CN107630728B - Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法 - Google Patents

Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107630728B
CN107630728B CN201610567303.0A CN201610567303A CN107630728B CN 107630728 B CN107630728 B CN 107630728B CN 201610567303 A CN201610567303 A CN 201610567303A CN 107630728 B CN107630728 B CN 107630728B
Authority
CN
China
Prior art keywords
working medium
pressure
pressure working
low
waste heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610567303.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107630728A (zh
Inventor
徐四清
江宁
王德慧
张晟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to CN201610567303.0A priority Critical patent/CN107630728B/zh
Publication of CN107630728A publication Critical patent/CN107630728A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107630728B publication Critical patent/CN107630728B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种CO变换反应余热回收装置及方法,将朗肯循环和CO变换反应结合,回收反应余热资源,将余热的热能转换为机械能做功,可以节约能源;同时,通过构建双回路朗肯循环,使得CO变换反应产生的高温热能低温热都能得到充分利用,有效提高热回收效率。本实发明还涉及一种CO变换反应系统,该系统利用所述的余热回收装置实现反应气体的余热回收。

Description

CO变换反应系统、CO变换反应余热回收装置及方法
技术领域
本发明涉及一种CO变换反应余热回收的装置及方法,以及一种利用该余热回收装置的CO变换反应系统。
背景技术
CO变换反应是一个可逆的、放热的反应,其反应方程式为:
Figure BDA0001052796960000011
当原料气中的CO含量较高时,必须及时移走反应热,否则将导致变换气温度急剧上升,对变换反应器内的催化剂会产生较大的损害,降低催化剂寿命;同时变换反应是可逆反应,不及时移走反应热,会导致反应不能向深度进行。
对于要求CO变换反应彻底进行的工艺,传统的方法是在主变换器之后再设置一级或两级低温绝热变换反应器,但该方法需要的反应器数量较多成本较大。针对传统方法的不足,近年来出现了用等温变换反应器替代已有的低温绝热变换反应器的工艺。等温变换反应器可以控制变换反应在一个相对温和的温度区间内反应,这不仅可以延长价格高昂的催化剂的使用寿命,而且可以减少反应器的数量。但是目前采用此种等温变换反应器仅能产生10~16bar的饱和蒸汽,在煤化工厂,这种级别的热能无处消耗,如果这些余热不经过回收而直接排向周围环境,不仅浪费能源更直接影响环境。
发明内容
本发明提供了一种余热回收装置及方法,将朗肯循环和CO变换反应结合,将反应余热资源回收,可以节约能源;同时,通过构建双回路朗肯循环回路,使得CO变换反应产生的高温热能低温热都能得到充分利用。
本发明提供了一种CO变换反应余热回收装置,包括:膨胀机、工质冷凝器、工质升压件、高压工质加热器、等温变换反应器和低压工质蒸发器,其中,所述膨胀机、所述工质冷凝器、所述工质升压件、所述高压工质加热器和所述等温变换反应器通过管路依次连接,且所述等温变换反应器的工质出口与所述膨胀机的入口连通,以构成第一朗肯循环回路;所述膨胀机、所述工质冷凝器、所述工质升压件、所述低压工质蒸发器通过管路依次连接,且低压工质蒸发器的工质出口与所述膨胀机的入口连通,以构成第二朗肯循环回路。朗肯循环系统结构简单,占用资源少,机组容量可以灵活配置,并且,双回路朗肯循环的设计可以充分利用不同品位的反应余热,尤其是低品位余热,使工质吸热效率更高。
