CN109488400A - 一种燃料乙醇项目余热综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，包括燃料乙醇站，其特征在于：还包括与所述燃料乙醇站配套使用的能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站。本发明经过燃料乙醇站、能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站余能利用的综合优化，既增加了收益，同时又能实现机组在额定负荷稳定连续运行，避免了能源站负荷受燃料乙醇站用能需求波动而经常变化的缺点，因此具有效率最优、发电最多、设备损耗最低，以及固定资产价值最大化的优势。
Description
技术领域
本发明涉及余热综合利用技术领域，具体为一种燃料乙醇项目余热综合利用系统。
背景技术
20世纪进入以石油作为主要能源及石油化学品的原料时代，随着工业技术的发展和人们生活水平的提高，石油需求量也随之增加。由此带来了两个严重的问题：1、石油为不可再生能源，由于大量的开采，消耗过快，已经面临枯竭；2、用石油作为燃料及化学品原料引起了环境的严重破坏，特别是二氧化碳引起的温室效应。基于上述两点，人们正在努力开发新的可再生能源以及不会对环境造成污染的清洁燃料。
乙醇和植物(包括粮食)一样，是太阳能的一种表现形式。自然界的植物通 过光合作用，产生生产乙醇的基本原料，在乙醇的生产和消费过程中，又全 部分解为植物光合作用的原料，周而复始，永无止境。用学术的话讲，植物 光合作用的主要产物为六碳糖，六碳糖是纤维素和淀粉的基本分子。在生产 乙醇的过程中，六碳糖中的两个碳转化为二氧化碳，四个碳转化为乙醇。乙 醇做为能源经使用消费之后，又转化为四个二氧化碳回归自然界。这六个二 氧化碳分子经光合作用，又原封再合成一个六碳糖，就这样永远闭路地在大自然界中循环。这一科学而又神奇的功能，决定了乙醇的可再生、资源丰、 无污染特性。
燃料乙醇生产项目往往能耗高、经济性差，因此需要对燃料乙醇项目的配套设施进行优化，使能量能够综合利用以达到节能减排的目的。而相关专利及文献中并未有过此方面的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，包括燃料乙醇站，其特征在于：还包括与所述燃料乙醇站配套使用的能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站。
优选的，所述能源站采用燃气联合循环冷热电联供CCHP技术，包括1x24.5MW燃气轮机发电机组、1x68t/h补燃式双压余热锅炉、1xB5-4.9/0.981背压汽轮发电机组及1x75t/h备用低压燃气锅炉。
优选的，所述二氧化碳液化站所用的原料为燃料乙醇站回收的发酵尾气，包括二氧化碳压缩机、活性炭脱硫塔、低温精馏塔、液化精馏塔、冰机系统、分离器、调节阀组及液态二氧化碳贮罐。
优选的，所述天然气调压站包括预冷器、增压透平膨胀机、管道阀门组、增压机一、换热器一、低压膨胀机一、换热器二、增压机二。
优选的，所述制冷站采用溴化锂吸收式冷水机组，所述溴化锂吸收式冷水机组包括热水型溴化锂吸收式冷水机组1台、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组2台及配套离心式电制冷机组1台。
优选的，所述天然气调压站的天然气来源为高压天然气，所述高压天然气通过管道阀门经过预冷器，再经增压透平膨胀机膨胀降温，通过管路将冷的天然气输送至二氧化碳液化站进行换热，换热后的天然气通过管路分为两路：一路经换热器一及增压机一升温增压后供至燃气轮机发电机组；一路经低压膨胀机一进一步降压降温后，提供给CO2液化站换热升温后，再经换热器二及增压机二升温增压后供至补燃式双压余热锅炉。
优选的，所述换热器一及增压机一升温增压后的天然气引出一路经低压膨胀机二进一步减压降温后供至备用低压燃气锅炉。
优选的，所述蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中的蒸汽来源于能源站产出的蒸汽；所述热水型溴化锂吸收式冷水机组中的热水来源于燃料乙醇站蒸馏和干燥用蒸汽加热后的冷凝热水、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组产生的冷凝热水、补燃式双压余热锅炉烟气冷凝器产生的热水。
优选的，所述制冷站产生的冷冻水，部分用于CO2液化的各级普冷冷却，部分用于燃料乙醇车间的工艺冷却、部分用于能源站燃机用空气的冷却、部分用于办公区空调。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
经过燃料乙醇站、能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站余能利用的综合优化，既增加了收益，同时又能实现机组在额定负荷稳定连续运行，避免了能源站负荷受燃料乙醇站用能需求波动而经常变化的缺点，因此具有效率最优、发电最多、设备损耗最低，以及固定资产价值最大化的优势。同时对燃料乙醇系统的热能耦合没有造成任何影响，不增加原有系统的任何能耗，具有很大的推广意义。
