cè)溫孔內(nèi)、且內(nèi)套管的外壁接觸。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)管的側(cè)壁外表面設(shè)置有至少一組螺旋槽，各所述螺旋槽的深度相同；各所述螺旋槽的側(cè)壁與內(nèi)管側(cè)壁的外表面之間無(wú)焊縫，各所述螺旋槽的側(cè)壁端面與內(nèi)套管密封連接。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)水管依次穿過(guò)所述外夾套和保溫層，所述進(jìn)水管的出水口與所述汽水通道連通且所述進(jìn)水管與所述汽水通道圓周面相切；

所述出水管依次穿過(guò)所述外夾套和保溫層，所述出水管的進(jìn)水口與所述汽水通道連通且所述出水管與所述汽水通道圓周面相切。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)管和內(nèi)套管為防腐、耐磨合金無(wú)縫鋼管；所述內(nèi)管的內(nèi)壁上設(shè)置有不粘涂層。

進(jìn)一步地，其特征在于，所述內(nèi)套管和所述外夾套上分別設(shè)置有波紋補(bǔ)償器。

進(jìn)一步地，各所述螺旋槽在內(nèi)管外側(cè)形成汽水通道分支；相鄰兩組螺旋槽之間等螺距設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述上升管蒸發(fā)器還包括兩個(gè)連接法蘭，其中一個(gè)連接法蘭與所述內(nèi)管、內(nèi)套管和外夾套的頂端連接，另一個(gè)連接法蘭與所述內(nèi)管、內(nèi)套管和外夾套的底端連接。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)套管對(duì)應(yīng)所述汽水通道的底部設(shè)置有排污口。

本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器采用獨(dú)特的螺旋式槽汽水通道式結(jié)構(gòu)，使流場(chǎng)分布均勻、換熱效率高、不存在內(nèi)管局部應(yīng)力分布不均，有效回收荒煤氣顯熱；內(nèi)套管外側(cè)設(shè)有溫度傳感器，依據(jù)炭化室結(jié)焦周期荒煤氣溫度、流量變化曲線控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)水流量確保換熱效率。本發(fā)明上升管蒸發(fā)器在確保焦?fàn)t安全運(yùn)行、不影響生產(chǎn)工藝參數(shù)的同時(shí)，有效回收焦?fàn)t上升管內(nèi)荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，同時(shí)，避免減緩或解決上升管內(nèi)壁石墨化以及焦油粘結(jié)、腐蝕問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的a-a視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1，本實(shí)施例提供一種焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)管2、內(nèi)套管3、保溫層4和外夾套5；其中，所述內(nèi)管的內(nèi)側(cè)為荒煤氣通道6，所述內(nèi)管及內(nèi)套管上下兩端面分別與法蘭7密封連接，所述內(nèi)管2與內(nèi)套管3之間形成汽水通道8，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；所述汽水通道底部設(shè)置有用于向汽水通道通入冷卻水的進(jìn)水管10，所述汽水通道的頂部設(shè)置有出水管9；還包括溫度傳感器，控制裝置以及進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥；

所述溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)套管的外壁上、用于內(nèi)套管外壁溫度，并將檢測(cè)到的溫度信息輸出給控制裝置；

所述控制裝置用于接收溫度傳感器輸出的溫度信息，并依據(jù)溫度信息輸出控制信號(hào)給進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥；

所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置在所述進(jìn)水管上，所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥用于接收控制裝置輸出的控制信號(hào)，依據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度。

具體的，所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥為數(shù)控閥；所述溫度傳感器的類型為熱電偶傳感器或熱敏電阻傳感器。

本實(shí)施例中通過(guò)設(shè)置在內(nèi)套管外側(cè)設(shè)有溫度傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)內(nèi)套管溫度，依據(jù)炭化室結(jié)焦周期荒煤氣溫度及流量變化，控制進(jìn)水管上的進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，確保換熱效率。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)上升管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明在確保焦?fàn)t安全運(yùn)行、不影響生產(chǎn)工藝參數(shù)的同時(shí)，有效回收焦?fàn)t上升管內(nèi)荒煤氣余熱、降低了冷卻氨水的用量，

