换热装置

摘要

本发明提供一种换热装置，可应用于焦炉上升管荒煤气显热回收系统中。该换热装置包括：内管，形成热媒通道；夹套，位于所述内管外；多个喷射管，布置于所述内管与所述夹套形成的换热空间内，所述喷射管侧壁上设置有喷射孔；进水口，述多个喷射管连通；以及出气口，所述换热空间连通。本发明的换热装置具有换热效率高，可解决或减轻管内容易产生石墨积存和焦油凝结问题的特点。

权利要求

1.一种换热装置，包括：

内管，形成热媒通道；

夹套，位于所述内管外；

多个喷射管，布置于所述内管与所述夹套形成的换热空间内，所述喷射管侧壁上设置有喷射孔；

进水口，与所述多个喷射管连通；以及

出气口，所述换热空间连通。

2.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于，还包括保温套，设置于所述夹套外。

3.如权利要求2所述的换热装置，其特征在于，在所述保温套与所述夹套之间填充有隔热材料。

4.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于，还包括上法兰和下法兰，所述上法兰设置于所述内管上端；所述下法兰设置于所述内管下端。

5.如权利要求2或3或4所述的换热装置，其特征在于，所述喷射管轴向地设置于所述换热空间中。

6.如权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述喷射管均匀地设置于所述换热空间中。

7.如权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述喷射管的位置靠近所述夹套或与所述夹套相接触。

8.如权利要求5所述的换热装置，其特征在于：在换热空间的下部形成进水室，所述进水室与所述喷射管的底部相连通，在所述夹套上设置进水口，以向所述进水室和所述喷射管供水；

在所述换热空间的上部形成出气室，所述出气室与所述换热空间相连通，在所述夹套上设置有出气口，以排出所述换热空间内产生的蒸汽。

9.如权利要求5所述的换热装置，其特征在于，在所述内管内设置有扰流装置。

10.如权利要求9所述的换热装置，其特征在于，在所述内管内壁上涂覆有蓝宝石保护层。

说明书

换热装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种换热装置，尤其涉及焦化生产热能综合利用领域，该换热装置可应用于焦炉上升管荒煤气显热回收系统。

背景技术

[0002] 焦炉在炼焦过程中，炭化室会产出大量的荒煤气，荒煤气的温度可达650-800℃。在一个结焦周期内，单孔炭化室产出的荒煤气近10000立方米，因此，其中包含的热量巨大。
由于后续焦化工艺处理的要求，荒煤气的温度不能太高，必须降到85℃以下，传统工艺采用喷氨水急冷的方式冷却高温荒煤气。这种工艺流程不仅消耗了大量的氨水、水资源和电力，也浪费了荒煤气中的显热。因此，如何降低荒煤气的温度，充分利用其中包含的显热，成为非常急迫和重要的课题。

[0003] 目前市场上已有使用上升管换热装置等技术方案来解决这一问题，但仍存在以下问题：1、由于换热装置结构不合理，造成目前的换热装置的换热效率仍不够理想；2、上升管内部中心与管壁间温度不均匀，造成上升管内，尤其是下部仍然容易产生石墨积存和焦油凝结问题。

