CN105879683B - 一种节能型湿法脱硫装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种节能型湿法脱硫装置及工艺方法；包括贫液槽，贫液槽通过第一三通分别与能量回收单元和能量补充单元相连，能量回收单元和能量补充单元分别与至少一个脱硫塔装置中的进液管道相连，脱硫塔的底部出液口通过管道依次与第一调节阀、透平机、第二调节阀与闪蒸槽相连；能量回收单元包括与第一三通第二端相连的第一闸阀，所述第一闸阀通过能量回收单元中的贫液泵与第三调节阀相连；能量回收单元中的贫液泵通过座式离合器与透平机的动力输出端相连；具有设备结构简单、工艺流程设计合理、投资小、效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种节能型湿法脱硫装置及工艺方法。
背景技术
液力透平是一种能量回收装置；透平是将流体工质中蕴有的能量转换成机械能的机器，又称涡轮机。流体所具有的能量在流动中，经过喷管时转换成动能，流过叶轮时流体冲击叶片，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械功。透平机械的工质可以是液体、蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体。以液体为工质的透平称为液力透平。
液力透平回收能量的机组配置有三种型式：液力透平辅助电机做功；液力透平直接驱动一台泵；液力透平直接驱动发电机。其中液力透平直接驱动一台泵能量转换次数少，能量损失最小，能量转换效率最高。
合成氨系统中变脱工段脱硫液闪蒸过程中析出大部分硫单质，进而去再生槽进行溶液再生，变脱系统压力1.5～2.4MPa，闪蒸压力0.4～0.7MPa。闪蒸前后有很大的压差，如不回收利用是一种很大的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种设备结构简单、工艺流程设计合理、投资小、效率高的一种节能型湿法脱硫装置及工艺方法。
本发明的目的是这样实现的：包括贫液槽，贫液槽通过第一三通分别与能量回收单元和能量补充单元相连，能量回收单元和能量补充单元分别与至少一个脱硫塔装置中的进液管道相连，脱硫塔的底部出液口通过管道依次与第一调节阀、透平机、第二调节阀与闪蒸槽相连；所述能量回收单元包括与第一三通第二端相连的第一闸阀，所述第一闸阀通过能量回收单元中的贫液泵与第三调节阀相连；所述能量回收单元中的贫液泵通过座式离合器与透平机的动力输出端相连；所述能量补充单元包括与第一三通第三端相连的第三闸阀，所述的第三闸阀与电机贫液泵的进口相连；所述至少一个脱硫塔装置包括脱硫塔和进液管道，所述进液管道包括与脱硫塔上部进液口相连的第二三通，所述第二三通的第二端通过第一止回阀和第二闸阀与第三调节阀相连，所述第二三通的第三端通过第二止回阀和第四闸阀与电机贫液泵的出口相连；所述脱硫塔包括脱硫塔上部进液口、脱硫塔底部出液口、脱硫塔下部的变换气进气口和脱硫塔上部的变换气出气口。
优选地，所述能量回收单元和能量补充单元分别与两个脱硫塔装置中的进液管道相连。
优选地，所述电机贫液泵与变频电机相连。
优选地，所述脱硫塔的底部出液口与第一调节阀之间设有第三三通，第二调节阀与闪蒸槽之间设有第四三通，第三三通的第三端与第四三通的第三端之间设有流量调节闸阀。
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为30～50℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔的底部出液口后的压力为1.5～2.4MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔的底部出液口排出后，经第一调节阀、透平机和第二调节阀进入闪蒸槽内；所述经透平机回收能量后压力为0.4～0.7MPa；
步骤四：当脱硫塔的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀、透平机和第二调节阀进入闪蒸槽内；另一部分经过第三三通的第三端、流量调节闸阀、第四三通的第三端进入闪蒸槽内；经所述透平机回收能量后压力为0.4～0.7MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机脱硫富液通过座式离合器带动能量回收单元中的贫液泵运行。
本发明通过设置能量回收单元和能量补充单元具有如下目的：1、能量回收单元和能量补充单元中脱硫贫液的流量之和称为系统循环量，该系统循环量相当于透平机中脱硫富液的流量或是等于透平机中脱硫富液和调节阀中脱硫富液之和；当透平机中的流量越大，其能量补充单元中的电机贫液泵的流量越小，因此该装置的整体耗电量就越低；2、能够保证多个脱硫塔装置运行，从而起到了提高该装置工作效率的目的；3、透平机的动力输出端通过座式离合器直接带动能量回收单元中的贫液泵，改变了传统方式中的透平机通过离合器和电机带动贫液泵的观点，减少了能量转换次数，从而达到了回收效率高的目的；该装置通过设置变频电机，使变频电机带动电机贫液泵，正常情况下变频电机中的变频器在80％负荷下运行，另外20％的余量用以应用不正常情况，达到最佳的节电效果；具有设备结构简单、工艺流程设计合理、投资小、效率高的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2所示，本发明包括贫液槽4，贫液槽4通过第一三通2分别与能量回收单元和能量补充单元相连，能量回收单元和能量补充单元分别与至少一个脱硫塔装置中的进液管道相连，脱硫塔1的底部出液口通过管道依次与第一调节阀19、透平机7、第二调节阀21与闪蒸槽3相连；所述能量回收单元包括与第一三通2第二端相连的第一闸阀13，所述第一闸阀13通过能量回收单元中的贫液泵6与第三调节阀14相连；所述能量回收单元中的贫液泵6通过座式离合器16与透平机7的动力输出端相连；所述能量补充单元包括与第一三通2第三端相连的第三闸阀8，所述的第三闸阀8与电机贫液泵5的进口相连；所述至少一个脱硫塔装置包括脱硫塔1和进液管道，所述进液管道包括与脱硫塔1上部进液口相连的第二三通9，所述第二三通9的第二端通过第一止回阀18和第二闸阀17与第三调节阀14相连，所述第二三通9的第三端通过第二止回阀12和第四闸阀11与电机贫液泵5的出口相连；所述脱硫塔1包括脱硫塔上部进液口、脱硫塔底部出液口、脱硫塔下部的变换气进气口和脱硫塔上部的变换气出气口。所述能量回收单元和能量补充单元分别与两个脱硫塔装置中的进液管道相连。所述电机贫液泵5与变频电机22相连。所述脱硫塔1的底部出液口与第一调节阀19之间设有第三三通10，第二调节阀21与闪蒸槽3之间设有第四三通15，第三三通10的第三端与第四三通15的第三端之间设有流量调节闸阀20。
