一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法技术方案

一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法，属于工业余热回收技术领域。所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒与上升管根部的荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口与余热回收装置相连，换热器对荒煤气降温后，将工质传输至余热回收装置；旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业余热回收
，特别涉及一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统及方法。
技术介绍
在焦炉生产过程中产生大量高温荒煤气，温度在750～800℃，荒煤气带出的显热占焦炉热量支出36％。目前的荒煤气余热利用技术主要是采用导热油余热利用系统或者汽化冷却系统回收焦炉上升管直管段的显热，将荒煤气温度降低至500℃，回收的荒煤气显热用于导热油的升温或者生产饱和蒸汽。当荒煤气温度低于500℃的时候，会析出大量焦油，在上升管内壁结焦，所有一般荒煤气余热利用系统荒煤气温度不会降低到500℃以下。焦炉炭化室至焦炉炉顶为耐火砖砌筑的上升管根部通道，荒煤气经过该通道进入上升管直管段，经过桥管三通，在桥管三通进行氨水喷洒，洗去荒煤气中的焦油。荒煤气经过氨水喷洒降温后，进入集气管，然后进入后续化产。在高温条件下焦油发生裂解和高温缩聚反应，而焦炉炉顶的上升管根部的荒煤气通道是焦炭高温辐射区域，温度会达到950℃以上，非常容易结石墨，导致上升管根部的荒煤气通道堵塞，清理需要耗费巨大人力物力，工人劳动负担沉重。上升管直管段区域温度高，通常在750～800℃，结石墨也很严重。高温荒煤气经过氨水喷洒降温，洗去粉尘之后进入集气管，进入后续化产工序。如果没有安装余热利用系统，荒煤气的高温显热将会白白浪费，从能量守恒的角度来分析，这部分热能是在后续的煤气初冷器转移至冷却塔，最终散入大气。
技术实现思路
针对现有技术中存在的荒煤气的热量白白浪费，以及上升管根部的荒煤气通道被石墨堵塞的问题，本专利技术提供一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。所述换热器为耐高温钢盘管，所述外筒上还设有工质入口；所述耐高温钢盘管螺旋固定在所述环形空间内，耐高温钢盘管的进液口与工质入口连通，出液口通过所述工质出口与所述余热回收装置相连。所述换热器为多根热管；每根热管竖向均匀分布在所述环形空间内，所述外筒上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管，每根热管的冷凝段均通过与其对应的工质出口与所述余热回收装置相连。所述系统还包括上升管直管段换热装置，所述上升管直管段换热装置包括第一内套管、第一外套管、进液管、进液集箱、出液管和出液集箱，第一内套管套在所述上升管直管段外，且第一内套管与上升管直管段形成的空间内设有多个翅片，每个翅片均沿上升管直管段的高度方向布置，第一外套管套在第一内套管外，且第一内套管和第一外套管形成的空间内设有保温材料；所述进液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的底部，所述进液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与进液集箱连通；所述出液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的顶部，所述出液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与出液集箱连通；所述出液管还与所述余热回收装置相连。所述系统还包括桥管换热装置，所述桥管换热装置包括第二内套管和第二外套管；第二内套管套在所述桥管外且第二内套管与桥管的外壁形成换热空间，第二外套管套在第二内套管外，且第二外套管与第二内套管形成的空间内设有保温材料；所述换热空间内设有耐高温钢盘管或者多个换热通道，耐高温钢盘管的出口或者换热通道的出口与所述余热回收装置相连。所述扰流叶片包括第一子叶片、第二子叶片和调距机构；第一子叶片的一端固定在所述旋转轴上，另一端与调距机构的一端相连，调距机构的另一端与第二子叶片的一端相连，第二子叶片的另一端与所述刮刀相连，调距机构能够调节刮刀与所述荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与所述上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与所述桥管的内壁之间的距离。所述余热回收装置为汽包或者导热油蒸汽发生器。所述传动装置包括传动链条、变速箱、传动齿轮和旋转齿轮盘；传动链条与变速箱连接，变速箱的输出端与传动齿轮连接，传动齿轮与旋转齿轮盘啮合，旋转扰流刮刀的旋转轴固结在旋转齿轮盘的中心。