1.本实用新型属于焦炉炼焦过程荒煤气余热回收装置技术领域，更具体地说，涉及一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置。
背景技术：
2.焦炉在炼焦过程中，炭化室逸出大量的荒煤气，经过焦炉上升管、桥管、集气管冷却集合后送入化产装置进行净化处理；在一个结焦周期内，单孔炭化室产出的荒煤气约10000m3，荒煤气经过焦炉上升管时温度高达650～800℃，含有大量的显热。为了降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷循环氨水急速冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80～85℃。该工艺流程不仅浪费了大量荒煤气显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加了污水排放量。
3.焦炉荒煤气显热巨大且未被有效利用，当前炼焦工业正在积极寻找降本增效的新途径，节能无疑是降低成本的一个重要手段，并且随着工业生产的高速发展，能源需求量越来越大，而能源的供应却越来越紧张，各行各业必须挖潜革新，尽量采取节能减排措施。因此，对焦炉荒煤气的显热进行有效回收利用具有重要的意义和价值。但由于焦炉煤气本身的特性，在回收焦炉荒煤气的显热时，蒸发器很容易产生结焦、腐蚀。行业中虽然有荒煤气显热回用的先例，但受制于焦炉荒煤气的特性，其显热利用仍存在较大的发展空间。
4.如，中国专利申请号为201710777845.5的申请案公开了一种螺旋内管焦炉上升管荒煤气余热回收装置，其焦炉上升管荒煤气余热回收装置包括焦炉上升管蒸发器，上升管蒸发器包括内管，所述内管内部为荒煤气通道；所述内管外壁上设有导热板，所述导热板为螺旋状凸台，所述导热板自内管外侧底部至内管外侧顶部呈螺旋排列，所述导热板之间设有导热水管，所述导热水管自内管外侧底部至内管外侧顶部呈螺旋排列在所述导热板形成的螺旋间隙之间。采用该申请案的装置在有效回收荒煤气显热的同时，可以进一步减缓或解决石墨化以及焦油粘结问题，但对于蒸发器结焦腐蚀问题的改善效果仍有待进一步提高。
技术实现要素：
5.1、要解决的问题
6.针对现有上升管蒸发器易发生结焦腐蚀的问题，本实用新型提供了一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置。本实用新型通过结构优化，从而可以有效抑制和减缓上升管蒸发器内壁荒煤气结焦腐蚀、积石墨化等行业性技术难题。
7.2、技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：
9.本实用新型的一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，包括内管及套装于内管外部的保温层，内管与保温层之间设有汽-水通道，内管内部为荒煤气通道，且内管内壁呈锥形结构，其上部内径小于下部内径。
10.更进一步的，所述内管内壁的倾斜角度80
°
≤α《90
°
。
11.更进一步的，所述内管内壁设有防结焦不粘涂层，该防结焦不粘涂层的厚度均匀分布。
12.更进一步的，所述防结焦不粘涂层为经高温烧制后形成的光滑釉面结构。
13.更进一步的，所述汽-水通道为螺旋式孔槽结构或盘管式结构，其底部设有换热介质进口和排污口，其顶部设有换热介质出口。
14.更进一步的，相邻两组螺旋孔槽或盘管之间等螺距间隔设置，且汽-水通道与内管外壁及与保温层内壁之间密封连接。
15.更进一步的，所述内管的外壁加工有凹槽，该凹槽与保温层内壁之间形成汽-水通道。
16.更进一步的，所述内管与保温层的顶部和底部分别对应安装有上法兰、下法兰。
17.3、有益效果
18.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