在一种实施方式中,所述工质升压件为一个多级泵,所述多级泵的高压出口与所述第一朗肯循环回路中的高压工质加热器的工质入口连接,所述多级泵的低压出口与第二朗肯循环回路中的低压工质蒸发器的工质入口连接。通过一个多级泵将工质升压成高压工质和低压工质两路,使得装置布局紧凑可以节约空间。
在一种实施方式中,所述工质升压件包括一个高压工质泵和一个低压工质泵,在所述第一朗肯循环回路中,所述高压工质泵设置于冷凝器和所述高压工质加热器之间;在所述第二朗肯循环回路中,所述低压工质泵设置于冷凝器和所述低压工质蒸发器之间。
在一种实施方式中,所述工质升压件包括一个高压工质泵和一个减压阀,所述冷凝器的出口连接所述高压工质泵的入口,在所述第一朗肯循环回路中,所述高压工质泵的出口连接所述高压工质加热器的工质入口;在所述第二朗肯循环回路中,所述高压工质泵的出口和所述低压工质蒸发器的工质入口之间还设置有减压阀。两条朗肯循环回路共用一个高压工质升压泵,使得装置布局紧凑可以节约空间。
在一种实施方式中,CO变换反应余热回收装置还包括高压工质过热器,所述高压工质过热器设置在所述等温变换反应器和所述膨胀机之间。高压工质过热器可以利用反应气体的热能进一步加热高压工质,充分回收余热。
在一种实施方式中,在所述的两条朗肯循环回路中循环的工质为有机工质,所述有机工质可以是单一有机工质,也可以由多种有机工质混合构成。可以采用单一一种工质如氟利昂或正戊烷或其他符合工艺条件的有机工质。为了充分利用不同工质的不同优点,也可以采用混合工质,如异丁烷和异戊烷。有机工质对较低温度热源的利用有更高的效率,具有化学稳定性高,传热性能好,价格低廉等优点,针对不同工艺和不同的冷却水条件选择有机工质,可以提高余热回收的效率。
在一种实施方式中,膨胀机可以是一个或多个轴流式透平,和/或一个或多个向心式透平,和/或一个或多个螺杆膨胀机,和/或一个或多个涡旋膨胀机。针对不同的有机工质或装配空间的需求选择不同的膨胀机和膨胀机组合,可以充分地将回收的热能转换为机械能做功,有效地将热能转化为机械能再进一步转化成电能。
本发明还提供了一种CO变换反应系统,其特征在于,所述CO变换反应系统包括上述任一一种的CO变换反应余热回收装置,所述CO变换反应余热回收装置用于回收利用反应气体的热能。
在一种实施方式中,所述反应气体依次通过所述等温变换反应器、所述高压工质加热器和所述低压工质蒸发器后进入下游工序。所述反应气体在所述等温变换反应器中进行变换反应,所述等温变换反应器的出气口依次连接所述高压工质加热器、所述低压工质蒸发器。反应气体依次经过高压工质加热器和低压工质蒸发器,通过高压工质加热器和低压工质蒸发器这两个工质换热器,反应气体将自身的余热传递给工质,这样,反应气体在经过高压工质加热器和低压工质蒸发器后温度依次递减,高压工质加热器中高压工质吸收热量变成高温液体,所述的高温液体再通过等温变换反应器进一步加热成为饱和蒸汽;低压工质蒸发器中低压工质吸收热量蒸发成为饱和蒸汽。采用这样的装置布局将CO变换反应系统和余热回收装置相结合,可以充分利用工质的吸热区间,提高余热回收效率,实现系统长期稳定运行。
在一种实施方式中,该CO变换反应系统还包括反应气体预热装置,反应气体预热装置的出气口与所述等温变换反应器的进气口相连接,所述预热装置用于将所述反应气体加热至起活温度。利用预热装置将所述反应气体加热至起活温度再进入等温反应器反应,可以使反应更容易操控。
在一种实施方式中,所述反应气体预热装置包括绝热反应器和反应气体换热器,所述反应气体换热器与所述绝热反应器的进气口和出气口相连接形成闭合循环回路。将少部分的CO在绝热反应器中先进行反应,将产生的热能用于提前预热反应气体,可以发挥传统绝热变换与直接等温变换各自的优势,缩短流程、降低系统阻力,实现装置长周期稳定运行。
本发明还提供了一种CO变换反应余热回收方法,该方法利用了上述任一一种的CO变换反应余热回收装置,包括以下步骤:
高压工质依次通过所述高压工质加热器、所述等温变换反应器被逐级加热成汽相工质后进入所述膨胀机做功;
低压工质通过所述低压工质蒸发器,被加热成饱和汽相工质后进入所述膨胀机做功;
所述高压工质和所述低压工质在所述膨胀机内汇合后经膨胀机的出口进入所述工质冷凝器后凝结成为液态,液态的工质通过所述工质升压件升压后再次分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。工质推动膨胀机做功进行能量回收,将热能转化为机械能再进一步转化成电能,使CO变换反应产生的高温热能低温热能得到充分利用。
在一种实施方式中,所述工质升压件为一个多级泵,所述多级泵的高压出口排出高压工质进入所述第一朗肯循环回路进行循环,所述多级泵的低压出口排出低压工质进入所述第二朗肯循环回路进行循环。
