一种焦炉上升管及应用其回收荒煤气热量的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种焦炉上升管及应用其回收荒煤气热量的方法，其中，所述焦炉上升管侧壁设置有贯穿所述内壁和外壁的至少一个外流体入口，以使外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，改变焦炉上升管中荒煤气的流场，由上述的技术方案可见，本发明专利技术通过在焦炉上升管侧壁设置有至少一个外流体入口，以使外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，改变荒煤气的流场，增加了荒煤气流动的雷诺数，提高了上升管中荒煤气的换热效率，进而提高了荒煤气热量的回收利用率，增强了焦炉的运行效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焦化工艺余热回收领域，特别涉及。
技术介绍
焦化厂在炼焦过程中，从炭化室经上升管逸出的荒煤气温度约为650°C -750°C,其带出的热量占焦炉输出总热量的36%左右，一般情况下，焦化厂会对这部分热量进行回收再利用，以实现资源节约、环境友好的目的。现在，焦化厂一般采用的荒煤气热量回收方式是在焦炉上升管的内壁和外壁之间通入换热介质，形成换热层；如图1所示，在焦炉上升管的内壁10和外壁11之间通入换热介质，换热介质从换热介质入口 12进入后，与从焦炉上升管底部进入的荒煤气进行热交换，并从换热介质出口 13排出，荒煤气从焦炉上升管顶部的荒煤气出口 14排出，通过热交换从而将荒煤气中的热量进行回收。但是实际应用中，由于靠近焦炉上升管中心部分的荒煤气与换热介质进行热交换比较慢，往往还未来得及充分进行热交换，就已经从焦炉上升管逸出，所以这种热量回收方式换热效率较低，回收热量的能力有限。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了，以提高焦炉上升管中荒煤气的换热效率，进而提高荒煤气热量的回收利用率。技术方案如下:本专利技术首先提供了一种焦炉上升管，包括内壁和外壁，所述焦炉上升管侧壁设置有贯穿所述内壁和外壁的至少一个外流体入口，以使外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，改变焦炉上升管中荒煤气的流场。其中，所述外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，具体为:外流体通过外流体入口以预设的俯角喷入焦炉上升管内部。其中，所述外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，具体为:外流体通过外流体入口以预设的仰角喷入焦炉上升管内部。其中，所述外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，具体为:外流体通过外流体入口以水平方向喷入焦炉上升管内部。本专利技术还提供了一种应用上述任意一种焦炉上升管进行荒煤气热量回收的方法，包括:在预设的周期通过至少一个外流体入口向焦炉上升管内部喷入外流体，改变焦炉上升管中荒煤气的流场。其中，所述外流体为气体或能够在焦炉上升管内转化成气体的液体。所述外流体优选为荒煤气或氨水。由上述的技术方案可见，本专利技术通过在焦炉上升管侧壁设置有至少一个外流体入口，以使外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，改变荒煤气的流场，增加了荒煤气流动的雷诺数，提高了上升管中荒煤气的换热效率，进而提高了荒煤气热量的回收利用率，增强了焦炉的运行效能。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种焦炉上升管结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种焦炉上升管结构示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2为本专利技术实施例提供的一种焦炉上升管，包括内壁10和外壁11，焦炉上升管侧壁设置有贯穿所述内壁10和外壁11的至少一个外流体入口 20，以使外流体通过外流体入口 20喷入焦炉上升管内部，改变焦炉上升管中荒煤气的流场。