CN106635183A - 低温甲醇洗能量回收再利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低温甲醇洗能量回收再利用装置，其主要特征是利用低温甲醇洗系统，将离开甲醇吸收塔的富液甲醇通过减压阀直接减压造成的能量损失，通过安装液力透平机带动发电机组的形式发电；转化的电能驱动螺杆冰机制冷，制取的冷量进入热再生塔塔顶酸气深冷器，取代原来的氨冷器；也可将转化的电能驱动热再生塔进料泵。本发明不仅实现回收能量的就地转化和节约用电，同时也降低了氨压机的负荷，对于大型化工装置，可以作为企业节能降耗的一项重要措施，给企业带来客观的经济效益。

Description

低温甲醇洗能量回收再利用装置
技术领域
本发明属于煤化工节能领域，特别是涉及一种低温甲醇洗能量回收再利用装置。
背景技术
目前低温甲醇洗工艺技术成熟，在工业上有着很好的应用业绩，我国大多数化工企业都采用低温甲醇洗工艺脱除粗合成气中的CO2、H2S、COS等酸性气体，它主要是利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体，是一种物理吸收法。
鉴于低温甲醇洗的工艺流程中，主要有两股在甲醇吸收塔吸收酸气的富甲醇液全部采用减压阀直接减压进入再生系统，高压富甲醇液在减压过程中存在很大的能量损失，这部分能量被白白浪费掉，那么液力透平发电就是一种很好的能量回收方式。随着国内外化工装置规模越来越大，低温甲醇洗装置必然趋于大型化发展，使低温甲醇洗溶液的循环量不断增加，可回收的高压余能从节能降耗和经济效益上显得尤为突出，逐渐引起人们的重视。
在企业实际生产过程中，液力透平发电的应用形式主要以并网发电和就地利用两种，目前并网发电方式系统复杂，操作过程比较繁琐，对操作人员的水平要求比较高，对于外网的兼容性比较差；而就地利用受现场和工艺条件的影响，回收能量有限，使用范围比较窄，因此化工企业在实际应用中要因地制宜尽量将回收的能量就地转化，同时充分利用原有的设备节省投资。
发明内容
本发明的目的就在于克服实际运行过程中的缺陷，而提出了一种低温甲醇洗能量回收再利用装置，能够有效地回收系统中损失的能量，将回收的能量就地转化利用，为企业节能降耗提供一种新的思路和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低温甲醇洗能量回收再利用装置，包括甲醇吸收塔和热再生塔，所述甲醇吸收塔通过管道依次连接第一氨冷器、第一液力透平机和第一闪蒸槽；甲醇吸收塔还通过管道依次连接第二氨冷器、第二液力透平机和第二闪蒸槽，所述的第一液力透平机和第二液力透平机均与发电机组相连；
所述热再生塔通过管道依次连接塔顶冷凝器、回流槽、酸气深冷器和酸气分离器，酸气分离器分别连接H2S浓缩塔和硫回收系统，所述回流槽底部与塔顶回流泵入口相连，塔顶回流泵出口与热再生塔相连；
发电机组通过变压器和电缆与氨制冷螺杆冰机相连，所述氨制冷螺杆冰机与酸气深冷器入口相连，酸气深冷器的出口与氨制冷螺杆冰机入口相连；
H2S浓缩塔依次连接热再生塔进料泵、进料预热器和热再生塔，的发电机组通过变压器和电缆也可与热再生塔进料泵相连。
在本发明的一个较佳实施例中，为了增强连接性和稳定性，第一液力透平机和第二液力透平机轴的输出端与发电机组的驱动端相连。
在本发明的一个较佳实施例中，发电机组转化的电能通过变压器和电缆可以与氨制冷螺杆冰机相连，适应性强，适应范围广。
在本发明的一个较佳实施例中，为了扩大再利用装置的适用范围，发电机组转化的电能通过变压器和电缆也可以与其功率相匹配的热再生塔进料泵相连。
在本发明的一个较佳实施例中，氨制冷螺杆冰机和热再生塔进料泵的驱动包括双电源切换开关，适应和应用范围广。
本发明的有益效果是：低温甲醇洗能量回收再利用装置，能够有效地回收富甲醇液减压过程损失的能量转化成电能，利用回收的电能驱动氨制冷螺杆冰机为低温甲醇洗提供冷量，或者驱动热再生塔进料泵，使回收的能量能够就地转化和充分利用，具有结构简单，设备投资小，设计布局合理，能够为企业增加经济效益，提高企业的核心竞争力。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中： 