在一种实施方式中,在所述方法中,所述工质升压件包括高压工质升压泵和低压工质升压泵,冷凝器排出的液态的工质分别通过所述高压工质泵和所述低压工质泵升压后成为高压工质和低压工质分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。
在一种实施方式中,所述工质升压件包括一个高压工质泵和一个减压阀,冷凝器排出的液态的工质通过所述高压工质泵升压成为高压工质,一部分高压工质进入所述第一朗肯循环回路进行循环;另一部分高压工质通过所述减压阀后成为低压工质再进入所述第二朗肯循环回路进行循环。
在一种实施方式中,所述CO变换反应余热回收装置还包括高压工质过热器,在所述第一朗肯循环中,高压工质依次通过所述高压工质加热器、所述等温变换反应器和高压工质过热器被逐级加热成汽相工质后进入所述膨胀机做功。
附图说明
下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明,其中:
图1是本发明提供的CO变换反应余热回收装置的一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图;
图2是本发明提供的CO变换反应余热回收装置的另一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图;
图3是本发明提供的CO变换反应余热回收装置的又一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图;
图4是本发明提供的CO变换反应系统的另一种实施例的示意图。
标号说明:
1:CO变换反应余热回收装置
10:膨胀机
11:工质冷凝器
12:工质升压件
13:高压工质加热器
130a:高压工质加热器进气口
130b:高压工质加热器出气口
132a:高压工质加热器工质入口
132b:高压工质加热器工质出口
14:等温变换反应器
140a:等温变换反应器进气口
140b:等温变换反应器出气口
142a:等温变换反应器工质入口
142b:等温变换反应器工质出口
15:高压工质过热器
21:减压阀
22:低压工质蒸发器
220a:低压工质蒸发器进气口
220b:低压工质蒸发器出气口
222a:低压工质蒸发器工质入口
222b:低压工质蒸发器工质出口
30:反应气体预热装置
32:绝热反应器
33:反应气体换热器
具体实施方式
为了对发明的技术特征、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分。对于多个相同的构成部分,有时对其中之一标以符号,而对其他省略符号。
下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解,可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。
本发明中涉及的CO变换反应是一个可逆的、放热的反应,针对目前采用等温变换反应器所产生的热能品位不高很难回收这一技术问题,本发明提出了一种CO变换反应余热回收装置以及具有该余热回收装置的CO变换反应系统。
图1是本发明提供的CO变换反应余热回收装置一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图。图1中,CO变换反应余热回收装置(1)包括:膨胀机(10)、工质冷凝器(11)、工质升压件(12)、高压工质加热器(13)、等温变换反应器(14)和低压工质蒸发器(22),其中,膨胀机(10)、工质冷凝器(11)、工质升压件(12)通过管路依次连接。
在一种实施方式中,所述工质升压件(12)为一个多级泵,多级泵具有两只或两只以上叶轮,可以分段地多级次地将工质吸入、排出。多级泵具有两个出口端分别为高压工质出口和低压工质出口,多级泵的高压出口连通高压工质加热器的工质入口(132a),高压工质加热器的工质出口(132b)连通等温变换反应器的工质入口(142a),且等温变换反应器的工质出口(142b)与所述膨胀机(10)的入口连通,以构成第一朗肯循环回路。高压工质在高压工质加热器(13)中吸收热量变成高温液态工质,高温液态工质再通过等温变换反应器(14)进一步加热成为汽相工质后进入所述膨胀机(10)做功;多级泵的低压出口连通低压工质蒸发器的工质入口(222a),低压工质蒸发器的工质出口(222b)连通膨胀机(10)的入口,以构成第二朗肯循环回路。低压工质在低压工质蒸发器(22)中吸热蒸发,被加热成饱和汽相工质后进入膨胀机(10)做功;所述高压工质和所述低压工质在膨胀机(10)内汇合后经膨胀机出气口进入所述工质冷凝器(11)后凝结成为液态,液态的工质通过工质泵(121,122)升压后再次分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。
