CN104478761A - 尿素生产线 - Google Patents

Abstract

尿素生产线，气提塔的出口分别连接有能量回收装置和低压分解塔，低压分解塔的出口与低压甲胺冷凝器的进口连接，低压甲胺冷凝器的出口与液位槽及低压吸收器连接，液位槽及低压吸收器的出口与能量回收装置中的高压甲氨泵的进口连接，高压甲氨泵的出口与高压甲胺冷凝器连接。本发明将尿素生产过程中产生的高压能进行回收并将其转化成动能用于生产自身使用的生产系统，减少了生产过程中电能的消耗，降低了生产成本。

Description

尿素生产线

技术领域

本发明涉及尿素生产领域，特别涉及一种能够将生产过程中产生的高压能进行回收利用的尿素生产线。

背景技术

“能量回收”是指将已经使用过的能量通过特定的装置转变成可继续使用的能量的过程。

石化行业的许多生产工艺流程中具有大量的含有余压的流体，对于这些高压介质，目前很大一部分是通过减压阀将其先减压到所需的低压值，将能量释放后或重新进入工艺流程，或直接排空。在减压和排放的过程中，大量的余压能转化为热能散失在环境中，造成成百上千千瓦的潜在能量被白白浪费，对于本来就是高能耗的石油、化工行业，非常可惜。

在能源日益紧张的今天，能量回收对于提高现有能源利用率、减少碳排放，对于我国建设资源节约型、环境友好型社会，对于社会可持续发展等具有重要的意义。能量回收在各行业具有很好的应用前景，正在成为世界各国重点研究的热点课题。

对于高压余能液体，目前最常见的能量回收方法有两类，即：流体非直接接触式和流体直接接触式。前者的能量转换过程是：压力能—机械能（轴功）—压力能；常见的典型装置有逆转泵型、佩尔顿型叶轮以及液力透平等三种。后者的能量转换过程是：压力能—压力能；常见的典型装置有活塞式交换器、旋转式压力交换器两种。

对于化肥生产，由于介质大多处于小流量、高压力的状况，如果也用液力透平机组来进行能量回收的话，由于比转速很低，机械损失往往相当大，回收效率一般很难超过45%；而且目前国内的液力透平系统被国外几个大品牌一统天下，价格很高，回收意义不是特别大。对于这部分余能，目前最好的方法是用直接接触式的方法；而旋转式压力交换器加工难度极大，目前成功运用案例极少；活塞式交换器作为液力透平的补充形式, 很适合用来回收中小型化肥厂的高压小流量液体介质中的余能。

发明内容

本发明的目的是提供一种尿素生产线，能将尿素生产过程中产生的高压能进行回收并将其转化成动能用于生产自身使用的生产系统，减少了生产过程中电能的消耗，降低生产成本。

本发明是这样实现的：尿素生产线，其特征在于：气提塔的出口分别连接有能量回收装置和低压分解塔，低压分解塔的出口与低压甲胺冷凝器的进口连接，低压甲胺冷凝器的出口与液位槽及低压吸收器连接，液位槽及低压吸收器的出口与能量回收装置中的高压甲氨泵的进口连接 ，高压甲氨泵的出口与高压甲胺冷凝器连接。

本发明所述的能量回收装置包括活塞式交换器、液压马达、液压油箱、液力偶合器、高压甲氨泵、离合器、变频电机；活塞式交换器的高压入口与气提塔出口连接，高压出口与低压分解塔的进口连接，活塞式交换器的液压油入口与液压油箱一端口连接 ，液压油出口与液压马达连接，液压马达的另一端口与液压油箱的另一端口连接 ，液压马达与高压甲氨泵之间通过液力偶合器连接 ，高压甲氨泵的另一端通过离合器与变频电机连接。

本发明的有益效果：

（1）系统配置简单明确，效率相对较高，能将生产过程中产生的高压能量转换成动能，带动高压甲胺泵运行，满足系统的无外供电源运行。

（2）系统调控简单，运转稳定，运用的成熟技术多，可靠性高。

（3）与工艺介质接触部件仅2 个，即活塞式交换器，活塞缸和高压甲氨泵，其余为纯液压、机械及电控部件，受介质及恶劣环境的影响小，腐蚀磨损少，寿命长。

（4）本发明中的活塞式功交换器将液压泵与液压马达耦合在一起，使机器的零件数、重量、体积等都大为减少，整机的单位功率重量、单位功率体积都具有相当的优越性，能量的传递与交换能轻松的完成。

