一种用于湿式氧化处理废水的上升管制造技术

本发明专利技术公开了一种用于湿式氧化处理废水的上升管，具体是焦炉中可用于废水湿式氧化的上升管，包含煤气进口、煤气导出口、外管和内管组成的套管、套管内盐浴排放口和盐浴装入口、排列在套管夹层中的催化剂管道、催化剂管道的上部连通器、催化剂管道的下部连通器、废液进口和废液出口、膨胀节以及上、下法兰，以及连接于内管外壁的翘片；本上升管通过上升管夹层中填充熔融盐作为导热介质，在有效吸收荒煤气余热的同时，使上升管内壁温度分布更加均匀，可更好地改善上升管内壁结焦的问题，同时，通过在上升管夹层中排列可填充催化剂的管道，可实现充分利用上升管余热实现废水的的湿式氧化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于湿式氧化处理废水的上升管
本专利技术涉及一种用于湿式氧化处理废水的上升管，属于废水处理和荒煤气回收利用

技术介绍
炼焦工业经过一百多年的发展历史，这期间为实现炼焦工艺高效、低耗、低污染地进行，炼焦工艺的每个环节都需要不断优化。随着炼焦工艺不断大型化，焦炉节能高效，实现炉顶温度控制以达到二次热解获得更高产率的目的，对焦炉的各个结构都进行了优化改进。主要有：增大炭化室的容积、采用不同材质的燃烧室、采用不同厚度的炉墙、采用不同气流分布的蓄热室等。上升管直接与炭化室相连，一般是由钢板焊接或者铸造而成的，因为需要耐受高温，所以内部会衬以耐火材料。由炭化室进入上升管的荒煤气的温度可以达到700℃左右，经桥管处连续不断地喷洒75℃左右的氨水，氨水蒸发吸收大量的热，使煤气温度降低到80~100℃左右，而这些热量在焦炉输入热量中所占比例高达30%以上，该方法不仅浪费了大量地热，而且氨水和水资源地消耗量也极为庞大，增加了污水处理负担，同时由于高温应力等因素，上升管的损坏也极为严重，为减少上升管的热量损失，对上升管余热的回收方法层出不穷。上升管内荒煤气温度低于400℃时会有焦油析出，若荒煤气在上升管中停留时间久，上升管内壁温度低，则会使焦油大量析出附着于上升管内壁，造成上升管堵塞，上升管内壁沉积石墨也是一个急需解决的问题，沉积的层状石墨容易堵塞气体通道，使炭化室内压力增加导致炉门冒火冒烟。预防的措施大致有三种，加速荒煤气导出、保温和冷却。近年来，一些焦化厂为了进一步改善炉顶的操作条件，都纷纷尝试了上述上升管加装水夹套、增设保温层、增加翅片等上升管改进方法，都取得了较好的效果，可以回收部分荒煤气的热量。中国专利CN211946897U公布了“一种焦炉上升管余热回收装置”王贵明在其专利《一种焦炉上升管余热回收装置》中，在上升管外加装蒸汽管、保温层、雾化器以及负压风机，在上升管中部加装废气处理装置，将上升管内热量用以对炭化室产生的煤气的初步处理，改进了上升管的结构和用处，但这种装置操作条件苛刻，对设备要求高，结构复杂，不宜维修，实施过程过于困难，很可能有部分的焦油因上升管内壁温度较低而冷凝回流到炭化室受热再次分解。中国专利CN102838996A公布了“一种荒煤气余热利用方法和设备”，董久明在上升管内设置螺旋独立的双层套管，将荒煤气余热用于套管内工艺介质的加热，在对荒煤气热量进行回收的同时也可以防止荒煤气出口温度过高，但其在上升管内的螺旋双层套管部分极难更换，维修防护工作也难以进行，对荒煤气中焦油的析出情况没有改善。中国专利CN111964484A公布了“一种喷涂陶瓷黑料的层流涡流式上升管荒煤气换热器”，周云辉、王政伟等人在其专利《一种喷涂陶瓷黑料的层流涡流式上升管荒煤气换热器》中，为减少上升管内焦油的析出和上升管内壁焦油附着量，在利用外设夹水层保持热量回收的同时在上升管内壁喷涂陶瓷黑料，上升管加水套是利用上升管管体作外壁，去掉衬砖，作一没有进水管和出气管的内套，使热水和汽与炉顶一侧的低压锅炉相连通，这种方式大大减少了石墨的生成，挂在内壁上的只是一层蓬松的物料，容易清除，但这种方式的弊端是耗钢较多，维护工作量大。