本发明中所述透平机7通过座式离合器16与能量回收单元中的贫液泵6组成液体压力能量回收单元，透平机7采用轴向剖分单级离心式结构，选用高效水力模型，将脱硫富液稳定的压力能经离心式叶轮转化为动能，通过透平机7的轴输出机械功。透平机7的轴经离合器22与能量回收单元中的贫液泵6连接，将回收转化后的机械功传递给能量回收单元中的贫液泵6输送脱硫贫液；上述装置具有回收效率高、占地面积小的特点。
本发明中以系统循环量640m3/h为例，即通过能量回收单元和能量补充单元中脱硫贫液的流量之和为640m3/h考虑调节脱硫塔及贫液槽的液位需要，经过流量调节闸阀20流量定为40m3/h，则进入透平机7的流量为600m3/h；当透平机7进口压力为1.9MPa，出口压力为0.5MPa，脱硫富液的比重1.056，由此计算透平机7可回收功率190KW，能量回收单元中的贫液泵6的扬程246m，脱硫贫液比重1.056，按照轴功率为190KW时计算得能量回收单元中的贫液泵6的流量为200m3/h，则电机贫液泵5的流量为440m3/h。
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为30～50℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为1.5～2.4MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后，经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；所述经透平机7回收能量后压力为0.4～0.7MPa；
步骤四：当脱硫塔1的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀20，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；另一部分经过第三三通10的第三端、流量调节闸阀20、第四三通15的第三端进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.4～0.7MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
为了更加详细的解释本发明，现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下：
实施例一
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为30℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为1.5MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后，经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.4MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
实施例二
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为50℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为2.4MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后，经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.7MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
实施例三
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为40℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为1.95MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后，经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.55MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
实施例四
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为30℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为1.5MPa；
步骤三：当脱硫塔1的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀20，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；另一部分经过第三三通10的第三端、流量调节闸阀20、第四三通15的第三端进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.4MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
实施例五
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为50℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为2.4MPa；
