CN115979010A - 石油焦罐式煅烧炉余热利用*** - Google Patents

Abstract

本发明属于锻后焦生产应用技术领域，尤其涉及一种石油焦罐式煅烧炉余热利用***。包括依次设置在石油焦罐式煅烧炉下方的蒸汽发生器、极冷水套以及排料装置，其中，所述蒸汽发生器和极冷水套均包括竖直设置的换热管，所述换热管间隔设置且围成方形设置，所述排料装置包括装置本体以及转动设置在装置本体内的转轴，所述转轴上间隔设置有隔料板，所述隔料板沿转轴轴向设置，处于转轴轴向平行的换热管的管壁上设置有换热翅片，本发明利用排料装置的旋转时产生的高度差作为清理杆上下活动的动力，使换热翅片之间缝隙得到清理，进而解决了多换热翅片所导致的换热效果降低的技术问题。

Description

石油焦罐式煅烧炉余热利用***

技术领域

本发明属于锻后焦生产应用技术领域，尤其涉及一种石油焦罐式煅烧炉余热利用***。

背景技术

石油焦通过高温(1350℃左右)煅烧去除其挥发成分，经完全炭化后形成煅烧石油焦(又称锻后焦)。锻后焦广泛应用于生产铝电解阳极、炼钢用石墨电极、增碳剂、工业硅及其他炭制品，是重要的基础原材料。

目前，锻后焦多采用罐式煅烧炉生产。罐式煅烧工艺有两种余热可供利用高温烟气余热以及高温锻后焦余热，具体的说，罐式煅烧炉煅烧时，石油焦由炉顶加料装置加入罐内，在由上而下的移动过程中，逐渐被位于料罐两侧的火道加热。燃料在火道中燃烧产生的热量是通过火道壁间接传给石油焦的。当石油焦的温度达到350～600℃时，其中的挥发成份大量释放出来。通过挥发成份道汇集并送入火道燃烧。挥发成份的燃烧是罐式煅烧炉的又一个热量来源。石油焦经过1350℃左右的高温，完成一系列的物理化学变化后，从料罐底部进入水套冷却，最后由排料装置排出炉外。完成了热交换的废烟气送入余热锅炉，利用其余热生产蒸汽，或送人换热室预热供燃料和挥发成份燃烧的空气。

罐式煅烧炉底板出口的煅后焦的温度在1000℃左右，其携带的余热约占整个煅烧工艺总能的三分之一左右，具有很高的利用价值，另外，高温锻后焦排料前需要进行密闭均匀冷却，避免排料时发生氧化燃烧反应，为此，为了有效利用锻后焦从罐式煅烧炉底板出口到排料装置这段过程的余热，人们一般在罐式煅烧炉底板下方依次设置蒸汽发生器、极冷水套以及排料装置，利用蒸汽发生器的换热来产生蒸汽来做其他工作，利用极冷水套的换热产生热水，用于清洗或生活用水，这样，就使余热得到再利用，其中，蒸汽发生器的结构如国家知识产权局所公开的一种煅烧焦料斗蒸汽发生器{专利号：CN201921700228.6}，包括上法兰、下法兰、上集箱、多组换热管和下集箱，所述上集箱包括四组第一90度弯头(6)和四组第一直管，所述下集箱包括四组第二90度弯头和四组第二直管，所述四组第一90度弯头和四组第一直管焊接成方形环状，所述四组第二90度弯头和四组第二直管焊接成方形环状，所述上集箱的底端设置有多组均匀设置的第一安装孔，所述多组换热管的顶端和底端端部均为直管段，所述下集箱的顶端设置有多组均匀设置的第二安装孔，所述多组换热管的顶端分别自上集箱的底端***至第一安装孔内，所述多组换热管的顶端均与上集箱固定焊接，所述多组换热管的底端均与下集箱固定焊接，所述多组换热管与上集箱和下集箱内部均连通，所述多组换热管围绕成长方体形笼状体，所述长方体形笼状体的前端和后端自下而上成渐缩状，所述长方体形笼状体的左端和右端自下而上成渐括状，所述上法兰的底端与上集箱的顶端固定焊接，所述下法兰(2)的顶端与下集箱的顶端固定焊接。