在实际应用中，内壁10和外壁11之间可以形成换热层，并通入换热介质，例如导热油、冷却水、空气等，换热介质从换热介质入口 12进入后，与从焦炉上升管底部进入的荒煤气进行热交换，并从换热介质出口 13排出，荒煤气从焦炉上升管顶部的荒煤气出口 14排出，从而实现荒煤气热量回收的目的。需要说明的是，外流体入口 20的数量、大小、形状是需要技术人员根据换热效果来确定，本专利技术在此不作限定。另外，外流体通过外流体入口 20喷入焦炉上升管的方向也是由技术人员根据换热效果来确定，例如，外流体可以通过外流体入口 20以预设的俯角喷入焦炉上升管内部；也可以通过外流体入口 20以预设的仰角喷入焦炉上升管内部；还可以通过外流体入口 20以水平方向喷入焦炉上升管内部；在实际应中，技术人员可以根据换热效果选择外流体的一种喷入方向，在设置有多个外流体入口 20的情况下，还可以选择上述各喷入方向的部分或全部的组合。同理，所说的预设的仰角、俯角的大小，也可以由技术人员根据换热效果来确定，本专利技术在此不作具体限定。在实际应用中，外流体入口 20可以与外流体输送管线连接，并在一定的压力下，使外流体从外流体入口 20喷入焦炉上升管内部。需要说明的是，图2只是一种焦炉上升管的结构示意图，虽然图2中出现了多个外流体入口 20，但并不表示本专利技术的技术方案中就存在相应数量的外流体入口 20，图2只能表示本专利技术的技术方案中存在外流体入口 20，图中显示的外流体入口 20的具体数量不能成为对本专利技术技术方案的限定。通过上述的实施例可见，通过在焦炉上升管侧壁设置有外流体入口 20，以使外流体通过外流体入口 20喷入焦炉上升管内部，改变荒煤气的流场，增加了荒煤气流动的雷诺数，提高了焦炉上升管中荒煤气的换热效率，进而提高了荒煤气热量的回收利用率，增强了焦炉的运行效能。相应于上面的焦炉上升管实施例，本专利技术还提供了一种应用上述任意一种焦炉上升管进行荒煤气热量回收的方法，可以包括:在预设的周期通过外流体入口 20向焦炉上升管内部喷入外流体，以改变焦炉上升管中荒煤气的流场。所说的预设的周期可以由技术人员根据换热效果来确定，本专利技术在此不作具体限定。所说的外流体可以理解为气体或能够在焦炉上升管内转化成气体的液体。该转化过程可以理解为外流体在喷入上升管内部后，在焦炉上升管中高温的作用下，外流体通过蒸发等形式转化为气体。所说的外流体的具体形式本专利技术在此不进行限定，例如，可以采用荒煤气或氨水作为外流体。由于在焦炉上升管侧壁设置有外流体入口 20，以使外流体通过外流体入口 20喷入焦炉上升管内部，改变荒煤气的流场，增加了荒煤气流动的雷诺数，提高了焦炉上升管中荒煤气的换热效率，进而提高了荒煤气热量的回收利用率，增强了焦炉的运行效能。为了考察本专利技术的技术方案的实际效果，采用如图1所示的焦炉上升管及如图2所示的焦炉上升管(与如图1所示的焦炉上升管相比，设置有6个外流体入口，其它参数与图1所示的焦炉上升管相同)进行荒煤气的热量回收对比实验，其中，焦炉上升管的高度均为3米，内径均为0.5米。实验过程如下，在两个焦炉上升管的内壁10和外壁11之间的换热层分别通等量的冷空气吸收荒煤气带入的热量，降低荒煤气的温度，操作时间均为一个炭化室的结焦周期，通过热电偶测量上升管内荒煤气出口和入口的温度。经过试验对比，图1所示的焦炉上升管中的荒煤气出入口温差约为100°c，图2所示的装置，荒煤气出入口温差可达130°C，换热效率提高约30 %，换热效果增加明显。可见，本专利技术的技术方案确实提高了焦炉上升管中荒煤气的换热效率。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉上升管，包括内壁和外壁，其特征在于：所述焦炉上升管侧壁设置有贯穿所述内壁和外壁的至少一个外流体入口，以使外流体通过外流体入口喷入焦炉上升管内部，改变焦炉上升管中荒煤气的流场。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬，徐列，黄保健，韩克明，王浩强，程先贺，
申请(专利权)人：北京华泰焦化工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11