图1中还展示了利用CO变换反应余热回收装置(1)的CO反应系统。达到起活温度(约220℃-240℃)的上游反应气体进入等温变换反应进气口(140a),在等温变换反应器(14)中进行等温变换反应,反应温度维持在260℃-270℃的温度区间。反应后的气体通过等温变换反应器出气口(140b)排出,进入高压工质加热器的进气口(130a),高压工质加热器(13)中反应气体温度在250℃-260℃左右,高压工质加热器(13)是一种换热器,高温的反应气体在高压工质加热器(13)中将一部分热能传递给高压工质,高压工质被加热成为高温液态工质。高温的反应气体在通过高压工质加热器(13)进行换热后温度下降,经高压工质加热器的出气口(130b)排出后再通过低压工质蒸发器的进气口(220a)进入低压工质蒸发器(22),低压工质蒸发器(22)也是一种换热器,反应气体将自身的余热传递给低压工质,使得低压工质被蒸发成饱和蒸汽。这样,反应气体在经过高压工质加热器(13)和低压工质蒸发器(22)后温度依次递减,冷却后的反应气体进入下游工序。
不同压力的工质的最佳吸热空间不同,高压工质的吸热温度区间比较高,无法吸收较低温度的热能,而低压工质在较低温度下即可吸热蒸发。所以,利用高压工质加热器(13)和高压工质进行换热,保证高压工质能在较高的温度区间吸热。反应后的具有一定热量的气体先经过高压工质加热器(13)经过换热温度下降后再进入低压工质蒸发器(22),可以充分利用反应气体各个温度区间的余热。
图2是本发明提供的CO变换反应余热回收装置另外一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图。图2中,所述工质升压件(12)包括高压工质升压泵(121)和低压工质升压泵(122),其中,高压工质泵(121)的出口连通高压工质加热器的工质入口(132a),高压工质加热器的工质出口(132b)连通等温变换反应器的工质入口(142a),且等温变换反应器的工质出口(142b)与所述膨胀机(10)的入口连通,以构成第一朗肯循环回路。高压工质在高压工质加热器(13)中吸收热量变成高温液态工质,高温液态工质再通过等温变换反应器(14)进一步加热成为汽相工质后进入所述膨胀机(10)做功;低压工质泵(122)的出口连通低压工质蒸发器的工质入口(222a),低压工质蒸发器的工质出口(222b)连通膨胀机(10)的入口,以构成第二朗肯循环回路。低压工质在低压工质蒸发器(22)中吸热蒸发,被加热成饱和汽相工质后进入膨胀机(10)做功;所述高压工质和所述低压工质在膨胀机(10)内汇合后经膨胀机出气口进入所述工质冷凝器(11)后凝结成为液态,液态的工质通过工质泵(121,122)升压后再次分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。
图3是本发明提供的CO变换反应余热回收装置又一种实施例以及利用该余热回收装置的CO变换反应系统的示意图。图3中,工质升压件(12)包括减压阀(21)。在该实施例中,高压工质泵(123)的出口分为两路,一路直接与高压工质加热器的工质入口(132a)连通,另一路先经过减压阀(21)再连通低压工质蒸发器的工质入口(222a)。冷凝器(11)排出的液态工质经过高压工质泵(123)升压成为高压工质,这其中一部分高压工质直接进入第一朗肯循环回路进行循环,而另一部分高压工质则经过减压阀(21),经过减压阀(21)后高压工质的压力降低,成为低压工质,这些低压工质再进入第二朗肯循环回路进行循环。
在一种实施方式中,在等温变换反应器的工质出口(142b)和膨胀机(10)的入口之间设置高压工质过热器(15)。高压工质过热器(15)是一种换热器,它同时也与上游反应气体的进气口和等温反应器的进气口(140a)连通。高压工质过热器(15)将反应气体的一部分热能加热高压工质使其变成过热汽相工质再进入膨胀机(10)做功。这样可以更加充分彻底地利用反应气体的热能。高压工质过热器(15)可以以相同的安装方式设置于图1、图2和图3所示的实施方式中,达到将高压工质加热成过热状态的技术效果。
在一种实施方式中,在所述的两条朗肯循环回路中循环的工质为有机工质,所述有机工质可以是单一有机工质,也可以由多种有机工质混合构成。可以采用单一一种工质如氟利昂或正戊烷或其他符合工艺条件的有机工质。为了充分利用不同工质的不同优点,也可以采用混合工质,如异丁烷和异戊烷。有机工质对较低温度热源的利用有更高的效率,具有化学稳定性高,传热性能好,价格低廉等优点,针对不同工艺和不同的冷却水条件选择有机工质,可以提高余热回收的效率。