发明内容

[0004] 因此，本发明的目的在于提供一种高效的换热装置，能有效地提高换热效果；

[0005] 本发明的另一目的在于一种换热装置，能解决或减轻管内容易产生石墨积存和焦油凝结问题。

[0006] 根据上述目的，本发明的换热装置包括：

[0007] 内管，形成热媒通道；

[0008] 夹套，位于所述内管外；

[0009] 多个喷射管，布置于所述内管与所述夹套形成的换热空间内，所述喷射管侧壁上设置有喷射孔；

[0010] 进水口，与所述多个喷射管连通；以及

[0011] 出气口，所述换热空间连通。

[0012] 在上述的换热装置中，还包括保温套，设置于所述夹套外。

[0013] 在上述的换热装置中，在所述保温套与所述夹套之间填充有隔热材料。

[0014] 在所述的换热装置中，还包括上法兰和下法兰，所述上法兰设置于所述内管上端；所述下法兰设置于所述内管下端。

[0015] 在上述的换热装置中，所述喷射管轴向地设置于所述换热空间中。

[0016] 在上述的换热装置中，所述喷射管均匀地设置于所述换热空间中。

[0017] 在上述的换热装置中，所述喷射管的位置靠近所述夹套或与所述夹套相接触。

[0018] 在上述的换热装置中，在换热空间的下部形成进水室，所述进水室与所述喷射管的底部相连通，在所述夹套上设置进水口，以向所述进水室和所述喷射管供水；

[0019] 在所述换热空间的上部形成出气室，所述出气室与所述换热空间相连通，在所述夹套上设置有出气口，以排出所述换热空间内产生的蒸汽。

[0020] 在上述的换热装置中，在所述内管内设置有扰流装置。

[0021] 在上述的换热装置中，在所述内管内壁上涂覆有蓝宝石保护层。

附图说明

[0022] 图1是本发明的换热装置的外部结构示意图；

[0023] 图2是本发明的换热装置的局部剖视图；

[0024] 图3是本发明的换热装置中夹套结构的截面示意图。

具体实施方式

[0025] 图1示出了本发明的换热装置的外部结构示意图如图1所示，图2示出了本发明的换热装置的局部剖视图，图3示出了本发明的换热装置中夹套结构的截面示意图。下面将结合图1、图2和图3详细描述本发明换热装置的具体实施例。

[0026] 本发明的换热装置包括内管3和夹套4。夹套4套在内管3外，使夹套4与内管3之间形成一换热空间10。在换热空间10内，设置有多个喷射管5。喷射管5的侧壁上开设有喷射孔5A，喷射孔5A的数量可以根据需要确定。较佳地，在如图2所示的实施例中，喷射管5轴向地设置于所述换热空间10中，且喷射管5之间的距离均匀设置，喷射管5的位置靠近夹套或与夹套4相接触。

[0027] 当然，应当理解，图2所示的结构仅为本发明喷射管5的一个较佳实施例。本发明并不受此具体结构的限制。在其它实施例中，喷射管5也可以是呈环状地设置换热空间10内，也可以以螺旋方式盘绕于换热空间10内。

[0028] 在换热空间10的下部利用内管3和夹套4形成进水室11，进水室11与喷射管5的底部相连通。在夹套4上设置进水口6，用于向进水室11和喷射管5供水。在换热空间10的上部利用内管3和夹套4形成出气室12，出气室12与换热空间10相连通。在夹套4上设置有出气口8，供换热空间10内产生的蒸汽排出。

[0029] 如上所述的换热装置其工作原理如下：换热装置的下端与焦炉的炭化室相连，作为焦炉的上升管。炭化室产生的荒煤气从换热装置的下端进入内管3内。同时，通过进水口6向进水室11和喷射管5提供水源。进入喷射管5的水从喷射管5的喷射孔5A喷出，在换热空间10内形成细小的水珠或水雾(图2中的箭头表示水珠或水雾的喷射方向)。换热空间10内的水珠和水雾与内管3内的高温荒煤气进行换热，水珠和水雾汽化成水蒸汽，而荒煤气的温度不断下降。产生的水蒸汽从通过出气室12和出气口8排出，供后续设备处理利用。降温后的荒煤气从内管3的上端排出。

[0030] 如上所述，在本发明中，在换热空间10中水以细小的水珠和水雾的形式与荒煤气进行热交换，因此，交换效率得到极大的提高。

[0031] 在本发明另一个实施例中，为解决上升管容易产生石墨积存和焦油凝结的问题，如图1和图3所示，本发明的换热装置还可以包括一个扰流装置9。该扰流装置9可以安装在内管3的上部，也可以安装在内管3的其它位置上。扰流装置9的作用是通过扰动内管3内的荒煤气，使内管3内部中心与管壁间的温度保持均匀，从而防止石墨积存和焦油凝结现象的产生。在本实施例中，扰流装置9可以采用带叶片结构的鼓风部件，也可以采用其它能使气体产生扰动的部件。

[0032] 在本发明的再一个实施例中，换热装置还可以包括保温套13，保温套13设置于夹套4外，根据需要保温套13与夹套4之间，可以填充隔热材料。在内管3的内壁上可以涂覆蓝宝石(三氧化二铝或氧化铝)保护层2。另外，在换热装置中，还包括上法兰1和下法兰7，上法兰1设置于内管3上端；下法兰7设置于内管3下端。