一种三段式结构的煤气横管初冷器的制作方法

本申请涉及焦炉煤气净化处理的，特别是涉及一种三段式结构的煤气横管初冷器。

背景技术：

1、从焦炉出来的荒煤气由集气管延吸煤气管桥进入煤气净化系统。煤气的温度在80℃～85℃之间，在煤气中还含有大量的焦油汽和含氨水汽，为了对煤气进行进一步的降温，需要在初冷器中作进一步冷却，并将大部分焦油汽和含氨水汽冷凝下来。初冷器是煤气净化系统的重要设备，若初冷器煤气出口的温度、含萘、焦油、粉尘等达不到工艺要求，会堵塞后续工序的塔器、换热器等设备和管道，将造成脱硫、洗氨、洗苯的单元操作效率明显下降，已至出厂煤气质量无法达标，将严重影响煤气净化系统和净煤气输送的正常运行，甚至会危及煤气鼓风机运行，还会造成设备和管网腐蚀。因此煤气初冷工序是煤气净化的重要一环。现有煤气初冷工序的初冷器多采用横管式初冷器，该设备目前普遍存在着换热管泄漏、堵塞、腐蚀等问题，焦化企业最长3年左右就必须对换热管进行大批量更换处理，在实际设计中为保证生产的连续稳定运行，一般会考虑初冷器设备增加备用，无形中增加了项目建设投资。

2、因此，发明一种三段式结构(又称三段管件式结构)的煤气横管初冷器，以期改善设备的泄漏、堵塞、腐蚀等缺陷问题，并且更好的实现煤气余热梯级利用和节能减排，就显得十分必要。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供了一种三段式结构的煤气横管初冷器将气液两相传热机理、设备结构优化等技术有机的结合起来，实现了液体和气体在有限的初冷器设备空间中实现气液两项传热，并保证煤气中焦油和萘的脱除，从而实现了初冷器结构简单、经济合理、安全稳定、性能优良。

2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

3、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种三段式结构的煤气横管初冷器，包括入口段管件、矩形管状的主体部分和出口段管件，所述主体部分由上至下包括热水段管件、循环水段管件及制冷水段管件；

4、所述入口段管件上顶部设置有煤气入口；

5、所述热水段管件内部设置有第一换热管，所述第一换热管的入口端伸出所述热水段管件侧壁设置有热水入口，所述第一换热管的出口端伸出所述热水段管件侧壁设置有热水出口；

6、所述循环水段管件内部设置有第二换热管，所述第二换热管的入口端伸出所述循环水段管件侧壁设置有循环水入口，所述第二换热管的出口端伸出所述循环水段管件侧壁设置有循环水出口；

7、所述制冷水段管件内部设置有第三换热管，所述第三换热管的入口端伸出所述制冷水段管件侧壁设置有制冷水入口，所述第三换热管的出口端伸出所述制冷水段管件侧壁设置有制冷水出口；

8、所述出口段管件设置有煤气出口、混合液出口及人孔；

9、所述入口段管件、所述热水段管件、所述循环水段管件、所述制冷水段管件及所述出口段管件一体成型，所述入口段管件、所述热水段管件、所述循环水段管件、所述制冷水段管件及所述出口段管件内设置有热氨水冲洗组件，用于在煤气换热过程中对煤气进行冲洗以去除杂质。

10、在本申请的一些实施例中，所述第一换热管、第二换热管及第三换热管均采用波纹管，所述第一换热管、第二换热管及第三换热管与所述主体部分壁板采用强度胀接。

11、在本申请的一些实施例中，所述热氨水冲洗组件包括第一热氨水冲洗装置、第二热氨水冲洗装置、第三热氨水冲洗装置及第四热氨水冲洗装置，所述第一热氨水冲洗装置设置于所述入口段管件与所述热水段管件之间，所述第二热氨水冲洗装置设置于所述循环水段管件中间，所述第三热氨水冲洗装置设置于所述循环水段管件与所述制冷水段管件之间，所述第四热氨水冲洗装置设置于所述制冷水段管件与所述出口段管件之间。

12、在本申请的一些实施例中，所述入口段管件顶部设置有备用氨水喷洒口。

13、在本申请的一些实施例中，所述换热管为波纹管，用于增加管内和管外单位换热。

14、在本申请的一些实施例中，所述换热管为波纹管且所述换热管与所述换热管内壁的结垢层的线膨胀系数不同，用于受到管外内温度差和压力差影响，波纹管沿着轴向产生变形，以使波纹管内和波纹管外的结垢层脱落。