在一种实施方式中,膨胀机(10)可以是一个或多个轴流式透平,和/或一个或多个向心式透平,和/或一个或多个螺杆膨胀机,和/或一个或多个涡旋膨胀机。针对不同工质或装配空间的需求选择不同的膨胀机和膨胀机组合,可以充分地将回收的热能转换为机械能做功。
图4是本发明提供的CO变换反应系统的另一种实施例的示意图,其中,反应气体预热装置(30)设置于等温变换反应器(14)的上游。
CO变换反应需要参加反应的气体达到起活温度反应才能进行。在一种实施方式中,来自上游的温度约180℃的反应气体通过反应气体换热器(33)预热,预热后的气体达到变换反应的起活温度(220℃-240℃)后进入绝热反应器(32)。通过调整控制绝热反应器(32)的工艺参数,使得一小部分反应气体在绝热反应器(32)中反应放热产生一部分热能,绝热反应器(32)出口的反应气体温度可达到300℃。这些经过预热的高温反应气体再进入等温变换反应器(14)进行变换反应的主反应,在等温变换反应器(14)中的变换反应产生的反应热由CO变换反应余热回收装置(1)回收,将热能转换为机械能做功再转化为电能,反应后的气体通过冷却器(31)冷却后进入下游工序。利用预热装置(30)将所述反应气体加热至起活温度再进入等温反应器(14)反应,可以使反应更容易操控。
在本文中,“示意性”表示“充当实例、例子或说明”,不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明,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例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种CO变换反应余热回收装置(1),其特征在于,包括:膨胀机(10)、工质冷凝器(11)、工质升压件(12)、高压工质加热器(13)、等温变换反应器(14)和低压工质蒸发器(22),其中,
所述膨胀机(10)、所述工质冷凝器(11)、所述工质升压件(12)、所述高压工质加热器(13)和所述等温变换反应器(14)通过管路依次连接,且所述等温变换反应器的工质出口(142b)与所述膨胀机(10)的入口连通,以构成第一朗肯循环回路;
所述膨胀机(10)、所述工质冷凝器(11)、所述工质升压件(12)、所述低压工质蒸发器(22)通过管路依次连接,且低压工质蒸发器工质出口(222b)与所述膨胀机(10)的另一入口连通,以构成第二朗肯循环回路;
反应气体依次通过所述等温变换反应器(14),所述高压工质加热器(13)和所述低压工质蒸发器(22)后进入下游工序。
2.如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,所述工质升压件(12)为一个多级泵,所述多级泵的高压出口与所述第一朗肯循环回路中的高压工质加热器的工质入口(132a)连接,所述多级泵的低压出口与第二朗肯循环回路中的低压工质蒸发器的工质入口(222a)连接。
3.如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,所述工质升压件(12)包括一个高压工质泵(121)和一个低压工质泵(122),在所述第一朗肯循环回路中,所述高压工质泵(121)设置于工质冷凝器(11)和所述高压工质加热器(13)之间;在所述第二朗肯循环回路中,所述低压工质泵(122)设置于工质冷凝器(11)和所述低压工质蒸发器(22)之间。
4.如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,所述工质升压件(12)包括一个高压工质泵(123)和一个减压阀(21),所述工质冷凝器(11)的出口连接所述高压工质泵(123)的入口,在所述第一朗肯循环回路中,所述高压工质泵(123)的出口连接所述高压工质加热器的工质入口(132a);在所述第二朗肯循环回路中,所述高压工质泵(123)的出口和所述低压工质蒸发器的工质入口(222a)之间还设置有减压阀(21)。
5.如权利要求1-4任一项所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,还包括高压工质过热器(15),所述高压工质过热器(15)设置在所述等温变换反应器(14)和所述膨胀机(10)之间。
6.如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,在两条朗肯循环回路中循环的工质为有机工质,所述有机工质为单一有机工质,或由多种有机工质混合构成。
