一种无管式炉脱苯的余热回收装置及工艺，属于煤化工蒸苯生产工艺技术领域，可解决现有煤化工生产过程中焦炉产生的荒煤气在产生和使用过程中资源的浪费的问题，包括如下步骤：除氧水经过除氧给水泵送入汽包，汽包内的水有强制循环泵打入上升管换热器Ⅰ吸收高温荒煤气的显热，产生的气液混合物再返回汽包，气液混合物在汽包内进行汽水分离，产出的饱和蒸汽一部分并入蒸汽管网，另一部分饱和蒸汽进入上升管换热器Ⅱ再次换热成过热蒸汽进入富油加热器蒸苯，汽水分离后产出的饱和水进入上升管换热器Ⅰ继续进行循环。采用本工艺后，既能节约投资，又能减少许多设备的维护费用，成本随之大幅度降低。
A waste heat recovery device and process for dephenylation of tubeless furnace
【技术实现步骤摘要】
一种无管式炉脱苯的余热回收装置及工艺
本专利技术属于煤化工蒸苯生产工艺
，具体涉及一种无管式炉脱苯的余热回收装置及工艺。
技术介绍
随着全球能源危机的日益严重，环境形势的日趋严峻，传统煤化工工业投资越来越大，成本越来越高，利润越来越低，煤化工产品对能源的消耗成为了凸显问题，另一方面人们对生存环境的高度重视，与之相应的环境法规逐渐严格，使煤化工节能的呼声日趋高涨，节能减排、清洁生产、降低成本已成为煤化工发展的重要方向。传统煤化工生产过程中焦炉产生的荒煤气由上升管、上升管体、上升管内衬硅砖、桥管、氨水喷头，经氨水喷洒使煤气冷却的方式，荒煤气在产生和使用过程中温度由800±50℃冷却到80±50℃，这个过程中的热能白浪费掉；在煤化工后续脱苯生产中又需要用煤气加热管式炉，而浪费煤气。
技术实现思路
本专利技术针对现有煤化工生产过程中焦炉产生的荒煤气在产生和使用过程中资源的浪费的问题，提供一种无管式炉脱苯的余热回收装置及工艺。本专利技术采用如下技术方案：一种无管式炉脱苯的余热回收装置，包括除氧水槽、除氧给水泵、汽包、上升管换热器和强制循环泵，所述上升管换热器包括上升管换热器Ⅰ和上升管换热器Ⅱ，除氧水槽的出水口与除氧给水泵的进水口连接，除氧给水泵的出水口与汽包一侧的进水口连接，汽包底部的出水口与强制循环泵的进水口连接，强制循环泵的出水口与上升管换热器Ⅰ的进水口连接，上升管换热器Ⅰ的出水口与汽包另一侧的进水口连接，汽包顶部的出水口Ⅰ与用户蒸汽管网连接，汽包顶部的出水口Ⅱ与上升管换热器Ⅱ的进水口连接，上升管换热器Ⅱ的出水口与用户蒸汽管网连接。所述上升管换热器Ⅰ和汽包另一侧的进水口之间依次设有三通桥管和监测装置。所述上升管换热器Ⅱ的出水口与用户蒸汽管网之间依次设有三通桥管和监测装置。所述上升管换热器包括采用硅铝合金复合材料制备的上升管体，上升管体的外侧由内至外依次设有内壁、水套管换热器和外壁，所述内壁由内至外包括纳米导热层、耐磨耐腐合金层和金属导热体Ⅰ，所述外壁由外至内包括不锈钢保护套、纳米保温层和金属导热体Ⅱ，上升管体的两侧分别设有进水口和出水口。所述三通桥管包括由耐高温球墨铸铁铸造而成的桥管弯头，桥管弯头两端分别连接有法兰，一端的法兰分别与上升管换热器Ⅰ和上升管换热器Ⅱ连接，另一端的法兰分别与汽包和用户蒸汽管网的集气管连接，桥管弯头的侧壁上部设有用于喷射高压氨水的喷头。一种无管式炉脱苯的余热回收工艺，包括如下步骤：除氧水经过除氧给水泵送入汽包，汽包内的水由强制循环泵打入上升管换热器Ⅰ吸收高温荒煤气的显热，产生的气液混合物再返回汽包，气液混合物在汽包内进行汽水分离，产出的饱和蒸汽一部分并入用户蒸汽管网，另一部分饱和蒸汽进入上升管换热器Ⅱ再次换热成过热蒸汽进入富油加热器蒸苯，汽水分离后产出的饱和水进入上升管换热器Ⅰ继续进行循环。