19.(1)本实用新型的一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，包括内管及套装于内管外部的保温层，其内管内壁呈锥形结构，且内管的上部内径小于下部内径，通过内管结构的优化可以有效地抑制荒煤气中的煤焦油物理流挂，从而减缓荒煤气结焦石墨化速度，解决了目前上升管蒸发器易发生结焦腐蚀的问题。
20.(2)本实用新型的一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，通过对内管内壁的倾斜角度进行优化设计，从而有利于更好地地避免煤焦油物理流挂，抑制和减缓荒煤气结焦、石墨化。
21.(3)本实用新型的一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，所述内管内壁设有防结焦不粘涂层，该防结焦不粘涂层为经高温烧制后均匀涂敷于内管内壁的光滑釉面结构，具有抑制煤焦油物理流挂、消除fe等金属元素催化结焦功能，通过锥形结构以及防结焦不粘涂层的共同作用可以最大程度地避免煤焦油物理流挂现象的发生。
22.(4)本实用新型的一种抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，所述汽-水通道为螺旋式孔槽结构或盘管式结构，从而可以提高对荒煤气的冷却作用，有效保证荒煤气显热的回收效果。而相邻两组螺旋孔槽或盘管之间等螺距间隔设置，从而可以使夹套内汽水流场分布更加均匀。
附图说明
23.图1是本实用新型的上升管蒸发器装置的结构示意图；
24.图2是图1的a-a视图。
25.图中：1、保温层；2、内层；3、防结焦不粘涂层；4、汽-水通道；5、换热介质进口；6、换热介质出口；7、排污口；8、荒煤气通道；9、下法兰；10、上法兰。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
27.实施例1
28.如图1-2所示，本实施例的抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，包括内
管2及套装于内管2外部的保温层1，内管2与保温层1之间设有汽-水通道4，汽-水通道4的底部设有换热介质进口5和排污口7，其顶部设有换热介质出口6，内管2内部为荒煤气通道8，换热介质在汽-水通道4内与荒煤气进行间接换热，吸收荒煤气通道8内的荒煤气显热，可产生饱和蒸汽或过热蒸汽并网。本实施例中内管2内壁呈锥形结构，其上部内径小于下部内径，且内管2内壁的倾斜角度α大于等于煤焦油的安息角，优选为80
°
≤α《90
°
，通过内管2内壁的倾斜设置，并对其倾斜角度进行优化设计，从而可以有效避免煤焦油物理流挂，抑制或减缓荒煤气结焦、石墨化速度。
29.实施例2
30.本实施例的抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：所述内管2内壁设有防结焦不粘涂层3，该防结焦不粘涂层3为经高温烧制后形成的光滑釉面结构且其厚度均匀分布。通过防结焦不粘涂层3的设置可以进一步抑制煤焦油物理流挂，具有消除fe等金属元素催化结焦功能。
31.具体的，所述防结焦不粘涂层的涂料含有氧化硅(55％～73％)、纳米氧化钛(15.5％～20.5％)、氧化镁(3.5％～7.5％)、氧化铝(～2.0％)、氧化钙粉末(～0.5％)，将各原料按比例进行配料混合，放入球磨罐中研磨，获得白色料浆，采用喷枪高温热喷涂工艺在内管内壁涂覆料浆，然后经干燥后进行烧结，即在内管内壁形成一层光滑平整的釉面结构。
32.实施例3
33.本实施例的抑制焦炉荒煤气结焦腐蚀的上升管蒸发器装置，其结构基本同实施例2，其区别主要在于：本实施例中汽-水通道4为螺旋式孔槽结构或盘管式结构，其底部设有换热介质进口5和排污口7，其顶部设有换热介质出口6。各螺旋孔槽或盘管内侧形成汽水通道，相邻两组螺旋孔槽或盘管之间间隔等螺距设置，从而可以使夹套内汽水流场均匀分布，各所述螺旋式孔槽或盘管与所述汽-水通道的金属壁面密封连接。相对于现有技术的上升管结构，本实施例在确保焦炉安全运行、不影响生产工艺参数的同时，可以有效回收焦炉上升管内的荒煤气余热，降低了冷却氨水的用量，同时有利于减缓或消除上升管内壁焦油结焦腐蚀等现象。