7.如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置,其特征在于,所述膨胀机(10)是一个或多个轴流式透平,和/或一个或多个向心式透平,和/或一个或多个螺杆膨胀机,和/或一个或多个涡旋膨胀机。
8.一种CO变换反应系统,其特征在于,所述CO变换反应系统包括如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置(1),所述CO变换反应余热回收装置(1)用于回收利用反应气体的热能。
9.如权利要求8所述的CO变换反应系统,其特征在于,还包括:
反应气体预热装置(30),所述反应气体预热装置(30)的出气口与所述等温变换反应器进气口(140a)连通,所述反应气体预热装置(30)用于将所述反应气体加热至起活温度。
10.如权利要求9所述的CO变换反应系统,其特征在于,所述反应气体预热装置(30)包括绝热反应器(32)和反应气体换热器(33),所述反应气体换热器(33)与所述绝热反应器(32)的进气口和出气口相连接形成闭合循环回路。
11.一种CO变换反应余热回收方法,其特征在于,所述方法利用如权利要求1所述的CO变换反应余热回收装置(1)进行余热回收,包括以下步骤:
高压工质依次通过所述高压工质加热器(13)、所述等温变换反应器(14)被逐级加热成汽相工质后进入所述膨胀机(10)做功;
低压工质通过所述低压工质蒸发器(22),被加热成饱和汽相工质后进入所述膨胀机(10)做功;
所述高压工质和所述低压工质在所述膨胀机(10)内汇合后经膨胀机出口进入所述工质冷凝器(11)后凝结成为液态,液态的工质通过所述工质升压件(12)升压后再次分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。
12.如权利要求11所述的CO变换反应余热回收方法,其特征在于,在所述方法中,所述工质升压件(12)为一个多级泵,所述多级泵的高压出口排出高压工质进入所述第一朗肯循环回路进行循环,所述多级泵的低压出口排出低压工质进入所述第二朗肯循环回路进行循环。
13.如权利要求11所述的CO变换反应余热回收方法,其特征在于,在所述方法中,所述工质升压件(12)包括高压工质泵(121)和低压工质泵(122),工质冷凝器(11)排出的液态的工质分别通过所述高压工质泵(121)和所述低压工质泵(122)升压后成为高压工质和低压工质分别进入所述第一朗肯循环回路和所述第二朗肯循环回路进行循环。
14.如权利要求11所述的CO变换反应余热回收方法,其特征在于,在所述方法中,所述工质升压件(12)包括一个高压工质泵(123)和一个减压阀(21),工质冷凝器(11)排出的液态的工质通过所述高压工质泵(123)升压成为高压工质,一部分高压工质进入所述第一朗肯循环回路进行循环;另一部分高压工质通过所述减压阀(21)后成为低压工质再进入所述第二朗肯循环回路进行循环。
15.如权利要求11-14任一项所述的CO变换反应余热回收方法,其特征在于,在所述方法中,所述CO变换反应余热回收装置(1)还包括高压工质过热器(15),在所述第一朗肯循环中,高压工质依次通过所述高压工质加热器(13)、所述等温变换反应器(14)和高压工质过热器(15)被逐级加热成汽相工质后进入所述膨胀机(10)做功。
CN201610567303.0A 2016-07-18 2016-07-18 Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法 Active CN107630728B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610567303.0A CN107630728B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610567303.0A CN107630728B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107630728A CN107630728A (zh) 2018-01-26
CN107630728B true CN107630728B (zh) 2020-11-13

Family