步骤三：当脱硫塔1的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀20，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；另一部分经过第三三通10的第三端、流量调节闸阀20、第四三通15的第三端进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.7MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
实施例六
一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：贫液槽4内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔1内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔1内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为40℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔1后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔1的底部出液口后的压力为1.95MPa；
步骤三：当脱硫塔1的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀20，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔1的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀19、透平机7和第二调节阀21进入闪蒸槽3内；另一部分经过第三三通10的第三端、流量调节闸阀20、第四三通15的第三端进入闪蒸槽3内；经所述透平机7回收能量后压力为0.55MPa。所述步骤三中和步骤四中通过透平机7脱硫富液通过座式离合器16带动能量回收单元中的贫液泵6运行。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。上文的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种节能型湿法脱硫装置，包括贫液槽(4)，其特征在于：贫液槽(4)通过第一三通(2)分别与能量回收单元和能量补充单元相连，能量回收单元和能量补充单元分别与至少一个脱硫塔装置中的进液管道相连，脱硫塔(1)的底部出液口通过管道依次与第一调节阀(19)、透平机(7)、第二调节阀(21)与闪蒸槽(3)相连；
所述能量回收单元包括与第一三通(2)第二端相连的第一闸阀(13)，所述第一闸阀(13)通过能量回收单元中的贫液泵(6)与第三调节阀(14)相连；所述能量回收单元中的贫液泵(6)通过座式离合器(16)与透平机(7)的动力输出端相连；
所述能量补充单元包括与第一三通(2)第三端相连的第三闸阀(8)，所述的第三闸阀(8)与电机贫液泵(5)的进口相连；
所述至少一个脱硫塔装置包括脱硫塔(1)和进液管道，所述进液管道包括与脱硫塔(1)上部进液口相连的第二三通(9)，所述第二三通(9)的第二端通过第一止回阀(18)和第二闸阀(17)与第三调节阀(14)相连，所述第二三通(9)的第三端通过第二止回阀(12)和第四闸阀(11)与电机贫液泵(5)的出口相连；所述脱硫塔(1)包括脱硫塔上部进液口、脱硫塔底部出液口、脱硫塔下部的变换气进气口和脱硫塔上部的变换气出气口。
2.根据权利要求1所述一种节能型湿法脱硫装置，其特征在于：所述能量回收单元和能量补充单元分别与两个脱硫塔装置中的进液管道相连。
3.根据权利要求1所述一种节能型湿法脱硫装置，其特征在于：所述电机贫液泵(5)与变频电机(22)相连。
4.根据权利要求1所述一种节能型湿法脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔(1)的底部出液口与第一调节阀(19)之间设有第三三通(10)，第二调节阀(21)与闪蒸槽(3)之间设有第四三通(15)，第三三通(10)的第三端与第四三通(15)的第三端之间设有流量调节闸阀(20)。
5.一种如权利要求1所述的节能型湿法脱硫装置的工艺方法，其特征在于：该工艺方法包括如下步骤：
步骤一：贫液槽(4)内的脱硫贫液分为两部分，一部分通过能量回收单元分别进入若干个脱硫塔(1)内，另一部分通过能量补充单元进入若干个脱硫塔(1)内；所述的脱硫贫液成分为碳酸钠、偏钒酸钠、烤胶和水，所述脱硫贫液的温度为30～50℃；
步骤二：当能量回收单元和能量补充单元中的脱硫贫液进入脱硫塔(1)后与变换气逆流接触后，吸收变换气中的硫化氢变为脱硫富液；所述脱硫富液通过脱硫塔(1)的底部出液口后的压力为1.5～2.4MPa；
步骤三：所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔(1)的底部出液口排出后，经第一调节阀(19)、透平机(7)和第二调节阀(21)进入闪蒸槽(3)内；经透平机(7)回收能量后压力为0.4～0.7MPa；
步骤四：当脱硫塔(1)的液位高度达到脱硫塔液位量程的90％时，打开流量调节闸阀(20)，使所述步骤二中脱硫富液自脱硫塔(1)的底部出液口排出后分为两部分，一部分经第一调节阀(19)、透平机(7)和第二调节阀(21)进入闪蒸槽(3)内；另一部分经过第三三通(10)的第三端、流量调节闸阀(20)、第四三通(15)的第三端进入闪蒸槽(3)内；经所述透平机(7)回收能量后压力为0.4～0.7MPa。
6.根据权利要求5所述的一种节能型湿法脱硫装置的工艺方法，其特征在于：所述步骤三中和步骤四中通过透平机(7)脱硫富液通过座式离合器(16)带动能量回收单元中的贫液泵(6)运行。
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