（5）由于轴向力在活塞两边基本平衡，活塞杆上的受力与通过缸体传递到基础上的力很小, 对机器的底座及基础影响小，所以动力性能优良。

（6）可以实现运转全程无级调速,正常操作、过载以及故障条件下停机方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1、气提塔，11、液控阀A，2、能量回收装置，21、活塞式交换器，22、液压马达，23、液压油箱，24、.液力偶合器，25、高压甲氨泵，26、离合器，27、变频电机，3、液位槽及低压吸收器，4、低压甲胺冷凝器，5、低压分解塔，51、液控阀B，6、高压甲胺冷凝器。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图，尿素生产线，其特征在于：气提塔1的出口分别连接有能量回收装置2和低压分解塔5，低压分解塔5的出口与低压甲胺冷凝器4的进口连接，低压甲胺冷凝器4的出口与液位槽及低压吸收器3连接，液位槽及低压吸收器3的出口与能量回收装置2中的高压甲氨泵25的进口连接 ，高压甲氨泵25的出口与高压甲胺冷凝器6连接。所述的能量回收装置2包括活塞式交换器21、液压马达22、液压油箱23、液力偶合器24、高压甲氨泵25、离合器26、变频电机27；活塞式交换器21的高压入口与气提塔1出口连接，高压出口与低压分解塔5的进口连接，活塞式交换器21的液压油入口与液压油箱23一端口连接 ，液压油出口与液压马达22连接，液压马达22的另一端口与液压油箱23的另一端口连接 ，液压马达22与高压甲氨泵25之间通过液力偶合器24连接 ，高压甲氨泵25的另一端通过离合器26与变频电机27连接。具体实施时，在气提塔、低压分解塔以及能量回收装置之间采用分程控制，用以控制去能量回收装置和低压分解塔之间的液位和流量。当气提塔出来的甲胺液液体压力达到高报警(110％)时，从气提塔进入能量回收装置的甲胺液流量保持不变，同时开大液控阀B51，增加甲胺液进入低压分解塔的液体量。进入能量回收装置的高压甲胺液通过活塞式交换器21的能量交换，高压甲胺液变成低压甲胺液，并从活塞式交换器中排出至高压甲胺冷凝器6内。高压甲胺液的能量通过能量交换至低压液压油，将高压能量转换成动能，并带动高压甲胺泵25的运行，此时带动高压甲胺泵的变频电机27停止工作，减少了电能的使用。当气提塔液位达到低报警(90％)时，首先关小液控阀B直至关闭，减少进入低压分解塔的液体量。当液位仍然控制不住时，自动关小气提塔与能量回收装置间的液控阀A11，当去高压甲胺冷凝器的压力不能维持到正常值的90％时，变频电机启动，液力偶合器进油24，对高压甲氨泵25输出并补充扭矩，提升去高压甲胺冷凝器的压力到正常值，如该值超过正常值10％，液力偶合器自动泄油后主电机停机。当气提塔液位(压力)达到低联锁时(30％或更低)时，立即启动安全联锁系统，自动关闭能量回收装置入口切断阀（图中未示)，同时关闭液控阀A和液控阀B，使能量回收装置与低压分解塔分离，防止低压窜入高压，造成安全事故。当能量回收装置、液压马达及相关回路等发生故障导致停机，或对高压甲氨泵进行切换时，先自动关闭能量回收装置入口切断阀，同时开大液控阀A和液控阀B，避免气提塔的液位上涨过快。同时开启高压甲氨泵并给液力离合器注液，保证高压甲氨泵去高压甲胺冷凝器的压力稳定在规定值16MPa左右。

Claims (2)

1.尿素生产线，其特征在于：气提塔(1）的出口分别连接有能量回收装置（2）和低压分解塔（5），低压分解塔（5）的出口与低压甲胺冷凝器（4）的进口连接，低压甲胺冷凝器（4）的出口与液位槽及低压吸收器（3）连接，液位槽及低压吸收器（3）的出口与能量回收装置（2）中的高压甲氨泵（25）的进口连接 ，高压甲氨泵（25）的出口与高压甲胺冷凝器（6）连接。

2.根据权利要求1所述的尿素生产线，其特征在于：所述的能量回收装置（2）包括活塞式交换器（21）、液压马达（22）、液压油箱（23）、液力偶合器（24）、高压甲氨泵（25）、离合器（26）、变频电机（27）；活塞式交换器（21）的高压入口与气提塔(1）出口连接，高压出口与低压分解塔（5）的进口连接，活塞式交换器（21）的液压油入口与液压油箱（23）一端口连接 ，液压油出口与液压马达（22）连接，液压马达（22）的另一端口与液压油箱（23）的另一端口连接 ，液压马达（22）与高压甲氨泵（25）之间通过液力偶合器（24）连接 ，高压甲氨泵（25）的另一端通过离合器（26）与变频电机（27）连接。