ID=61112528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610567303.0A Active CN107630728B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107630728B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058204A (ja) * 2004-08-23 2006-03-02 Hitachi Ltd 水素製造装置
US8616001B2 (en) * 2010-11-29 2013-12-31 Echogen Power Systems, Llc Driven starter pump and start sequence
CN104192798B (zh) * 2014-09-01 2017-01-18 青岛联信催化材料有限公司 一种用于高浓度co原料气的绝热串等温变换工艺
CN105089726B (zh) * 2015-01-08 2017-06-27 湘潭大学 一种基于双压有机朗肯循环的冷热电联供系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107630728A (zh) 2018-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liang et al. Theoretical analysis of a regenerative supercritical carbon dioxide Brayton cycle/organic Rankine cycle dual loop for waste heat recovery of a diesel/natural gas dual-fuel engine
AU2010264462B2 (en) System and method for managing thermal issues in one or more industrial processes
CN102003827B (zh) 吸收式冷功联供循环系统和吸收式冷功联供方法
JP2009221961A (ja) バイナリー発電システム
US11215087B2 (en) Organic Rankine cycle system with supercritical double-expansion and two-stage heat recovery
CN101892879A (zh) 一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置
CN104141582A (zh) 高压液体做功式有机朗肯循环发电系统
CN205714312U (zh) 一种余热双级两种工质朗肯循环发电系统
CN107630728B (zh) Co变换反应系统、co变换反应余热回收装置及方法
CN216240842U (zh) 一种以二氧化碳气体为工质的低温循环发电系统
US20150047813A1 (en) Heat exchanger with recuperating and condensing functions and heat cycle system and method using the same
CN113882921A (zh) 一种以二氧化碳气体为工质的低温循环发电系统和方法
CN114412595A (zh) 燃料烟气多温区利用发电系统
KR20200128594A (ko) 증발 시의 잠열을 리사이클링하여 고효율 에너지 변환 사이클을 위한 시스템
JP3199309U (ja) ラジアルアウトフロータービン及びこれを用いた熱電併給システム
CN205955786U (zh) 末级co变换反应系统及其余热回收装置
CN220380351U (zh) 一种余热回收装置
CN216922236U (zh) 燃料烟气多温区利用发电系统
CN117869242A (zh) 光热型多能携同联合循环蒸汽动力装置
CN118391106A (zh) 燃料型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置
CN118188088A (zh) 核能型多能携同单工质联合循环蒸汽动力装置
CN117759372A (zh) 核能型能源携同单工质联合循环蒸汽动力装置
CN117803464A (zh) 核能携同热能联合循环蒸汽动力装置
CN118030229A (zh) 核能型多能携同联合循环蒸汽动力装置
KR20240071235A (ko) 원전의 복수기 폐열을 활용한 고온수 생산 히트펌프 장치 및 고온수 생산 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant