一种荒煤气余热回收换热器制造技术

本发明专利技术属于换热设备技术领域，具体是涉及到一种荒煤气余热回收换热器，包括：内筒，所述内筒两端贯通，用于流通荒煤气；中间筒，所述中间筒设置在内筒外侧，所述中间筒内壁与所述内筒外壁形成中间导热腔，所述中间导热腔内填充有导热填充物；外筒，所述外筒设置在中间筒外侧，所述外筒内壁与所述中间筒外壁形成外侧换热腔，所述外侧换热腔用于流通换热介质；所述导热填充物在所述中间导热腔内的填充深度与内筒的长度之比为0.55

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气余热回收换热器


[0001]本专利技术属于换热设备
，具体是涉及到一种荒煤气余热回收换热器。

技术介绍

[0002]在余热回收过程中，当焦炉荒煤气温度下降到一定程度时，荒煤气中的焦油蒸汽就会在换热壁面冷凝析出，黏附在换热壁面形成焦油粘附层，影响传热系数。荒煤气中冷却温度越低，冷凝在传热壁面的焦油量就会越多，对传热系数影响越大。相关试验研究表明，荒煤气中重质焦油成分的冷凝开始温度(冷凝点)，在常压下为400～500℃。当温度低于450℃时，煤焦油蒸汽会发生冷凝，凝结在上升管内壁上，换热器换热效率下降甚至失去换热效果；当温度高于900℃时，荒煤气中的碳氢化合物又会在高温下析出，积碳而生成石墨，因此，荒煤气中焦油蒸汽的结焦问题，严重阻碍荒煤气余热回收利用。另外，目前现有的荒煤气余热回收换热器(亦即上升管换热器)中，上升管破裂损坏的几率远高于换热器内的其它零部件，这会造成液态介质漏入碳化室，引发安全事故。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种同时解决荒煤气中焦油蒸汽的结焦、内筒使用寿命短问题的荒煤气余热回收换热器。
[0004]本专利技术提供一种荒煤气余热回收换热器，包括：内筒，所述内筒两端贯通，用于流通荒煤气；中间筒，所述中间筒设置在内筒外侧，所述中间筒内壁与所述内筒外壁形成中间导热腔，所述中间导热腔内填充有导热填充物；外筒，所述外筒设置在中间筒外侧，所述外筒内壁与所述中间筒外壁形成外侧换热腔，所述外侧换热腔用于流通换热介质；所述导热填充物在所述中间导热腔内的填充深度与内筒的长度之比为0.55
‑
0.85。
[0005]更进一步地，所述导热填充物包括导热蓄热粉末和多个导热蓄热体，所述导热蓄热粉末填充在多个导热蓄热体之间的空隙内。
[0006]更进一步地，所述导热蓄热体的形状为颗粒状、片状或带状中的一种或多种。
[0007]更进一步地，所述内筒、中间筒和外筒轴线铅垂设置，所述导热填充物填充在中间导热腔的中下部。
[0008]更进一步地，所述中间导热腔底部设置有连通至外筒外侧的漏液排放通道。
[0009]更进一步地，在所述中间导热腔上设置有单向阀，所述单向阀的开启压力根据所述内筒内的压力酌情设定，以减小所述内筒的内外压力差。
[0010]更进一步地，所述外筒下端设置有连通外侧换热腔的进液通道，所述外筒上端设置有连通外侧换热腔的出液通道，所述换热介质流通方向与荒煤气流通方向一致。
[0011]更进一步地，所述内筒内壁处设置有边界层流体旋转扰流件。
[0012]更进一步地，所述外筒外侧还设置有保温层，所述保温层外侧还设置有防护层。
[0013]本专利技术还包括连接内筒上端外侧的上法兰和连接内筒下端外侧的下法兰，所述中间筒内壁、内筒外壁、上法兰和下法兰围合形成所述中间导热腔，所述外筒内壁、中间筒外
壁、上法兰和下法兰围合形成所述外侧换热腔。
[0014]更进一步地，所述内筒、中间筒和外筒中设置有膨胀节。
[0015]本专利技术的有益效果是，本专利技术内筒为用于流通荒煤气的结构件，通过在内筒外侧设置限定填充深度的导热填充物。以导热填充物在中间导热腔内的填充深度与内筒的长度优选比值0.7为例，即内筒的长度为H，导热填充物的填充深度为0.7H。一方面，流过内筒的荒煤气会先经过所述内筒进口处0.7H高度范围内，高温荒煤气依次经由内筒筒体、导热填充物、中间筒筒体传给外侧换热腔内的换热介质，荒煤气将大部分热量传递给换热介质。此时，中间筒筒体具有较高温度。随之，经过热交换后的荒煤气经过内筒上部0.3H部分，此处中间导热腔上部0.3H高度范围内的导热介质为空气，而空气的热阻比导热填充物的热阻大得多，在所述内筒出口处0.3H高度范围内，荒煤气依次经由内筒筒体、空气、中间筒筒体传给外侧换热腔内的换热介质，因为中间存在空气，所传递的热量少，此处的荒煤气经过换热后温度降低幅度较小，因而，内筒出口处0.3H高度范围内的荒煤气温度和此处内筒内壁的温度同样可以具有较高温度。以此，可以减少内筒内壁整个长度范围内的焦油粘附，以保证换热器的传热效率和荒煤气余热回收的效果。
[0016]另一方面，荒煤气在内筒内的压力在150Pa左右，本申请可以通过调节中间导热腔内的压力，使内筒承受的内外压力差减小，由于内筒的壁厚与其承受的内外压力差正相关，所以内筒的壁厚可大幅度减小，同时，热应力近似与内筒的壁厚成正比，减小壁厚可使内筒内的总应力降低，因此内筒筒体内的热应力也可大幅度降低，从而可以大幅度减缓内筒的腐蚀疲劳，延长内筒的使用寿命。另外，由于内筒的壁厚可大幅度减小，内筒的高温耐腐蚀合金的消耗量也可大量减少，进而降低建造费用。