本實(shí)施例中的上升管蒸發(fā)器數(shù)量?jī)H僅作為一個(gè)舉例，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍形成限定，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，焦?fàn)t上升管內(nèi)荒煤氣量決定串聯(lián)運(yùn)行的上升管蒸發(fā)器數(shù)量，相鄰的上升管蒸發(fā)器可通過(guò)法蘭連接，上升管蒸發(fā)器的頂部設(shè)置汽水出口9與上升管蒸發(fā)器底部設(shè)置進(jìn)水口10通過(guò)連接管連接，從而實(shí)現(xiàn)荒煤氣量和該系統(tǒng)的顯熱回收能力的匹配。

實(shí)施例2

作為實(shí)施例1的具體方案，所述外夾套上設(shè)置有平衡孔13以及用于放置溫度傳感器的測(cè)溫孔14，所述溫度傳感器中的測(cè)溫?zé)犭娕寂c內(nèi)套管3的外壁接觸。

本實(shí)施例中的平衡孔13可以有效平衡外夾套5內(nèi)因溫差引起的壓力差；內(nèi)套管3外側(cè)設(shè)有測(cè)溫孔14，可依據(jù)炭化室結(jié)焦周期荒煤氣溫度、流量變化曲線控制進(jìn)水流量確保換熱效率。

實(shí)施例3

作為實(shí)施例1的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)管的側(cè)壁外表面車有若干組螺旋槽，各所述螺旋槽的深度相同，各所述螺旋槽在內(nèi)管外側(cè)形成汽水通道分支；各所述螺旋槽的側(cè)壁端面與內(nèi)套管密封連接。

較佳的，相鄰兩組螺旋槽之間等螺距設(shè)置。

本實(shí)施例中焦?fàn)t荒煤氣上升管蒸發(fā)器，采用獨(dú)特的螺旋式孔槽汽水通道式結(jié)構(gòu)，利用車床對(duì)內(nèi)管的外壁進(jìn)行加工、車銑出螺旋槽，通過(guò)車銑工藝使得螺旋孔槽與螺旋槽的側(cè)壁之間沒(méi)有焊縫，使得夾套內(nèi)汽水流場(chǎng)均勻分布，延長(zhǎng)換熱路徑，保證介質(zhì)間進(jìn)行充分熱交換，提高換熱效率高、不存在內(nèi)管局部用力分布不均，有效回收荒煤氣顯熱。

實(shí)施例4

作為實(shí)施例1的具體方案，所述進(jìn)水管10依次穿過(guò)所述保溫層4和外夾套5，所述進(jìn)水管10的出水口與所述汽水通道連通且所述進(jìn)水管與所述汽水通道圓周面相切；

所述出水管9依次穿過(guò)所述保溫層4和外夾套5，所述出水管的進(jìn)水口與所述汽水通道連通且所述出水管與所述汽水通道圓周面相切。

所述內(nèi)套管對(duì)應(yīng)所述汽水通道的底部還設(shè)置有排污口11。

實(shí)施例5

作為實(shí)施例1的具體方案，所述內(nèi)管和內(nèi)套管為防腐、耐磨合金無(wú)縫鋼管；所述內(nèi)管的內(nèi)壁上設(shè)有不粘涂層1以防結(jié)焦，同時(shí)作為主要受熱面。本實(shí)施例中，通過(guò)在內(nèi)管的側(cè)壁上設(shè)置不粘涂層，避免減緩上升管內(nèi)壁石墨化、焦油粘結(jié)和腐蝕的問(wèn)題，延長(zhǎng)了內(nèi)管和內(nèi)套管的使用壽命。

實(shí)施例6

作為實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，所述內(nèi)套管和所述外夾套上分別設(shè)置有波紋補(bǔ)償器。由于內(nèi)管2、內(nèi)套管3、外夾套5的受熱程度不一樣，材質(zhì)也不一樣，因此，本實(shí)施例在所述內(nèi)套管3和外夾套5上設(shè)置了波紋補(bǔ)償器，以補(bǔ)償三者之間的漲縮率引起的形變差異，避免上升管換熱器發(fā)生破壞。

實(shí)施例7

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述上升管蒸發(fā)器還包括兩個(gè)連接法蘭7，其中一個(gè)連接法蘭與所述內(nèi)管2、內(nèi)套管3和外夾套5的頂端連接，另一個(gè)連接法蘭與所述內(nèi)管2、內(nèi)套管3和外夾套5的底端連接。

本實(shí)施例中的內(nèi)管2、內(nèi)套管3直接與法蘭連接，避免了內(nèi)套管直接與內(nèi)管外壁焊接時(shí)的局部熱用力，從而能夠保證內(nèi)管使用壽命，防止內(nèi)管破裂、發(fā)生漏水現(xiàn)象。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)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(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。