焦爐煤氣余熱回收系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種焦爐煤氣余熱回收系統，包括分體式熱管，該分體式熱管包括蒸發器裝置和冷凝器。蒸發器裝置包括由焦爐導氣管路構成的受熱面域，冷凝器包括汽包和設于汽包內的冷凝管道，冷凝管道的入口端通過氣體工質管路與蒸發器裝置的工質出口連通，冷凝管道的出口端通過液體工質管路與蒸發器裝置的工質入口連通；受熱面域內設有填充腔，填充腔內設有相變材料層。本實用新型專利技術通過將焦爐導氣管路（上升管、橋管）改造成分體式熱管的蒸發器，通過該分體式熱管回收焦爐煤氣余熱；通過在受熱面域內設置相變材料層，可避免對余熱回收裝置產生周期性的熱沖擊而造成設備損壞，從而有效提高余熱回收效果以及生產的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及焦爐煤氣顯熱回收技術，具體涉及一種焦爐煤氣余熱回收系統。
技術介紹
焦爐是將煉焦煤隔絕空氣加熱而干餾產生焦炭的大型爐窯，煉焦過程中同時要產生大量的焦爐煤氣以及用來加熱而燃盡排出的焦爐煙道氣，在焦爐輸出的熱量中，焦爐煤氣顯熱約占36%，出爐紅焦顯熱約占37%，焦爐煙道氣帶走熱量約占17%，爐體表面散熱約占10%。焦爐產生的焦爐煤氣經過炭化室頂部上升管、橋管匯入集氣管，通常在橋管處噴入氨水將650~700°C左右的焦爐煤氣冷卻到84°C，不僅浪費了大量焦爐煤氣顯熱，也增加了氨水處理量。國內外學者對于焦爐煤氣顯熱的回收經過多年的研宄但尚未取得成功，其中一個原因是在煉焦過程中煤氣溫度在700°C左右，而在出焦、裝煤過程中上升管、橋管的溫度驟降，對余熱回收裝置產生周期性的熱沖擊而導致損壞，甚至導致生產事故。因此有必要設計一種焦爐煤氣余熱回收系統，以克服上述問題。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種焦爐煤氣余熱回收系統，實現焦爐煤氣余熱回收的同時避免煉焦過程周期性的熱沖擊對余熱回收裝置的損壞。本技術是這樣實現的:本技術提供一種焦爐煤氣余熱回收系統，所述焦爐煤氣由焦爐產生，所述焦爐包括多個炭化室，每個所述炭化室連接有焦爐導氣管路。所述余熱回收系統包括分體式熱管，所述分體式熱管包括蒸發器裝置和冷凝器；所述蒸發器裝置包括由焦爐導氣管路構成的受熱面域，所述冷凝器包括汽包和設于所述汽包內的冷凝管道，所述冷凝管道的入口端通過氣體工質管路與所述蒸發器裝置的工質出口連通，所述冷凝管道的出口端通過液體工質管路與所述蒸發器裝置的工質入口連通；所述受熱面域內設有填充腔，所述填充腔內設有相變材料層。進一步地，沿所述焦爐導氣管路內煤氣流通的方向，所述填充腔分為多層腔室，每層腔室內鋪設有相變材料；沿所述焦爐導氣管路內煤氣流通的方向，所述相變材料的固液相變溫度依次降低。進一步地，所述汽包的位置高于所述蒸發器裝置的位置。進一步地，所述焦爐導氣管路為上升管、橋管的至少一種。進一步地，所述焦爐導氣管路包括上升管和橋管，所述上升管與所述炭化室連通，所述橋管與所述上升管連通；所述蒸發器裝置包括由上升管構成內壁的上升管蒸發器和由橋管構成內壁的橋管蒸發器，所述上升管蒸發器和所述橋管蒸發器的工質出口分別與所述氣體工質管路連通，所述上升管蒸發器和所述橋管蒸發器的工質入口分別與所述液體工質管路連通；所述上升管蒸發器內壁內的相變材料的固液相變溫度高于所述橋管蒸發器內壁內的相變材料的固液相變溫度。進一步地，每個所述炭化室連接有一所述上升管蒸發器和一所述橋管蒸發器；所述余熱回收系統還包括集氣管和液體工質分配管，各所述上升管蒸發器和各所述橋管蒸發器的工質出口分別與所述集氣管的入口端連通，所述集氣管的出口端與所述氣體工質管路連通；各所述上升管蒸發器和各所述橋管蒸發器的工質入口分別與所述液體工質分配管的出口端連通，所述液體工質分配管的入口端與所述液體工質管路連通。進一步地，所述上升管蒸發器和所述橋管蒸發器均包括環形毛細芯、環形液態工質儲槽和環形補償器；對應蒸發器的內壁、環形毛細芯、環形液態工質儲槽和環形補償器由內至外依次同軸設置，所述環形毛細芯與所述內壁之間設有多條蒸汽槽道，所述蒸汽槽道與所述內壁平行；所述蒸汽槽道為梯形槽道，自所述內壁至所述環形毛細芯的方向，所述蒸汽槽道的寬度逐漸增大。