[0017]本专利技术将常规荒煤气余热回收换热器中成本较高，易损坏的内筒通过上述结构改进，在降低成本的同时提高了使用寿命，且同时保证换热器的传热效率和荒煤气余热回收的效果。
附图说明
[0018]附图1为本专利技术的结构示意图。
[0019]在图中，1
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内筒；2
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导热填充物；3
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中间筒；4
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外筒；5
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保温层；6
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防护层；7
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上法兰；8
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下法兰；9
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进液通道；10
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出液通道；11
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漏液排放通道；12
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膨胀节；13
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边界层流体旋转扰流件；14
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荒煤气进口；15
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荒煤气出口。
具体实施方式
[0020]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的一部分实施例，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作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。
[0021]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0022]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为
指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0023]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气余热回收换热器，其特征是，包括：内筒(1)，所述内筒(1)两端贯通，用于流通荒煤气；中间筒(3)，所述中间筒(3)设置在内筒(1)外侧，所述中间筒(3)内壁与所述内筒(1)外壁形成中间导热腔，所述中间导热腔内填充有导热填充物(2)；外筒(4)，所述外筒(4)设置在中间筒(3)外侧，所述外筒(4)内壁与所述中间筒(3)外壁形成外侧换热腔，所述外侧换热腔用于流通换热介质；所述导热填充物(2)在所述中间导热腔内的填充深度与内筒(1)的长度之比为0.55
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0.85。2.如权利要求1所述的荒煤气余热回收换热器，其特征是，所述导热填充物(2)包括导热蓄热粉末和多个导热蓄热体，所述导热蓄热粉末填充在多个导热蓄热体之间的空隙内。3.如权利要求2所述的荒煤气余热回收换热器，其特征是，所述导热蓄热体的形状为颗粒状、片状或带状中的一种或多种。4.如权利要求1所述的荒煤气余热回收换热器，其特征是，所述内筒(1)、中间筒(3)和外筒(4)轴线铅垂设置，所述导热填充物(2)填充在中间导热腔的中下部。5.如权利要求4的荒煤气余热回收换热器，其特征是，所述中间导热腔底部设置有连通至外筒(4)外侧的漏液排放通道(11)。6.如权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：贺运初，刘黎明，洪俊逸，龚京忠，胡婷，
申请(专利权)人：湖南九九智能环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：