1为甲醇吸收塔、2为第一氨冷器、3为第一液力透平机、4为第一闪蒸槽、5为发电机组、6为变压器、7为第二氨冷器、8为第二液力透平机、9为第二闪蒸槽、10为氨制冷螺杆冰机、11为热再生塔、12为塔顶冷凝器、13为回流槽、14为塔顶回流泵、15为酸气深冷器、16为酸气分离器、17为H2S浓缩塔、18为热再生塔进料泵、19为进料预热器、20为电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示一种低温甲醇洗能量回收再利用装置，包括甲醇吸收塔和热再生塔，从甲醇吸收塔1上塔底部出来的富CO2甲醇液进入第一氨冷器2，经第一氨冷器2降温后设置第一液力透平机3，透平出来的甲醇液流入第一闪蒸槽4进行闪蒸；从甲醇吸收塔1下塔底部出来的含H2S甲醇液进入第二氨冷器7，经第二氨冷器7降温后设置第二液力透平机8，透平出来的甲醇液流入第二闪蒸槽9进行闪蒸，所述的第一液力透平机3和第二液力透平机8均与发电机组5相连进行发电，转化的电能通过变压器6和电缆20驱动设备做功；从热再生塔11塔顶出来的再生气经塔顶冷凝器12进入回流槽13，出回流槽13顶的再生气经酸气深冷器15进入酸气分离器16，分离的H2S气体一部分经复热后送入硫回收工序，另一部分进入H2S浓缩塔17，出酸气分离器16的液相也进入H2S浓缩塔17，从回流槽13底部出来的甲醇液经塔顶回流泵14加压进入热再生塔11作为回流液使用；来自H2S浓缩塔17的甲醇液通过管道经热再生塔进料泵18送入进料预热器19，预热后的甲醇液进入热再生塔11再生。发电机转化的电能通过变压器6和电缆20驱动氨制冷螺杆冰机10，制取的冷量经管道进入酸气深冷器15换热后回到氨制冷螺杆冰机10入口，通过氨制冷螺杆冰机10取代氨压缩机输送的冷量；还可以利用变压器6和电缆20驱动热再生塔进料泵18，给H2S浓缩塔17塔底的甲醇液加压进入热再生塔11再生，取代泵的外网供电模式；所述的液力透平机转化的电能驱动氨制冷螺杆冰机10或者热再生塔进料泵18时，都设置有双电源切换开关。
本发明的工作原理如下：从甲醇吸收塔上塔底部出来的富CO2甲醇液温度：-19.74℃，压力：3.5Mpa，流量：205150Kg/h，其液相组成为：CH3OH 77.64％，CO2 21.91％，H20.28％，N2 0.018％，H2O 0.09％，CO 0.062％ ；进入第一氨冷器降温至-32.85℃，经第一液力透平机透平减压至0.9Mpa后进入第一闪蒸槽进行闪蒸，所述的透平机带动发电机组发电，透平效率按80%计算，发电效率按92%计算，第一透平机的发电量为118.5KW；从甲醇吸收塔下塔底部出来的含H2S甲醇液温度：-18.85℃，压力：3.5Mpa，流量：165800Kg/h，其液相组成为：CH3OH 76.48％，CO2 21.96％，H2 0.21％，N2 0.015％，H2O 0.09％，CO 0.265％，H2S0.98%，经第二透平机减压至0.9Mpa的发电量为96KW，因此发电机组的总发电量为214.5KW；所述的热再生塔塔顶再生气经酸气深冷器温度降至-33.05℃，需要的冷量为250KW，氨制冷螺杆冰机的能效比按1.5计算，需要的电量为166.7KW，由此透平发的电量可以拖动氨制冷螺杆冰机，所述的热再生塔进料泵电机的轴功率为183KW，由此透平发的电量也可以拖动热再生塔进料泵，当透平机检修和系统工况不稳定时，氨制冷螺杆冰机和热再生塔进料泵可以通过双电源切换开关，变成外网供电驱动。
需要强调的是：以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种低温甲醇洗能量回收再利用装置，其特征在于：包括甲醇吸收塔（1）和热再生塔（11），所述甲醇吸收塔（1）通过管道依次连接第一氨冷器（2）、第一液力透平机（3）和第一闪蒸槽（4）；所述甲醇吸收塔（1）还通过管道依次连接第二氨冷器（7）、第二液力透平机（8）和第二闪蒸槽（9），所述的第一液力透平机（3）和第二液力透平机（8）均与发电机组（5）相连；
所述热再生塔（11）通过管道依次连接塔顶冷凝器（12）、回流槽（13）、酸气深冷器（15）和酸气分离器（16），所述酸气分离器（16）分别连接H2S浓缩塔（17）和硫回收系统，所述回流槽（13）底部与塔顶回流泵（14）入口相连，塔顶回流泵（14）出口与热再生塔（11）相连；
所述的发电机组（5）通过变压器（6）和电缆（20）与氨制冷螺杆冰机（10）相连，所述氨制冷螺杆冰机（10）与酸气深冷器（15）入口相连，酸气深冷器（15）的出口与氨制冷螺杆冰机（10）入口相连；
所述H2S浓缩塔（17）依次连接热再生塔进料泵（18）、进料预热器（19）和热再生塔（11），所述的发电机组（5）通过变压器（6）和电缆（20）也可与热再生塔进料泵（18）相连。
2.根据权利要求1所述的低温甲醇洗能量回收再利用装置，其特征在于：所述第一液力透平机（3）和第二液力透平机（8）轴的输出端与发电机组（5）的驱动端相连。
3.根据权利要求1所述的低温甲醇洗能量回收再利用装置，其特征在于：所述发电机组（5）转化的电能通过变压器（6）和电缆（20）可以与氨制冷螺杆冰机（10）相连。
4.根据权利要求1所述的低温甲醇洗能量回收再利用装置，其特征在于：所述发电机组（5）转化的电能通过变压器（6）和电缆（20）也可以与其功率相匹配的热再生塔进料泵（18）相连。
5.根据权利要求3-4中任一项所述的低温甲醇洗能量回收再利用装置，其特征在于：氨制冷螺杆冰机（10）和热再生塔进料泵（18）的驱动包括双电源切换开关。
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