CN110397480A - 利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法，它包括气液分离器、富氢气加热器、高压缸、低压缸、齿轮箱和发电机，通过利用气液分离器分离氢气膨胀机输出的富氢气和液体，分离后的富氢气输送至富氢气加热器加热后进入高压缸和低压缸，通过高压缸和低压缸产生压力差驱动齿轮箱工作，通过齿轮箱的输出轴带动发电机做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸排出至PSA装置。克服原煤制乙二醇工艺中，富氢气减压后送入乙二醇加氢合成，造成能量浪费，本装置具有结构简单，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠的特点。

Description

利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法
技术领域
本发明属于富氢气回收利用技术领域，涉及一种利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法。
背景技术
煤制乙二醇工艺中，草酸二甲酯加氢合成乙二醇的反应压力在3.3MPa左右，而采用6.5MPa水煤浆气化炉产生的富氢气在5.9MPa左右，所以富氢气需减压后送入草酸二甲酯加氢合成乙二醇，这样造成了能量损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法，利用气液分离器分离富氢气中的液体，防止损坏膨胀机叶轮，分离后的富氢气输送至富氢气加热器加热后进入高压缸和低压缸，驱动齿轮箱带动发电机做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸排出至PSA装置，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，它包括气液分离器、富氢气加热器、高压缸、低压缸、齿轮箱和发电机；所述气液分离器与富氢气加热器联通，富氢气加热器与高压缸，高压缸与低压缸联通，高压缸和低压缸与齿轮箱连接，齿轮箱的输出端与发电机连接。
所述气液分离器的气源来于上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置。
所述低压缸排出富氢气至下游的PSA装置。
所述富氢气加热器与高压缸之间的联通管道上设置切断阀。
所述高压缸和低压缸之间联通的管道上设置切断阀。
如上所述利用氢气膨胀机回收电能的装置的电能回收方法，其特征是，它包括如下步骤：
步骤1，打开气液分离器入口的手动闸阀，富氢气进入气液分离器进行气、液分离，分离后的液体从气液分离器底部的排水管路排出；
步骤2，气液分离器分离后的富氢气进入到富氢气加热器加热；
步骤3，打开富氢气加热器与高压缸之间的切断阀；打开高压缸与低压缸之间的切断阀；加热后的富氢气进入到高压缸和低压缸；
步骤4，进入高压缸和低压缸内的富氢气通过齿轮箱驱动发电机做功发电；降压降温后的富氢气从低压缸排出至PSA装置。
一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，它包括气液分离器、富氢气加热器、高压缸、低压缸、齿轮箱和发电机；气液分离器与富氢气加热器联通，富氢气加热器与高压缸联通，高压缸与低压缸联通，高压缸和低压缸与齿轮箱连接，齿轮箱的输出端与发电机连接。结构简单，通过利用气液分离器分离富氢气所含的液体，分离后的富氢气输送至富氢气加热器加热后进入高压缸和低压缸，通过齿轮箱的输出轴带动发电机做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸排出至PSA装置，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠。
在优选的方案中，气液分离器的气源来自于于上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置。结构简单，使用时，上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置送来富氢气，其压力值约为5.9MPa,通过气液分离器可将富氢气内含的液体进行分离，分离后的氢气输送至富氢气加热器。
在优选的方案中，低压缸排出富氢气至下游的PSA装置。结构简单，使用时，高压富氢气经过高压缸后进入低压缸，之后送至下游的PSA装置进行处理。
在优选的方案中，富氢气加热器与高压缸之间的联通管道上设置切断阀。结构简单，使用过程中，可以通过关闭富氢气加热器与高压缸之间的截流阀切断对高压缸供气，终止发电工作。
在优选的方案中，高压缸和低压缸之间联通的管道上设置切断阀。结构简单，使用时，通过关闭或控制截流阀的流量大小影响齿轮箱做功功率。
在优选的方案中，如上利用氢气膨胀机回收电能的装置的电能回收方法，其特征是，它包括如下步骤：
步骤1，打开气液分离器入口的手动闸阀，富氢气进入气液分离器进行气、液分离，分离后的液体从气液分离器底部的排水管路排出；
步骤2，气液分离器分离后的富氢气进入到富氢气加热器加热；
步骤3，打开富氢气加热器与高压缸之间的切断阀；打开高压缸与低压缸之间的切断阀；加热后的富氢气进入到高压缸和低压缸；
步骤4，进入高压缸和低压缸内的富氢气通过齿轮箱驱动发电机做功发电；降压降温后的富氢气从低压缸排出至PSA装置。
一种利用氢气膨胀机回收电能的装置及方法，它包括气液分离器、富氢气加热器、高压缸、低压缸、齿轮箱和发电机，通过利用气液分离器分离氢气膨胀机输出的富氢气和液体，分离后的富氢气输送至富氢气加热器加热后进入高压缸和低压缸，通过齿轮箱的输出轴带动发电机做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸排出至PSA装置。克服原煤制乙二醇工艺中，富氢气减压后直接进入制乙二醇工艺设备后排出，造成能量浪费，具有结构简单，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中：气液分离器1，富氢气加热器2，高压缸3，低压缸4，齿轮箱5，发电机6。