上述结构有效实现了对锻后焦的换热，实现氢气的产生，但现有的结构也有一个特点，就是在换热管上设置少量或不设置换热翅片，这是由于部分锻后焦内还含有一定的挥发成份，这些挥发成份在高温下热解炭化，会沉积在固相表面形成银灰色或黑色炭膜，如果每个换热管上设置多个换热翅片，换热之间之间的缝隙内会被这些银灰色或黑色炭膜封堵，而这类的银灰色或黑色炭膜导热性差，这样，长久使用下就使换热效果大大降低，就需要对其进行清理，这也是换热管不增加换热翅片的原因，而换热翅片的设置，有利于增加换热面积，进而提高换热效果，为此，如何在设置换热翅片的情况下又避免频繁清理就成为现有石油焦罐式煅烧炉余热利用重点的研究方向石油焦罐式煅烧炉余热利用***。

发明内容

本发明针对上述的石油焦罐式煅烧炉余热利用蒸汽发生器所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够有效实现换热翅片增加且不需要对其进行频繁清理的石油焦罐式煅烧炉余热利用***。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种石油焦罐式煅烧炉余热利用***，包括依次设置在石油焦罐式煅烧炉下方的蒸汽发生器、极冷水套以及排料装置，其中，所述蒸汽发生器和极冷水套均包括竖直设置的换热管，所述换热管间隔设置且围成方形设置，所述排料装置包括装置本体以及转动设置在装置本体内的转轴，所述转轴上间隔设置有隔料板，所述隔料板沿转轴轴向设置，处于转轴轴向平行的换热管的管壁上设置有换热翅片，所述换热翅片间隔设置在换热管朝向蒸汽发生器内部的一侧的侧壁上，相邻两个换热翅片设置有清理杆，所述清理杆的底部设置有导向杆，所述导向杆与清理杆之间垂直设置，所述清理杆间隔设置在导向杆上，所述导向杆设置在排料装置内，所述所述隔料板之间还设置有导向板，所述导向板自隔料板向两个隔料板中间位置呈弧形向下设置，所述导向杆的底部与导向板的顶面之间接触设置。

作为优选，所述换热翅片包括与换热管连接的连接部以及设置在连接部远离换热管一端的换热部，其中，所述连接部的截面呈梯形设置，所述连接部远离换热管的一面的宽度大于连接部靠近换热管的一面的宽度。

作为优选，所述换热部的截面呈长方形设置，所述换热部靠近连接部一面的宽度小于连接部靠近换热管的一面的宽度。

作为优选，所述清理杆包括设置在连接部之间的导向部以及设置在换热部之间的清理部。

作为优选，所述换热管的中点到清理部远离导向部一端的端面中心点的连线小于换热管的中点到换热部远离连接部一端的端面中心点的连线。

作为优选，所述导向杆的底面呈圆弧状设置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明提供一种石油焦罐式煅烧炉余热利用***，通过利用排料装置的旋转时产生的高度差作为清理杆上下活动的动力，使换热翅片之间缝隙得到清理，进而解决了多换热翅片所导致的换热效果降低的技术问题，同时，本发明设计巧妙、在无另外驱动机构的设置的情况下，跟随锻后焦的落料过程实现了对换热翅片的清理，实现了蒸汽发生器换热效率提高的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的石油焦罐式煅烧炉余热利用***结构示意图；

图2为实施例1提供的换热管、排料装置以及清理杆之间的结构示意图；

图3为实施例1提供的换热管、排料装置以及清理杆之间侧视图；

图4为实施例1提供的换热管和清理杆之间的俯视图；

图5为实施例1提供的图4的局部图；

图6为实施例1提供的清理杆的结构示意图；

图7为实施例1提供的清理杆的俯视图；

图8为实施例1提供的图7的局部图；

以上各图中，1、石油焦罐式煅烧炉；2、蒸汽发生器；21、换热管；22、膜片；23、换热翅片；231、连接部；232、换热部；3、极冷水套；4、排料装置；41、转轴；42、隔料板；43、导向板；5、清理杆；51、导向部；52、清理部；6、弧形连接板；7、导向杆。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1～图8所示，本实施例旨在提供一种能够实现自清理炭膜的石油焦罐式煅烧炉1余热利用***以提高蒸汽发生器2的换热效率，为了达到上述目的，本实施例提供的石油焦罐式煅烧炉1余热利用***包括依次设置在石油焦罐式煅烧炉1下方的蒸汽发生器2、极冷水套3以及排料装置4，其中，蒸汽发生器2和极冷水套3均包括竖直设置的换热管21，换热管21之间间隔设置，在相邻换热管21之间设置有膜片22，膜片22的设置，使换热管21围成方形设置。

