一种焦化厂烟气余热回收装置
技术领域
本实用新型涉及余热回收技术领域，具体涉及一种焦化厂烟气余热回收装置。
背景技术
近年来，由于我国不断提高环保力度，以煤为主的传统燃料不再被允许直接燃烧。因此我国的主要产煤区配备了大量的煤焦化厂，利用煤提取焦炭，成为一种燃烧时较为环保的燃料供市场使用，而提炼焦炭时产生的污染产物被集中处理，减少了对环境的影响，但同时也有部分能源浪费，例如尾气的直接排放就会造成较大量的热能浪费。因此，回收这些尾气中的热能，不但可以大大节约能源，而且还可以减少热辐射产生的热污染对环境造成的不良影响。
由于提炼焦炭时产生的烟气为中温烟气，其中含有一定量SO2等含硫物质，传统的余热锅炉材料都是用普通碳钢制造而成的，而且余热锅炉尾部受热面区的烟气和管壁温度较低，当烟气降到一定温度时，会达到酸露点以下，此时含硫物质会溶解在露水中，变成硫酸，与碳钢发生电化学反应，产生腐蚀，最终导致余热锅炉的安全事故。
实用新型内容
针对现有技术不足，本实用新型提供了一种可安全、稳定运行的回收炼焦尾气中能源的余热回收装置。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：一种焦化厂烟气余热回收装置，包括锅筒和J字形的换热锅炉，所述的换热锅炉内部为烟气通道，换热锅炉在烟气通道上设置有换热装置，换热装置包括依烟气流通方向依次设置的一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器；所述的一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器内均设置有换热管结构，所述的省煤器和节能器的换热管均采用径向管热管结构；所述一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器换热管内通入热载体水并通过一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器的受热面在烟气通道内与烟气进行热交换。
进一步地，所述换热装置依热载体水的流通方向的连接结构为：省煤器的导出端与上部锅筒连通，锅筒与三级蒸发器导入端连通，三级蒸发器的导出端与二级蒸发器导入端连通，二级蒸发器的导出端与一级蒸发器导入端连通，一级蒸发器的导出端锅筒连通；换热装置的给水先通过省煤器导入端进入省煤器预热，然后通过省煤器导出端导入锅筒，所述锅筒通过下降管将引入的水通过三级蒸发器导入端导入三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器中吸热，产生汽水混合物，通过一级蒸发器的导出端打入件锅筒内进行汽水分离，分离出来的水再由件下降管送到三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器中，实现循环；节能器设置在烟气通道末端，独立运行回收烟气通道末端低温烟气余热。
进一步地，所述的换热锅炉为立式结构，J字形的换热锅炉顶部设置烟气进口、尾部设置烟气出口，烟气流通方向为从上至下，锅筒设置在换热锅炉上部。
进一步地，所述的一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器均为模块式结构，三级蒸发器和省煤器之间通过模块式结构的连接烟道和下烟室连通，模块式结构的一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、连接烟道、下烟室、省煤器和节能器组成烟气通道，模块式结构便于安装，而且刚性和密封性良好。
进一步地，所述的一级蒸发器、二级蒸发器、三级蒸发器、省煤器和节能器的受热面均采用扩展受热面结构。
进一步地，所述的径向管热管结构包括外部管、内部管，外部管和内部管之间为介质空间，内部管内部通入工质水，外部管的外部为烟气通道。
与现有技术相比，本实用新型具备的优点为：本实用新型的余热回收装置可以实现提炼焦炭时产生的含硫中温烟气中热能的回收，提高能源利用，同时排放达到节能环保要求；本实用新型的换热结构中，处于烟温较低的烟气通道末端的省煤器和节能器换热结构均采用径向管热管结构，避免了热交换管的腐蚀，使用安全性高；本实用新型的换热装置采用省煤器预热并结合三级蒸发器的蒸发换热结构，实现烟气的高效换热；本实用新型的余热回收装置热回收效率高，并且操作简单，维护方便，性能稳定，可以确保长期、可靠、高效、经济运行。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型侧视结构示意图；
