一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶和除盐水箱，所述高压气瓶连接有液态金属储罐，所述液态金属储罐连接有热管热换器，所述热管热换器连接有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接有电磁泵和蓄热器，所述电磁泵连接有热管热换器，所述除盐水箱连接有给水泵，所述给水泵连接有蒸汽发生器。本发明专利技术，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动。液态金属延一定方向流动。液态金属延一定方向流动。

【技术实现步骤摘要】
一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统


[0001]本专利技术涉及焦化装置
，具体是一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统。

技术介绍

[0002]中国是世界第一焦炭生产和消费大国，焦炭产能高达近7亿吨，由于焦化是高能耗、高排放型行业，节能减排压力很大。650
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750℃荒煤气和气态化学产品带着热能和化学能以能量流的形式从上升管排出，此部分热量约占焦炉总输出热量的36%。在当前“双碳”政策逐步实施的背景下，对焦炉上升管荒煤气余热进行回收利用，具有巨大的经济效益和节能减碳意义。
[0003]相比焦炉产出的红焦和烟道废气，上升管荒煤气工况复杂多变，其余热回收公司经历了十多年的研究发展，各钢铁及焦化企业先后开展了利用导热油、水套管、热管、锅炉及半导体温差发电等余热回收技术的研究和工业实践，但由于荒煤气在上升管过程中温度、流量变化极大，还是或多或少的存在一些问题：换热效率低、换热装置表面易凝结堵塞，换热装置承压大易变形，漏水进入炭化室影响炉本体和正常操作等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，以解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶和除盐水箱，所述高压气瓶连接有液态金属储罐，所述液态金属储罐连接有热管热换器，所述热管热换器连接有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接有电磁泵和蓄热器，所述电磁泵连接有热管热换器，所述除盐水箱连接有给水泵，所述给水泵连接有蒸汽发生器。
[0006]优选的，所述热管换热器为并列的多个所述换热管组合而成的管束。
[0007]优选的，所述换热管的管壁设置有中空层，所述换热管的内部盘有热管，所述热管两端设置有进液口和出液口，所述换热管中部自下而上流通有荒煤气。
[0008]优选的，所述换热管的两端均设置有连接法兰。
[0009]优选的，所述热管的内壁上等间距开设有内凹槽。
[0010]优选的，所述内凹槽的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
[0011]优选的，所述内凹槽的形状设置为圆弧形。
[0012]优选的，所述热管的外壁上等间距设置有外凸起。
[0013]优选的，所述外凸起的形状设置为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
[0014]优选的，所述外凸起的形状设置为三角形。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：液态金属从热管换热器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器
储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管换热器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用；热管换热器为并列的多个换热管组合而成的管束；单个换热管的管壁都为中空结构，内部盘有热管，热管内的换热介质为液态金属，液态金属自下而上螺旋上升；荒煤气自下而上从热管的内部流过，和换热介质进行不接触换热；换热介质与焦炉有两道密封，可降低泄漏风险；电磁泵为一种专门设计的液态金属驱动泵，没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，在电磁泵的电磁力作用下，液态金属延一定方向流动；蒸汽发生器为一种专门设计的蒸汽发生装置，能够将液态金属从上升管中携带来的热量换给除盐水，从而产生蒸汽，蒸汽可并厂区蒸汽管网使用，也可进行余热发电。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术热管换热器的结构示意图；图3为本专利技术热管的结构示意图。
[0017]图中：1、高压气瓶；2、液态金属储罐；3、电磁泵；4、热管热换器；5、蒸汽发生器；6、给水泵；7、除盐水箱；8、蓄热器；401、进液口；402、连接法兰；403、换热管；404、中空层；405、热管；406、出液口；4051、外凸起；4052、内凹槽。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例一请参阅图1，本专利技术实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更高，是一种比水传递能量更高效的载体。
[0020]本专利技术的工作原理是：液态金属从热管换热器底部流入，自下而上流动，吸收上升管内荒煤气的热量后从上部流出进入蒸汽发生器；除盐水通过给水泵进入蒸汽发生器，在
蒸汽发生器内高温的液态金属和除盐水换热，生产蒸汽，蒸汽进入蓄热器储存稳压后，输出直接使用或带动汽轮机发电；降温后的液态金属通过电磁泵重新循环从底部进入热管换热器；液态金属储罐用于液态金属的储存，只在初次液态金属注入系统时及中间系统维护时使用。
[0021]实施例二请参阅图1
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2，本专利技术实施例中，一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶1和除盐水箱7，所述高压气瓶1连接有液态金属储罐2，所述液态金属储罐2连接有热管热换器4，所述热管热换器4连接有蒸汽发生器5，所述蒸汽发生器5连接有电磁泵3和蓄热器8，所述电磁泵3连接有热管热换器4，所述除盐水箱7连接有给水泵6，所述给水泵6连接有蒸汽发生器5；所述热管换热器4为并列的多个所述换热管403组合而成的管束；所述换热管403的管壁设置有中空层404，所述换热管403的内部盘有热管405，所述热管405两端设置有进液口401和出液口406，所述换热管403中部自下而上流通有荒煤气；所述换热管403的两端均设置有连接法兰402；所述液态金属为一种由镓、铟、锡等多种熔点较低的金属材料配制形成的的合金材料，它可在2000℃保持液态，同时具有比水更高的高导热率和流动性，所以换热效率更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，包括高压气瓶（1）和除盐水箱（7），其特征在于：所述高压气瓶（1）连接有液态金属储罐（2），所述液态金属储罐（2）连接有热管热换器（4），所述热管热换器（4）连接有蒸汽发生器（5），所述蒸汽发生器（5）连接有电磁泵（3）和蓄热器（8），所述电磁泵（3）连接有热管热换器（4），所述除盐水箱（7）连接有给水泵（6），所述给水泵（6）连接有蒸汽发生器（5）。2.根据权利要求1所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述热管换热器（4）为并列的多个所述换热管（403）组合而成的管束。3.根据权利要求2所述的一种新型焦炉煤气上升管余热回收系统，其特征在于：所述换热管（403）的管壁设置有中空层（404），所述换热管（403）的内部盘有热管（405），所述热管（405）两端设置有进液口（401）和出液口（406），所述换热管（403）中部自下而上流通有荒煤气。4.根据权利要求3所述的一种新型焦炉煤气上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢奕，万光辉，苏伟，张杰文，苏福永，高晓莎，陆云生，万光耀，万星呈，
申请(专利权)人：中合万嘉北京建设有限公司，
类型：发明
国别省市：