排料装置4包括装置本体以及转动设置在装置本体内的转轴41，装置本体是呈顶部和斜下方开口设置，在装置本体内设置有转轴41，在转轴41上间隔设置有隔料板42，隔料板42沿转轴41轴向设置，相邻两个隔料板42之间形成一个料斗，在本实施例中，共设置有5个料斗，也有设置6个料斗的情况，这样，每2个小时转轴41旋转一定的角度，将冷却下来的锻后焦排出，新的锻后焦就会向下运动。以上结构为现有的常见结构，在本实施例中，不加详细描述。

考虑到锻后焦的移动主要是依靠重力向下运动，唯一需要外部驱动的机构只有转轴41，而换热翅片23不设置的主要原因就是换热翅片23之间所形成的夹角长时间使用，就会堆积炭膜，而锻后焦向下运动产生的摩擦由于夹角的存在，不会摩擦掉且煅后焦基本上二个小时才向下移动一端距离，其本身摩擦力不大，这样，日积月累下，就越聚越多才导致的换热效果变差，为此，解决此类问题的关键就在于将两个换热翅片23缝隙处的保持运动，使其不易累积，为此，为了达到上述目的，在本实施例中，处于转轴41轴向平行(蒸汽发生器2长边方向)的换热管21的管壁上设置有换热翅片23，只设置这一侧的目的，主要是短边方向无法有效的利用到转轴41的旋转。而蒸汽发生器2的长边的长度远远大于短边的长度，仅设置在两个长边的侧边，也可以起到更好的换热效果。

当然，换热翅片23间隔设置在换热管21朝向蒸汽发生器2内部的一侧的侧壁上，在相邻两个换热翅片23设置有清理杆5，清理杆5需要与换热管21的管壁、换热翅片23的侧壁接触，在清理杆5的底部设置有导向杆7，一侧蒸汽发生器2的清理杆5的下方设置一个导向杆7，为此，导向杆7与清理杆5之间垂直设置，清理杆5间隔设置在导向杆7上，由于换热翅片23呈弧形分布，为此，一个换热管21上的清理杆5也呈弧形分布，为了，在清理杆5的下方设置有弧形连接板6，清理杆5通过弧形连接杆设置在导向杆7上，在本实施例中，导向杆7呈竖直设置的板状设置。

为了利用转轴41的旋转状态，在本实施例中，导向杆7设置在排料装置4内，在隔料板42之间还设置有导向板43，在本实施例中，沿转轴41的轴向共设置了三个导向板43，由于转轴41的转动，这样，隔料板42会发生旋转，如果在转轴41不动的时候，导向杆7与隔料板42接触，而当转轴41运动的时候，由于导向板43缺少了隔料板42的支撑，其就会向下运动，由于清理杆5设置在两个换热翅片23之间，这样，其上下移动就会导致炭膜之间无法形成连接，进而就无法形成累积。

为了使导向板43在不同隔料板42之间切换，在本实施例中，导向板43自隔料板42向两个隔料板42中间位置呈弧形向下设置，导向杆7的底部与导向板43的顶面之间接触设置。这样，在导向板43的支撑下，实现在不同隔料板42之间的切换，同时，由于导向板43的作用，使导向杆7在一个料斗切换的时间内换成下上的移动，从而对炭膜形成更好的清理，同时，由于其向上运动的过程中，而此时的煅后焦正好向下运动，两者之间形成逆向运动，摩擦力增大，确保清理杆5表面不会累积炭膜，为了方便清理杆5向上运动，清理杆5的顶部做做斜面设置，此处需要说明的是，为了方便观察，在本实施例中，图2和图3中的排料装置4的尺寸做调大处理，使其比例不一致。