图3为径向管热管结构的断面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1、2所示的一种焦化厂烟气余热回收装置，包括锅筒1和J字形的换热锅炉2，所述的换热锅炉2内部为烟气通道，换热锅炉2在烟气通道上设置有换热装置，换热装置包括依烟气流通方向依次设置的一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、省煤器24和节能器25，一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、省煤器24和节能器25内通入热载体水并通过一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、省煤器24和节能器25的受热面在烟气通道内与烟气进行热交换。一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23用于回收炼焦中温烟气余热产生饱和蒸汽；热管省煤器24用于回收低温烟气余热，把常温冷水预热变成热水通过锅筒1送到蒸发器，提高余热锅炉蒸发量，常压热管节能器25用于回收烟气通道末端低低温烟气余热，把烟气温度降到120度左右，达到烟气环保处理工艺所要求的温度范围。
进一步地，所述换热装置依热载体水的流通方向的连接结构为：省煤器24的导出端与上部锅筒1连通，锅筒1与三级蒸发器23导入端连通，三级蒸发器23的导出端与二级蒸发器22导入端连通，二级蒸发器22的导出端与一级蒸发器21导入端连通，一级蒸发器21的导出端锅筒1连通；换热装置的给水先通过省煤器24导入端进入省煤器24预热，把常温水加热到接近饱和温度时，通过省煤器24导出端导入锅筒1，所述锅筒1通过下降管将引入的水通过三级蒸发器23导入端导入三级蒸发器23、二级蒸发器22、一级蒸发器21中吸热，产生汽水混合物，通过一蒸发器的导出端打入件锅筒1内进行汽水分离，分离出的蒸汽送出供生产使用，分离出来的水再由件下降管送到三级蒸发器23、二级蒸发器22、一级蒸发器21中，实现循环，不断产生蒸汽；节能器25设置在烟气通道末端，独立运行回收烟气通道末端低温烟气余热。其中锅炉给水由给水泵强制打入节能器和省煤器，把冷水逐级加热后打入锅筒。3级蒸发器的给水由锅筒下降管分配到各级蒸发器的进水集箱，经受热蒸发后，汽水混合物的密度小于水，靠密度差产生动力，把汽水混合物汇集到各级蒸发器的出口集箱，再由出口集箱上的联通管引入锅筒进行汽水分离。
进一步地，所述的换热锅炉2为立式结构，J字形的换热锅炉2顶部设置烟气进口3、尾部设置烟气出口4，烟气流通方向为从上至下，锅筒1设置在换热锅炉2上部。炼焦废气由烟气出口4进入锅炉，依次通过一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、连接烟道、下烟室、热管省煤器24和常压热管节能器25，烟气在上述各级受热面中换热降温，最后以较低温度排入大气。
进一步地，所述的一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、省煤器24和节能器25均为模块式结构，三级蒸发器23和省煤器24之间通过模块式结构的连接烟道26和下烟室27连通，模块式结构的一级蒸发器21、二级蒸发器22、三级蒸发器23、连接烟道26、下烟室27、省煤器24和节能器25组成烟气通道，模块式结构便于安装，而且刚性和密封性良好，良好的密封性有效的防止了外部冷空气向炉内的漏风，提高锅炉的热回收率。
进一步地，所述的省煤器24和节能器25均采用径向管热管结构，径向管热管在烟气通道内排布为与烟气流通方向垂直即水平设置。
进一步地，如图3所示，所述的径向管热管结构包括外部管201、内部管202，外部管201和内部管202之间为介质空间20，介质空间20包括上部的介质气空间203和下部的介质液空间204，内部管内部通入工质水205，外部管201的外部为烟气通道。
径向热管的换热属于超导换热，其特性是作为与烟气接触的受热面的外部管201金属壁温基本与烟气温度接近，它与工质水205侧接触的内部管202中间有一个真空夹套，热量的传递方式为烟气→外部管201→介质20→内部管202→工质(水)205，图3中所示的箭头为烟气流通方向。因此即使内部管202中水的温度很低也不会与烟气接触而损坏，而与烟气接触的外部管201的金属壁温与烟气相近，还没有达到酸露点温度，也不会损坏。外部管201与内部管202之间的换热是通过介质的相变换热来实现的，其热阻极小。
余热回收装置即余热锅炉换热装置所有受热面均采用扩展受热面结构，此结构大大提高了单位体积内的换热面积，有效降低了排烟温度，使锅炉整体体积大大缩小，并实现模块化。
本实用新型的结构还包括钢架5用于支撑各级受热面设备重量，平台扶梯6用于司炉人员可以走到余热回收装置各个部位进行巡视检查操作。目前该余热回收装置经连续运行1年，节能效果明显，未发生腐蚀现象。