附图说明
图1为本发明系统余能综合利用示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，包括燃料乙醇站，其特征在于：还包括与所述燃料乙醇站配套使用的能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站。
进一步，所述能源站采用燃气联合循环冷热电联供CCHP技术，包括1x24.5MW燃气轮机发电机组、1x68t/h补燃式双压余热锅炉、1xB5-4.9/0.981背压汽轮发电机组及1x75t/h备用低压燃气锅炉。
进一步，所述二氧化碳液化站所用的原料为燃料乙醇站回收的发酵尾气，包括二氧化碳压缩机、活性炭脱硫塔、低温精馏塔、液化精馏塔、冰机系统、分离器、调节阀组及液态二氧化碳贮罐。
原料气（发酵尾气）由二氧化碳压缩机三级压缩升压至2.5MPa(g)，压缩后的高温二氧化碳气体通过换热器三进行水冷将热能回收利用，用于能源站补充除盐水的加热，然后通过水冷后二氧化碳气体经活性炭脱硫塔脱除H2S，再去低温精馏塔进行低温精馏洗，脱除其中的醇、重烃、水和异味。从低温精馏洗出来的二氧化碳气体，在液化精馏塔中被冷凝为液体后进入分离器，液体二氧化碳经调节阀组控制进入产品贮罐，不凝气及部分挥发的二氧化碳气体减压后去换热器四回收冷量后放空。在液化精馏塔中吸收热量挥发出来的气体去冰机系统循环利用。
进一步，所述天然气调压站包括预冷器、增压透平膨胀机、管道阀门组、增压机一、换热器一、低压膨胀机一、换热器二、增压机二。所述天然气调压站的天然气来源为高压天然气，所述高压天然气通过管道阀门经过预冷器，再经增压透平膨胀机膨胀降温，通过管路将冷的天然气输送至二氧化碳液化站进行换热，换热后的天然气通过管路分为两路：一路经换热器一及增压机一升温增压后供至燃气轮机发电机组；一路经低压膨胀机一进一步降压降温后，提供给CO2液化站换热升温后，再经换热器二及增压机二升温增压后供至补燃式双压余热锅炉。其中，所述换热器一及增压机一升温增压后的天然气引出一路经低压膨胀机二进一步减压降温后供至备用低压燃气锅炉。
进一步，所述制冷站采用溴化锂吸收式冷水机组，所述溴化锂吸收式冷水机组包括热水型溴化锂吸收式冷水机组1台、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组2台及配套离心式电制冷机组1台。所述蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中的蒸汽来源于能源站产出的蒸汽；所述热水型溴化锂吸收式冷水机组中的热水来源于燃料乙醇站蒸馏和干燥用蒸汽加热后的冷凝热水、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组产生的冷凝热水、补燃式双压余热锅炉烟气冷凝器产生的热水。所述制冷站产生的冷冻水，部分用于CO2液化的各级普冷冷却，部分用于燃料乙醇车间的工艺冷却、部分用于能源站燃机用空气的冷却、部分用于办公区空调。
根据前述分析，形成综合用能优化方案如下：
1）二氧化碳液化车间压缩后的高温二氧化碳气体余热回收利用，用于能源站补充除盐水的加热，可节约燃气消耗量，减少燃料成本。
2）天然气调压站膨胀后的低温天然气余冷用于二氧化碳液化车间液化的制冷，节约二氧化碳液化电耗，减少电耗成本；增压后的高温天然气余热用于能源站燃机和补燃式余热锅炉的燃料供应，相当于提高燃料焓值，节约燃气消耗量，减少燃料成本。
3）制冷站制备的冷冻水余冷用于二氧化碳液化冰机用冷却水，替代了二氧化碳液化系统循环冷却水耗量，节约电耗。
4）能源站富余的蒸汽用于制冷站蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组制冷冻水，燃料乙醇站蒸馏和干燥用蒸汽加热后的冷凝热水、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组产生的冷凝热水、补燃式双压余热锅炉烟气冷凝器产生的热水用于制冷站热水型溴化锂吸收式冷水机组制冷冻水，可增加冷冻水冷量，增加供冷收入。
综上所述，针对燃料乙醇项目及配套能源站，结合二氧化碳液化、天然气调压、吸收式制冷三大系统，对用能进行综合优化后，可对节约燃料、减少电耗、增加供冷三大方面产生明显的经济效益。
经过余能利用的综合优化，既增加了项目收益，同时又能实现机组在额定负荷稳定连续运行，避免了能源站负荷受燃料乙醇站用能需求波动而经常变化的缺点，因此具有效率最优、发电最多、设备损耗最低，以及固定资产价值最大化的优势。同时对燃料乙醇系统的热能耦合没有造成任何影响，不增加原有系统的任何能耗，具有很大的推广意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，包括燃料乙醇站，其特征在于：还包括与所述燃料乙醇站配套使用的能源站、二氧化碳液化站、天然气调压站、制冷站。