進一步地，所述汽包包括汽水分離網、排汽管和補水管，所述汽水分離網設于所述汽包內上部，所述排汽管設于所述汽包頂部且連接有蒸汽管網。本技術具有以下有益效果:通過將焦爐導氣管路(上升管、橋管)改造成分體式熱管的蒸發器，通過該分體式熱管回收焦爐煤氣余熱；通過在蒸發器內壁內設置相變材料層，相變材料在煉焦過程中煤氣溫度較高時蓄熱，而在出焦、裝煤等過程中上升管、橋管的溫度驟降時放熱，可避免對余熱回收裝置產生周期性的熱沖擊而造成設備損壞，從而有效提高余熱回收效果以及生產的穩定性。本技術的進一步有益效果是:沿煤氣流通的方向，設置相變材料的固液相變溫度依次降低，可適應煤氣溫度逐漸降低的情況，利于煤氣余熱的回收。本技術的進一步有益效果是:設置汽包的位置高于蒸發器的位置，保證蒸發器內始終儲存有液態工質，避免高熱流密度下蒸發器燒干，保證該余熱回收系統運行的穩定性。本技術的進一步有益效果是:通過將蒸汽槽道設置為梯形槽道，使得蒸發器內液態工質更易于汽化，提高余熱回收效率。【附圖說明】為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本技術實施例提供的焦爐煤氣余熱回收系統的結構示意圖；圖2為圖1沿A-A的剖視示意圖(蒸汽槽道為矩形槽道)；圖3為圖1沿A-A的剖視示意圖(蒸汽槽道為梯形槽道)。【具體實施方式】下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本技術保護的范圍。如圖1，本技術實施例提供一種焦爐煤氣余熱回收系統，所述焦爐煤氣由焦爐產生，所述焦爐包括多個炭化室，每個所述炭化室連接有焦爐導氣管路。所述余熱回收系統包括分體式熱管，所述分體式熱管包括蒸發器裝置和冷凝器；所述蒸發器裝置包括由焦爐導氣管路構成的受熱面域，所述冷凝器包括汽包11和設于所述汽包11內的冷凝管道，所述冷凝管道的入口端通過氣體工質管路9與所述蒸發器裝置的工質出口連通，所述冷凝管道的出口端通過液體工質管路10與所述蒸發器裝置的工質入口連通。所述受熱面域內設有填充腔，所述填充腔內設有相變材料層。即通過由焦爐導氣管路構成的受熱面域吸收焦爐煤氣的余熱，進而對蒸發器裝置內的工質進行傳熱。其中，焦爐導氣管路為上升管、橋管的至少一種，即可以將上升管或橋管改造成蒸發器，或者將二者均改造成蒸發器；本實施例中優選為將上升管和橋管均改造成蒸發器。即:所述焦爐導氣管路包括上升管和橋管，所述上升管與所述炭化室連通，所述橋管與所述上升管連通；所述蒸發器裝置包括由上升管構成內壁的上升管蒸發器和由橋管構成內壁的橋管蒸發器，所述上升管蒸發器和所述橋管蒸發器的工質出口分別與所述氣體工質管路9連通，所述上升管蒸發器和所述橋管蒸發器的工質入口分別與所述液體工質管路10連通。所述上升管蒸發器內壁6內的相變材料5的固液相變溫度高于所述橋管蒸發器內壁6內的相變材料5的固液相變溫度；由于焦爐煤氣的流通方向為炭化室-上升管-橋管，在蒸發器的吸熱作用下，焦爐煤氣的溫度逐漸降低，因此設置橋管蒸發器內壁6內的相變材料5的固液相變溫度低于蒸發器內的相變材料5的固液相變溫度，可適應焦爐煤氣溫度逐漸降低的情況，從而利于焦爐煤氣余熱的回收。進一步地，每個所述炭化室連接有一所述上升管蒸發器和一所述橋管蒸發器；所述余熱回收系統還包括集氣管7和液體工質分配管8，各所述上升管蒸發器和各所述橋管蒸發器的工質出口分別與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焦爐煤氣余熱回收系統，所述焦爐煤氣由焦爐產生，所述焦爐包括多個炭化室，每個所述炭化室連接有焦爐導氣管路，其特征在于：所述余熱回收系統包括分體式熱管，所述分體式熱管包括蒸發器裝置和冷凝器；所述蒸發器裝置包括由焦爐導氣管路構成的受熱面域，所述冷凝器包括汽包和設于所述汽包內的冷凝管道，所述冷凝管道的入口端通過氣體工質管路與所述蒸發器裝置的工質出口連通，所述冷凝管道的出口端通過液體工質管路與所述蒸發器裝置的工質入口連通；所述受熱面域內設有填充腔，所述填充腔內設有相變材料層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：施萬玲，蓋東興，
申請(專利權)人：中冶南方工程技術有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42