本专利技术的有益效果如下：本专利技术利用生产过程中的荒煤气余热产生蒸汽，进而产生饱和蒸汽，取代管式炉加热，性能好、产生废物少、消耗原材料少，具有明显的节能、降低成本作用，采用本工艺后，既能节约投资，又能减少许多设备的维护费用，成本随之大幅度降低。本专利技术的上升管换热器有效消除了周期性热应力的破坏问题。该装置与传统换热器相比，具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、使用寿命长、换热效率高等优点，且能够满足余热资源节能回收利用周期短、效果好的要求。附图说明图1为本专利技术的余热回收工艺流程图；图2为本专利技术的上升管换热器的结构示意图；图3为本专利技术的三通桥管的结构示意图；其中：1-除氧给水泵；2-汽包；3-强制循环泵；4-上升管换热器Ⅰ；5-上升管换热器Ⅱ；6-三通桥管；7-监测装置；8-纳米导热层；9-耐磨耐腐合金层；10-金属导热体Ⅰ；11-不锈钢保护套；12-纳米保温层；13-金属导热体Ⅱ；14-水套管换热器；15-进水口；16-出水口；17-桥管弯头；18-法兰；19-喷头。具体实施方式结合附图，对本专利技术做进一步说明。如图所示，一种无管式炉脱苯的余热回收装置，包括除氧水槽、除氧给水泵1、汽包2、上升管换热器和强制循环泵3，所述上升管换热器包括上升管换热器Ⅰ4和上升管换热器Ⅱ5，除氧水槽的出水口与除氧给水泵1的进水口连接，除氧给水泵1的出水口与汽包2一侧的进水口连接，汽包2底部的出水口与强制循环泵3的进水口连接，强制循环泵3的出水口与上升管换热器Ⅰ4的进水口连接，上升管换热器Ⅰ4的出水口与汽包2另一侧的进水口连接，汽包2顶部的出水口Ⅰ与用户蒸汽管网连接，汽包2顶部的出水口Ⅱ与上升管换热器Ⅱ5的进水口连接，上升管换热器Ⅱ5的出水口与用户蒸汽管网连接。所述上升管换热器Ⅰ4和汽包2另一侧的进水口之间依次设有三通桥管6和监测装置7。所述上升管换热器Ⅱ5的出水口与用户蒸汽管网之间依次设有三通桥管6和监测装置7。所述上升管换热器包括采用硅铝合金复合材料制备的上升管体，上升管体的外侧由内至外依次设有内壁、水套管换热器14和外壁，所述内壁由内至外包括纳米导热层8、耐磨耐腐合金层9和金属导热体Ⅰ10，所述外壁由外至内包括不锈钢保护套11、纳米保温层12和金属导热体Ⅱ13，上升管体的两侧分别设有进水口15和出水口16。所述三通桥管6包括由耐高温球墨铸铁铸造而成的桥管弯头17，桥管弯头17两端分别连接有法兰18，一端的法兰18分别与上升管换热器Ⅰ4和上升管换热器Ⅱ5连接，另一端的法兰18分别与汽包2和用户蒸汽管网的集气管连接，桥管弯头17的侧壁上部设有用于喷射高压氨水的喷头19。三通桥管连接了集气管、高压氨水、上升管换热器三大部分，是荒煤气的重要交通要道。上升管换热器的内壁的纳米导热层既可以保证上升管筒体内壁表面的光滑平整，又能将热量快速的向外传递，防止内壁温度持续偏高导致大面积结焦现象的发生；纳米导热层采用非金属材料制成，喷涂在一种耐磨耐腐合金内表面；耐磨耐腐合金层采用高温抗腐蚀材质，具有较好的抗氧化、渗碳、渗氮特性，可以很好的适应上升管内部这种长期高温及复杂物理化学腐蚀环境，从而有效延长换热器的使用寿命；最外一层为金属导热体，这种导热体的特点就是导热速度快，可以将荒煤气的热量快速传递给中间层的水套管换热器，最大限度的降低内壁温度负荷，减轻设备腐蚀。