15、在本申请的一些实施例中，所述换热管为波纹管，改变换热管内液体流动方向和流动速度。

16、在本申请的一些实施例中，所述出口段管件包括矩形壳体与顶部为矩形底面为圆形的锥形壳体，所述矩形壳体底部与所述锥形壳体顶部一体成型，所述煤气出口设置于所述矩形壳体侧壁，所述混合液出口设置于锥形壳体底部，所述人孔位于所述矩形壳体侧壁。

17、在本申请的一些实施例中，所述主体部分与所述换热管组件的采用法兰和紧固件进行连接。

18、在本申请的一些实施例中，所述入口段管件、所述热水段管件、所述循环水段管件、所述制冷水段管件及所述出口段管件均采用焊接密封连接。

19、本申请的有益效果：焦炉煤气通过煤气入口进入入口段管件，随即进入热水段管件，然后再通过循环水段管件、制冷水段管件分别与热水、循环水、制冷水进行换热进行冷却，三段冷却水经过第一换热管、第二换热管、第三换热管与管外焦炉煤气进行热交换，冷却后的焦炉煤气最后经过出口段管件，同时在主体部分内设置有热氨水冲洗组件对煤气进行换热，将气液两相传热机理、设备结构优化等技术有机的结合起来，实现了液体和气体在有限的设备空间中实现了气液两项传热，并保证煤气中焦油和萘的脱除，能够满足后续煤气净化工序的要求，使得初冷器内部的换热效果大幅提高。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种三段式结构的煤气横管初冷器，其特征在于，包括入口段管件、矩形管状的主体部分和出口段管件，所述主体部分由上至下包括热水段管件、循环水段管件及制冷水段管件；

2.根据权利要求1所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述第一换热管、所述第二换热管及所述第三换热管均采用波纹管，所述第一换热管、第二换热管及第三换热管与所述主体部分壁板采用强度胀接。

3.根据权利要求2所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述热氨水冲洗组件包括第一热氨水冲洗装置、第二热氨水冲洗装置、第三热氨水冲洗装置及第四热氨水冲洗装置，所述第一热氨水冲洗装置设置于所述入口段管件与所述热水段管件之间，所述第二热氨水冲洗装置设置于所述循环水段管件中间，所述第三热氨水冲洗装置设置于所述循环水段管件与所述制冷水段管件之间，所述第四热氨水冲洗装置设置于所述制冷水段管件与所述出口段管件之间。

4.根据权利要求3所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述入口段管件顶部设置有备用氨水喷洒口。

5.根据权利要求4所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述换热管为波纹管，用于增加管内和管外单位换热。

6.根据权利要求4所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述换热管为波纹管且所述换热管与所述换热管内壁的结垢层的线膨胀系数不同，用于受到管内外温度差和压力差影响，波纹管沿着轴向产生变形，以使波纹管内和波纹管外的结垢层脱落。

7.根据权利要求4所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述换热管为波纹管，用于改变换热管内液体流动方向和流动速度。

8.根据权利要求5所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述出口段管件包括矩形壳体与顶部为矩形底面为圆形的锥形壳体，所述矩形壳体底部与所述锥形壳体顶部一体成型，所述煤气出口设置于所述矩形壳体侧壁，所述混合液出口设置于所述锥形壳体底部，所述人孔位于所述矩形壳体侧壁。

9.根据权利要求6所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述主体部分与所述换热管组件的采用法兰和紧固件进行连接。

10.根据权利要求6所述的煤气横管初冷器，其特征在于，所述入口段管件、所述热水段管件、所述循环水段管件、所述制冷水段管件及所述出口段管件均采用焊接密封连接。

技术总结本申请提供了一种三段式结构的煤气横管初冷器，包括入口段管件、矩形管状的主体部分和出口段管件，主体部分由上至下包括热水段管件、循环水段管件及制冷水段管件；入口段管件上顶部设置有煤气入口；热水段管件设有第一换热管，循环水段管件设有第二换热管，制冷水段管件内设有第三换热管，出口段管件设置有煤气出口、混合液出口及人孔；入口段管件、热水段管件、循环水段管件、制冷水段管件及出口段管件内设置有热氨水冲洗组件。本技术将气液两相传热机理、设备结构优化等技术有机的结合起来，实现了液体和气体在有限的设备空间中气液两项传热，并保证煤气中焦油和萘的脱除，结构简单、经济合理、安全稳定、性能优良。技术研发人员：穆传冰,朱灿朋,李义超,简永开,张伟平,朱洁,吴天礼受保护的技术使用者：北京首钢国际工程技术有限公司技术研发日：20230707技术公布日：2024/3/31