中国专利CN111944543A公布了“一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置”，刘向勇、蒋文荣在专利《一种基于干熄焦循环气体的上升管荒煤气扰动方法及装置》中，该专利给上升管底座开设向一侧倾斜的旋转进风口，使荒煤气旋转上升增加对流换热的同时也防止了焦油凝结，但这些处理都利用水作为夹套中的传热介质，水在高温下产生蒸汽上升，易产生局部热应力使上升管局部损坏，水易泄露造成炭化室炉墙的损坏。中国专利CN211771111U公布了“一种去除焦炉荒煤气有机硫的上升管装置”，程俊、张新民等人在专利《一种去除焦炉荒煤气有机硫的上升管装置》中，该专利通过对上升管增设气体混合阶段和加氢脱硫段，将上升管用于有机硫的脱除，废气经上升管气体混合阶段与荒煤气混合进入上升管内，可以从源头降低有机硫含量，但荒煤气温度过高，需先降温至脱硫所需温度，需要严格把握反应温度且有机硫加氢过程中副反应多，部分缩聚反应产生的副产物极难清除，会极大地增加上升管内壁附着物，加剧焦油凝结。也有炼焦厂在内衬粘土砖的上升管外表加一层40mm的珍珠岩保温层，这样不仅改善了炉顶的操作条件，而且消除了石墨在上升管壁的沉积。虽然这种方法简单易行，但上升管的热量浪费了，增设的保温层会影响测温操作。目前对于上升管内余热的回收利用方法还处在持续研究过程中，如何实现上升管中煤气潜热的吸收利用和上升管的改进成为了研究的重点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种炼焦工艺中利用上升管余热进行湿式氧化处理焦化废水的上升管，荒煤气进入上升管后可以通过夹层内的导热介质，将热量传递给在夹套中分布的填充催化剂的管道，通过内设翘片，在强化传热的同时保证了上升管内壁的光滑，在温度控制及上升管内壁光滑结构的双重作用下，为最大程度减少上升管内壁石墨的生成奠定基础，在保证上升管余热资源最大回收率的同时，实现了焦化废水的资源化处理。本专利技术主要针对现有上升管热量回收效率低、上升管易沉积石墨等问题，采用光滑内筒结构，以高温熔盐为传热介质，通过内设可装填催化剂的内管，在保证上升管温度的同时减少石墨等物质的沉积，提高热量回收效率，同时实现利用余热降解焦化废水的目的。本专利技术提供了一种用于湿式氧化处理废水的上升管，包含煤气进口、煤气导出口、外管和内管组成的套管、套管内盐浴排放口和盐浴装入口、排列在套管夹层中的催化剂管道、催化剂管道的上部连通器、催化剂管道的下部连通器、废液进口和废液出口、膨胀节以及上、下法兰，以及连接于内管外壁的翘片；上升管底部设有煤气进口，顶部设有煤气导出口，上升管由套管密封，套管内部中心设有催化剂管道，催化剂管道分别连接上部连通器和下部连通器，连通器为环形管道，平行于上升管上下出口，其内径与垂直排布于套管内的催化剂管道相等，用于连通垂直于夹层内部的催化剂管道，上下部连通器分别设有废液进口和废液出口。套管内填充有盐浴（导热介质），盐浴填充在套管夹层内，催化剂管道由上、下部连通器连通，与夹层盐浴隔离，套管的左侧底部设有盐浴排放口，右侧顶部设有盐浴装入口；上、下部连通器都设有开口，催化剂通过上部连通器开口进行填充，反应过程中，废液通过泵进行加压，下部连通器开口作为废液进口进入催化剂管道进行反应，反应后的废液从上部连通器开口排出。上升管中部装有膨胀节，可以吸收上升管在加热过程中由于热应力产生的尺寸变化，膨胀节与上升管焊接在一起，利用膨胀节可伸缩的特性，有效消除上升管在温度变化时的应力，保障上升管稳定工作。