另一方面本专利技术实施例提供了一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的方法，所述方法包括：在所述荒煤气通道外布置所述上升管根部换热装置，在所述荒煤气通道内腔、所述上升管直管段内腔以及所述桥管内腔布置所述旋转扰流刮刀，并且将所述上升管根部换热装置的换热器与所述余热回收装置相连，将所述旋转扰流刮刀的旋转轴与所述传动装置相连；所述换热器对所述荒煤气通道内的荒煤气进行降温换热，所述传动机构带动所述旋转扰流刮刀的旋转轴旋转，所述旋转轴带动所述扰流叶片旋转，所述扰流叶片能将位于荒煤气通道中心的荒煤气导向荒煤气通道与上升管根部换热装置的换热面，所述扰流叶片旋转的过程中带动刮刀旋转，将焦结在荒煤气通道内壁以及上升管直管段内壁的石墨刮除，所述换热器内的工质对荒煤气进行降温换热。所述方法还包括：在所述上升管直管段外布置上升管直管段换热装置，在所述桥管外布置桥管换热装置；将工质从上升管直管段换热装置的进液管输入至进液集箱，工质进入上升管直管段与上升管直管段换热装置的第一内套管之间并在多个翅片形成的通道内流动，对所述上升管直管段内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于上升管直管段中心的荒煤气导向上升管直管段与上升管直管段换热装置的换热面，降温换热后的工质汇集到所述余热回收装置；将工质输入至桥管换热装置的换热空间，工质沿着耐高温钢盘管或者多个换热通道流动，对所述桥管内的荒煤气进行降温换热，所述扰流叶片能将位于桥管中心的荒煤气导向桥管与桥管换热装置的换热面，降温换热后的工质汇集到所述余热回收装置。在本专利技术实施例中，通过为上升管根部的荒煤气通道设置上升管根部换热装置，并且在荒煤气通道的内腔、上升管直管段的内腔以及桥管的内腔设置旋转扰流刮刀，在旋转扰流刮刀和上升管根部换热装置的共同作用下，可以对荒煤气进行降温，并且将荒煤气的热量进行回收利用，提高了能源利用率，同时，旋转扰流刮刀还在将荒煤气导向荒煤气通道与上升管根部换热装置的换热面时，会将荒煤气通道的内壁、上升管直管段的内壁以及桥管的内壁上焦结的石墨刮除，在进行余热回收的过程中刮除石墨，无需停产并通过人工进行刮除，减轻了工人的劳动强度，提高了安全性和工作效率，进一步地，还为上升管直管段设置上升管直管段换热装置，为桥管设置桥管换热装置，增加了换热面积，进一步回收了荒煤气的辐射热能，提高了经济效益，通过使用本专利技术实施例中的系统对荒煤气进行降温，可以荒煤气的温度从800度左右降低到300度左右，而现有技术只能将荒煤气的温度降低到500左右，因此，本专利技术的系统可以更好地对荒煤气进行换热，大幅度提高余热利用系统的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。

【技术特征摘要】
1.一种清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统包括上升管根部换热装置、余热回收装置、旋转扰流刮刀以及传动装置；所述上升管根部换热装置包括外筒和换热器，外筒套在上升管根部的荒煤气通道外且与荒煤气通道的外壁形成环形空间，换热器位于环形空间内，外筒上设有工质出口，换热器出口通过工质出口与余热回收装置相连；所述旋转扰流刮刀包括旋转轴，扰流叶片和刮刀，旋转轴位于荒煤气通道、上升管直管段和桥管的内腔，扰流叶片沿着旋转轴高度方向分布，扰流叶片的末端与刮刀连接，刮刀与荒煤气通道的内壁之间的距离、刮刀与上升管直管段的内壁之间的距离以及刮刀与桥管的内壁之间的距离能够调节；所述传动装置与旋转轴连接且能够带动旋转轴旋转。2.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述换热器为耐高温钢盘管，所述外筒上还设有工质入口；所述耐高温钢盘管螺旋固定在所述环形空间内，耐高温钢盘管的进液口与工质入口连通，出液口通过所述工质出口与所述余热回收装置相连。3.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述换热器为多根热管；每根热管竖向均匀分布在所述环形空间内，所述外筒上的工质出口设有多个，每个工质出口对应一根热管，每根热管的冷凝段均通过与其对应的工质出口与所述余热回收装置相连。4.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统还包括上升管直管段换热装置，所述上升管直管段换热装置包括第一内套管、第一外套管、进液管、进液集箱、出液管和出液集箱，第一内套管套在所述上升管直管段外，且第一内套管与上升管直管段形成的空间内设有多个翅片，每个翅片均沿上升管直管段的高度方向布置，第一外套管套在第一内套管外，且第一内套管和第一外套管形成的空间内设有保温材料；所述进液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的底部，所述进液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与进液集箱连通；所述出液集箱布置在所述上升管直管段与所述第一内套管形成的空间的顶部，所述出液管依次穿过第一外套管、保温材料和第一内套管并与出液集箱连通；所述出液管还与所述余热回收装置相连。5.根据权利要求1所述的清理焦炉上升管石墨并回收荒煤气余热的系统，其特征在于，所述系统还包括桥管换热装置，所述桥管换热装置包括第二内套管和第二外套管；第二内套管套在所述桥管外且第二内套管与桥管的外壁形成换热空间，第二外套管套在第二内套管外，且第二外套管与第二内套管形成的空间内设有保温材料；所述换热空间内设有耐高温钢盘管或者多个换热通道，耐高...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桂付，石欣，石晓君，
申请(专利权)人：石桂付，
类型：发明
国别省市：辽宁;21