2.根据权利要求1所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述能源站采用燃气联合循环冷热电联供CCHP技术，包括1x24.5MW燃气轮机发电机组、1x68t/h补燃式双压余热锅炉、1xB5-4.9/0.981背压汽轮发电机组及1x75t/h备用低压燃气锅炉。
3.根据权利要求2所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述二氧化碳液化站所用的原料为燃料乙醇站回收的发酵尾气，包括二氧化碳压缩机、活性炭脱硫塔、低温精馏塔、液化精馏塔、冰机系统、分离器、调节阀组及液态二氧化碳贮罐。
4.根据权利要求3所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述天然气调压站包括预冷器、增压透平膨胀机、管道阀门组、增压机一、换热器一、低压膨胀机一、换热器二、增压机二。
5.根据权利要求4所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述制冷站采用溴化锂吸收式冷水机组，所述溴化锂吸收式冷水机组包括热水型溴化锂吸收式冷水机组1台、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组2台及配套离心式电制冷机组1台。
6.根据权利要求5所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述天然气调压站的天然气来源为高压天然气，所述高压天然气通过管道阀门经过预冷器，再经增压透平膨胀机膨胀降温，通过管路将冷的天然气输送至二氧化碳液化站进行换热，换热后的天然气通过管路分为两路：一路经换热器一及增压机一升温增压后供至燃气轮机发电机组；一路经低压膨胀机一进一步降压降温后，提供给CO2液化站换热升温后，再经换热器二及增压机二升温增压后供至补燃式双压余热锅炉。
7.根据权利要求6所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述换热器一及增压机一升温增压后的天然气引出一路经低压膨胀机二进一步减压降温后供至备用低压燃气锅炉。
8.根据权利要求7所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中的蒸汽来源于能源站产出的蒸汽；所述热水型溴化锂吸收式冷水机组中的热水来源于燃料乙醇站蒸馏和干燥用蒸汽加热后的冷凝热水、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组产生的冷凝热水、补燃式双压余热锅炉烟气冷凝器产生的热水。
9.根据权利要求8所述的一种燃料乙醇项目余热综合利用系统，其特征在于：所述制冷站产生的冷冻水，部分用于CO2液化的各级普冷冷却，部分用于燃料乙醇车间的工艺冷却、部分用于能源站燃机用空气的冷却、部分用于办公区空调。
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| CN201811323525.3A CN109488400A (zh) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 一种燃料乙醇项目余热综合利用系统 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426099A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-07-17 | 国电康能科技股份有限公司 | 一种亚临界二氧化碳工质的余热回收装置 |
| CN112923601A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 中粮生物科技股份有限公司 | 乙醇蒸汽余热回收方法及其装置和乙醇蒸汽脱水方法及其系统 |
-
2018
- 2018-11-08 CN CN201811323525.3A patent/CN109488400A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426099A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-07-17 | 国电康能科技股份有限公司 | 一种亚临界二氧化碳工质的余热回收装置 |
| CN112923601A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 中粮生物科技股份有限公司 | 乙醇蒸汽余热回收方法及其装置和乙醇蒸汽脱水方法及其系统 |
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