由于清理杆5是上下的运动，为此，需要限位机构才能够使其稳定向上，而设置限位机构则限位机构上可能覆盖炭膜，为此，需要在现有的结构的基础上进行改进来实现限位，而清理杆5清理的主要是换热翅片23，为此，在本实施例中，换热翅片23包括与换热管21连接的连接部231以及设置在连接部231远离换热管21一端的换热部232，其中，连接部231的截面呈梯形设置，连接部231远离换热管21的一面的宽度大于连接部231靠近换热管21的一面的宽度。由于换热翅片23呈弧形分布，这样，其在换热管21上呈发散状设置，将换热翅片分成两部分，有利于使相邻的两个换热翅片23的连接部231靠近换热部232的底部的间距变小，而连接部231靠近换热管21的侧面间距就变大，这样，清理杆5的部分按照连接部231和换热管21管壁所形成的形状来设置，就可以有效实现对清理杆5的限位，同时，清理杆5的填充也阻碍锻后焦的进入，更为方便的进行清理。

为了避免出现更多的弧形不行，在本实施例中，换热部232的截面呈长方形设置，换热部232靠近连接部231一面的宽度小于连接部231靠近换热管21的一面的宽度。这样，由于本身换热翅片23的发散设置，使两个换热翅片23的换热部232间隔更远，更有利于换热，同时，又避免了炭膜的积累。

为了配合换热翅片23的设置，在本实施例中，清理杆5包括设置在连接部231之间的导向部51以及设置在换热部232之间的清理部52。其中，导向部51的形状就是连接部231和换热管21管壁所围成的形状，而清理部52主要完成对连接部231和换热部232之间连接所形成的弧形夹角即可，为此，换热管21的中点到清理部52远离导向部51一端的端面中心点的连线小于换热管21的中点到换热部232远离连接部231一端的端面中心点的连线。这样，能够确保接触面最大化设计，提高换热效果。

为了方便导向杆7在导向板43的顶面移动，在本实施例中，导向杆7的底面呈圆弧状设置。

通过上述的设置，有效实现了在增加换热翅片23的情况下，避免了炭膜的累积，从而避免了蒸汽发生器2的清理问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种石油焦罐式煅烧炉余热利用***，包括依次设置在石油焦罐式煅烧炉下方的蒸汽发生器、极冷水套以及排料装置，其中，所述蒸汽发生器和极冷水套均包括竖直设置的换热管，所述换热管间隔设置且围成方形设置，所述排料装置包括装置本体以及转动设置在装置本体内的转轴，所述转轴上间隔设置有隔料板，所述隔料板沿转轴轴向设置，其特征在于，处于转轴轴向平行的换热管的管壁上设置有换热翅片，所述换热翅片间隔设置在换热管朝向蒸汽发生器内部的一侧的侧壁上，相邻两个换热翅片设置有清理杆，所述清理杆的底部设置有导向杆，所述导向杆与清理杆之间垂直设置，所述清理杆间隔设置在导向杆上，所述导向杆设置在排料装置内，所述所述隔料板之间还设置有导向板，所述导向板自隔料板向两个隔料板中间位置呈弧形向下设置，所述导向杆的底部与导向板的顶面之间接触设置。

2.根据权利要求1所述的石油焦罐式煅烧炉余热利用***，其特征在于，所述换热翅片包括与换热管连接的连接部以及设置在连接部远离换热管一端的换热部，其中，所述连接部的截面呈梯形设置，所述连接部远离换热管的一面的宽度大于连接部靠近换热管的一面的宽度。

3.根据权利要求2所述的石油焦罐式煅烧炉余热利用***，其特征在于，所述换热部的截面呈长方形设置，所述换热部靠近连接部一面的宽度小于连接部靠近换热管的一面的宽度。

4.根据权利要求3所述的石油焦罐式煅烧炉余热利用***，其特征在于，所述清理杆包括设置在连接部之间的导向部以及设置在换热部之间的清理部。

5.根据权利要求4所述的石油焦罐式煅烧炉余热利用***，其特征在于，所述换热管的中点到清理部远离导向部一端的端面中心点的连线小于换热管的中点到换热部远离连接部一端的端面中心点的连线。

6.根据权利要求5所述的石油焦罐式煅烧炉余热利用***，其特征在于，所述导向杆的底面呈圆弧状设置。

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