处于中间层位置的水套管换热器是余热换热系统的关键部件，除氧水在通过中间夹层过程中与高温荒煤气进行热交换，荒煤气温度由750℃被冷却至450-500℃左右，除氧水最后以气液混合物的形式进入汽包进行分离。上升管换热器的外壁纳米保温层采用保温材料，不但可以提高热交换效率，而且可以有效控制热量向外扩散，从而显著改善原有上升管存在的表面温度过高的问题；最外一层采用的是不锈钢保护套，起到对中间层核心换热装置保护的作用。所述上升管换热器为一个整体结构的无缝钢管，内壁为纳米导热层，导热层耐磨耐热，是防止漏水的第一层保护。在纳米导热层的外侧是耐磨耐腐耐高温的合金材料，经过2600℃以上高温熔化成型的一种无缝管结构型式，是防本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无管式炉脱苯的余热回收装置，其特征在于：包括除氧水槽、除氧给水泵（1）、汽包（2）、上升管换热器和强制循环泵（3），所述上升管换热器包括上升管换热器Ⅰ（4）和上升管换热器Ⅱ（5），除氧水槽的出水口与除氧给水泵（1）的进水口连接，除氧给水泵（1）的出水口与汽包（2）一侧的进水口连接，汽包（2）底部的出水口与强制循环泵（3）的进水口连接，强制循环泵（3）的出水口与上升管换热器Ⅰ（4）的进水口连接，上升管换热器Ⅰ（4）的出水口与汽包（2）另一侧的进水口连接，汽包（2）顶部的出水口Ⅰ与用户蒸汽管网连接，汽包（2）顶部的出水口Ⅱ与上升管换热器Ⅱ（5）的进水口连接，上升管换热器Ⅱ（5）的出水口与用户蒸汽管网连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种无管式炉脱苯的余热回收装置，其特征在于：包括除氧水槽、除氧给水泵（1）、汽包（2）、上升管换热器和强制循环泵（3），所述上升管换热器包括上升管换热器Ⅰ（4）和上升管换热器Ⅱ（5），除氧水槽的出水口与除氧给水泵（1）的进水口连接，除氧给水泵（1）的出水口与汽包（2）一侧的进水口连接，汽包（2）底部的出水口与强制循环泵（3）的进水口连接，强制循环泵（3）的出水口与上升管换热器Ⅰ（4）的进水口连接，上升管换热器Ⅰ（4）的出水口与汽包（2）另一侧的进水口连接，汽包（2）顶部的出水口Ⅰ与用户蒸汽管网连接，汽包（2）顶部的出水口Ⅱ与上升管换热器Ⅱ（5）的进水口连接，上升管换热器Ⅱ（5）的出水口与用户蒸汽管网连接。
2.根据权利要求1所述的一种无管式炉脱苯的余热回收装置，其特征在于：所述上升管换热器Ⅰ（4）和汽包（2）另一侧的进水口之间依次设有三通桥管（6）和监测装置（7）。
3.根据权利要求1所述的一种无管式炉脱苯的余热回收装置，其特征在于：所述上升管换热器Ⅱ（5）的出水口与用户蒸汽管网之间依次设有三通桥管（6）和监测装置（7）。
4.根据权利要求1所述的一种无管式炉脱苯的余热回收装置，其特征在于：所述上升管换热器包括采用硅铝合金复合材料制备的上升管体，上升...
【专利技术属性】
技术研发人员：林官敬，乔亚东，翟志强，郑琥，
申请(专利权)人：山西东义煤电铝集团煤化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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