CN101418999A - 采用co2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种采用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法，所述方法是利用CO2为制冷工质，利用压缩机将CO2压缩至液态流入压缩机出口管道，在压缩机出口管道与压缩机入口管道之间并联多组冷却器形成的回路，需要冷却的高温介质经过管道进入冷却器，由液态CO2与需要冷却的高温介质在冷却器中进行热量交换过程，与介质换热后的CO2由液态变为气态或气液两相，经过压缩机压缩至液态，释放出其与工艺过程冷却介质热交换后储存的热量，将这部分热量与锅炉给水或其他需要热量的介质进行换热，压缩机压缩CO2液化后在系统中参与下一循环的热量回收过程。本发明方法冷却工艺过程简单，可以避免冷却器的腐蚀，降低了系统管理费用。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种工业冷却余热回收利用的方法，尤其是涉及一种石油化工、煤化工工艺过程冷却余热的低温热量利用。属石油化工、煤化工过程节能技术领域。
(二)背景技术
在石油化工、煤化工领域中，工艺过程的物料、半成品、成品出装置等，或由于工艺过程、工艺安全等方面的需要，需要将其冷却至一定温度，冷却过程的能耗在化工工艺过程装置中占到该装置总能耗的30％左右，工艺过程有大量的冷却余热通过冷却水散热至大气之中，造成巨大的能源浪费。目前，国内外对于这部分工艺过程采用循环水进行冷却，其问题有：
1、大量的冷却余热能量浪费；
2、循环水系统需要不断的处理，否则会导致微生物超标，造成冷却器积垢影响传热效率；
3、循环水系统还会造成冷却器、管道及其系统的腐蚀，造成巨大的浪费；
4、循环水场占地面积大；
5、由于循环水系统存在诸多问题，造成循环水系统管理费用高昂；
6、系统需要不断补充工业用水，造成水资源浪费。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种冷却工艺过程简单、可以避免冷却器的腐蚀和降低系统管理费用的以CO2为工质通过跨临界状态回收化工工艺过程冷却余热的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种采用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法，其特征在于：所述方法是采用CO2为制冷工质，将制冷吸热后气化的气象或气液两相中的气相，用气体压缩机将CO2压缩至液态，液态CO2流入压缩机出口管道，在压缩机出口管道与压缩机入口管道之间并联多组冷却器形成的冷却回路，化工工艺过程中需要冷却的高温介质经过管道进入冷却器，由液态CO2与需要冷却的高温介质在冷却器中进行热量交换过程，同时根据介质需要的出口温度调节进入冷却器的CO2流量，使介质温度降低至需要温度，冷却后的介质继续参与其后续的工艺过程，与介质换热后的CO2由液态变为气态或气液两相，进入压缩机入口管道，再经过压缩机将气态或气液两相的气态CO2压缩至液态，释放出其与工艺过程冷却介质热交换后储存的热量，将这部分热量与锅炉给水或其他需要热量的介质进行换热，或进热泵发电转换成成电能达到回收冷却余热的目的，换热后的高温锅炉给水或其他需要热量的介质返回并参与其工艺过程，压缩机压缩CO2液化后在系统中参与下一循环的热量回收过程。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过利用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热，可以回收大量冷却余热能量，以炼油厂为例可回收约31.4％的热量，即可节能31.4％；
2、取消了循环水系统，使得冷却工艺过程简单；
3、避免了循环水系统包括冷却器的腐蚀；
4、减少了占地面积；
5、降低了系统管理费用；
6、CO2还可以替代原来装置中的消防蒸汽，在对操作人员进行有氧防护的前提下，消防效果好；
7、给工业回收的CO2找到了好的用途出路。
(四)附图说明
图1为本发明利用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热流程示意图。
(五)具体实施方式
参见图1，本发明涉及采用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法，所述方法是利用CO2为制冷工质，液态CO2经过冷却器与需要冷却的工艺介质进行换热，液态CO2吸热气化，工艺介质防热得到冷却。利用压缩机将气态CO2压缩至液态流入压缩机出口管道，在压缩机出口管道与压缩机入口管道之间并联多组冷却器形成的回路，化工工艺过程中需要冷却的高温介质经过管道进入冷却器，由液态CO2与需要冷却的高温介质在冷却器中进行热量交换过程，根据介质需要的出口温度调节进入冷却器的CO2流量，使介质温度降低至需要温度，冷却后的介质继续参与其原来的工艺过程，与介质换热后的CO2由液态变为气态或气液两相，进入回收管道，再经过减压阀流入储液罐分离液态后，进入压缩机入口管道，再经过压缩机将气态或气液两相的CO2压缩至液态，释放出其与工艺过程冷却介质热交换后储存的热量，将这部分热量与锅炉给水进行换热，或进热泵发电转换成成电能达到回收冷却余热的目的，换热后的高温锅炉给水去锅炉，生产蒸汽，压缩机压缩CO2液化后在系统中参与下一循环的热量回收过程。
CO2储罐出口管线除了补充冷却系统液位以外，还可以用于化工工艺装置消防系统，其消防接口完全利用与原来消防蒸汽接口相同。消防应用中可以很快隔离火焰与空气，使火焰窒息而灭，其消防效果好。
Claims (2)
1、一种采用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法，其特征在于：所述方法是利用CO2为制冷工质，利用压缩机将CO2压缩至液态流入压缩机出口管道，在压缩机出口管道与压缩机入口管道之间并联多组冷却器形成的回路，化工工艺过程中需要冷却的高温介质经过管道进入冷却器，由液态CO2与需要冷却的高温介质在冷却器中进行热量交换过程，根据介质需要的出口温度调节进入冷却器的CO2流量，使介质温度降低至需要温度，冷却后的介质继续参与其原来的工艺过程，与介质换热后的CO2由液态变为气态或气液两相，进入压缩机入口管道，再经过压缩机将气态或气液两相的CO2压缩至液态，释放出其与工艺过程冷却介质热交换后储存的热量，将这部分热量与锅炉给水或其他需要热量的介质进行换热，或进热泵发电转换成成电能，换热后的高温锅炉给水或其他需要热量的介质返回并参与其工艺过程，压缩机压缩CO2液化后在系统中参与下一循环的热量回收过程。
2、根据权利要求1所述的一种采用CO2为工质回收化工工艺过程冷却余热的方法，其特征在于：由CO2储罐对冷却系统进行液位补充，CO2储罐出口管线除了补充冷却系统液位以外，还用于化工工艺装置消防系统。
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