进一步地，内管的规格视焦炉炉型而定，材质选用可在1100℃在长期使用的钢材；套管内填充的导热介质为熔点在300-500℃、分解温度≥800℃的熔融盐；填充催化剂的管道、催化剂管道的上部连通器与催化剂管道的下部连通器三者所组成的空间的承压能力≥4MPa，使用的材料能在≥750℃下长期使用。上升管中间部位设置有膨胀节，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：包含煤气进口、煤气导出口、外管和内管组成的套管、套管内盐浴排放口和盐浴装入口、排列在套管夹层中的催化剂管道、催化剂管道的上部连通器、催化剂管道的下部连通器、废液进口和废液出口、膨胀节以及上、下法兰，以及连接于内管外壁的翘片；/n上升管底部设有煤气进口，顶部设有煤气导出口，上升管由套管密封，套管内部中心沿环形套管均匀设有若干个催化剂管道，催化剂管道分别连接上部连通器和下部连通器，上、下部连通器为环形管道，分别平行于上升管的上下出口，其内径与垂直排布于套管中的催化剂管道等同，上、下部连通器分别设有废液进口和废液出口；/n套管内填充有盐浴，盐浴填充在套管夹层中，催化剂管道由上、下部连通器连通，与套管夹层中的盐浴隔离，套管的左侧底部设有盐浴排放口，右侧顶部设有盐浴装入口；/n在上升管中部装有膨胀节，膨胀节与上升管焊接在一起；上升管的外壁安装检测夹套内熔融盐温度的传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：包含煤气进口、煤气导出口、外管和内管组成的套管、套管内盐浴排放口和盐浴装入口、排列在套管夹层中的催化剂管道、催化剂管道的上部连通器、催化剂管道的下部连通器、废液进口和废液出口、膨胀节以及上、下法兰，以及连接于内管外壁的翘片；
上升管底部设有煤气进口，顶部设有煤气导出口，上升管由套管密封，套管内部中心沿环形套管均匀设有若干个催化剂管道，催化剂管道分别连接上部连通器和下部连通器，上、下部连通器为环形管道，分别平行于上升管的上下出口，其内径与垂直排布于套管中的催化剂管道等同，上、下部连通器分别设有废液进口和废液出口；
套管内填充有盐浴，盐浴填充在套管夹层中，催化剂管道由上、下部连通器连通，与套管夹层中的盐浴隔离，套管的左侧底部设有盐浴排放口，右侧顶部设有盐浴装入口；
在上升管中部装有膨胀节，膨胀节与上升管焊接在一起；上升管的外壁安装检测夹套内熔融盐温度的传感器。


2.根据权利要求1所述的用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：内管的规格视焦炉炉型而定，材质选用在1100℃能长期使用的钢材。


3.根据权利要求1所述的用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：套管内填充的导热介质为熔点在300-500℃、分解温度≥800℃的熔融盐。


4.根据权利要求1所述的用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：填充催化剂的管道、催化剂管道的上部连通器与催化剂管道的下部连通器三者所组成的空间的承压能力≥4MPa，使用的材料能在≥750℃下长期使用。


5.根据权利要求1所述的用于湿式氧化处理废水的上升管，其特征在于：套管管体夹层的剖面为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，王有倩，柴思琪，王宏宇，马利伟，张永发，张国杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14