具体实施方式
如图1中，一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，它包括气液分离器1、富氢气加热器2、高压缸3、低压缸4、齿轮箱5和发电机6；所述气液分离器1与富氢气加热器2联通，富氢气加热器2与高压缸3联通，高压缸3与低压缸4联通，高压缸3和低压缸4与齿轮箱5连接，齿轮箱5的输出端与发电机6连接。结构简单，通过利用气液分离器1分离富氢气中所含液体，防止损坏膨胀机叶轮，分离后的富氢气输送至富氢气加热器2加热后进入高压缸3和低压缸4，通过齿轮箱5的输出轴带动发电机6做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸4排出至PSA装置，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠。
优选的方案中，气液分离器的气源来自于于上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置。结构简单，使用时，上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置送来富氢气，其压力值约为5.9MPa,通过气液分离器可将富氢气内含的液体进行分离，分离后的氢气输送至富氢气加热器。
优选的方案中，所述低压缸4排出富氢气至下游的PSA装置。结构简单，使用时，高压富氢气经过高压缸3后进入低压缸4，之后排出至下游的PSA装置进行处理。
优选的方案中，所述富氢气加热器2与高压缸3之间的联通管道上设置切断阀。结构简单，使用过程中，可以通过关闭富氢气加热器2与高压缸3之间的截流阀切断对高压缸3供气，终止发电工作。
优选地，进入富氢气加热器前的富氢气温度为30℃，加热后为76℃。
优选的方案中，所述高压缸3和低压缸4之间联通的管道上设置切断阀。结构简单，使用时，通过关闭或控制截流阀的流量大小影响齿轮箱5做功功率。
优选地，富氢气进入低压缸4压力为4.49MPa，温度为53.6℃；富氢气出低压缸4压力为3.4MPa，温度为30℃。
优选的方案中，如上所述利用氢气膨胀机回收电能的装置的电能回收方法，其特征是，它包括如下步骤：
步骤1，打开气液分离器1入口的手动闸阀，富氢气进入气液分离器1进行气、液分离，分离后的液体从气液分离器1底部的排水管路排出；
步骤2，气液分离器分离后的富氢气进入到富氢气加热器加热；
步骤3，打开富氢气加热器2与高压缸3之间的切断阀；打开高压缸3与低压缸4之间的切断阀；加热后的富氢气进入到高压缸3和低压缸4；
步骤4，进入高压缸3和低压缸4内的富氢气通过齿轮箱5驱动发电机6做功发电；降压降温后的富氢气从低压缸4排出至PSA装置。
如上所述的利用氢气膨胀机回收电能的装置，安装使用过程中，气液分离器1分离富氢气所含的液体，分离后的富氢气输送至富氢气加热器2加热后进入高压缸3和低压缸4，驱动齿轮箱5带动发电机6做功发电，降温降压后的富氢气从低压缸4排出至PSA装置，节能环保，增加了经济效益，操作简单方便，安全可靠。
使用时，氢气膨胀机工作时产生高压富氢气，其压力值约为5.9MPa,通过气液分离器1可将富氢气内含的液体进行分离，分离后的氢气输送至富氢气加热器2。
使用时，高压富氢气经过高压缸3后进入低压缸4，之后排出至下游的PSA装置进行处理。
使用过程中，可以通过关闭富氢气加热器2与高压缸3之间的切断阀切断对高压缸3供气，终止发电工作。
使用时，通过关闭或控制截流阀的流量大小影响齿轮箱5做功功率。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，其特征是：它包括气液分离器（1）、富氢气加热器（2）、高压缸（3）、低压缸（4）、齿轮箱（5）和发电机（6）；所述气液分离器（1）与富氢气加热器（2）联通，富氢气加热器（2）分别与高压缸（3）联通，高压缸（3）与低压缸（4）联通，高压缸（3）和低压缸（4）与齿轮箱（5）连接，齿轮箱（5）的输出端与发电机（6）连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，其特征是：所述气液分离器（1）的气源来自于上游低温甲醇洗和CO深冷分离装置。
3.根据权利要求1所述的一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，其特征是：所述低压缸（4）排出富氢气至下游的PSA装置。
4.根据权利要求1所述的一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，其特征是：所述富氢气加热器（2）与高压缸（3）之间的联通管道上设置切断阀。
5.根据权利要求1所述的一种利用氢气膨胀机回收电能的装置，其特征是：所述高压缸（3）和低压缸（4）之间联通的管道上设置切断阀。
6.根据权利要求1~5任一项所述利用氢气膨胀机回收电能的装置的电能回收方法，其特征是，它包括如下步骤：
步骤1，打开气液分离器（1）入口的手动闸阀，富氢气进入气液分离器（1）进行气、液分离，分离后的液体从气液分离器（1）底部的排水管路排出；
步骤2，气液分离器（1）分离后的富氢气进入到富氢气加热器（2）加热；
步骤3，打开富氢气加热器（2）与高压缸（3）之间的切断阀；打开高压缸（3）与低压缸（4）之间的切断阀；加热后的富氢气进入到高压缸（3）和低压缸（4）；
步骤4，进入高压缸（3）和低压缸（4）内的富氢气通过齿轮箱（5）驱动发电机（6）做功发电；降压降温后的富氢气从低压缸（4）排出至PSA装置。
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