CN111561793B - 一种fcc催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统及其方法，涉及尾气热量回收领域，该回收系统包括冷却塔、闪蒸泵、闪蒸罐、蒸汽压缩机、发生器、精馏塔、冷凝器、液氨罐、过冷器、节流阀、蒸发器；精馏塔、冷凝器和吸收器分别设置有冷却水进口和冷却水出口；蒸发器设置有冷冻水进口和冷冻水出口；本发明还提供一种基于该系统的尾气热量回收方法，该方法采用氨吸收制冷的方式回收FCC喷雾干燥尾气中的热量，可以利用低品位热能，使能源得到合理利用，使尾气可以得到有效回收，节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及尾气热量回收技术领域，特别是涉及一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统及其方法。
背景技术
随着能源价格的上涨和科学技术的发展，余热回收利用己成为节能减排的重要手段之一。在FCC催化剂生产过程中采用喷雾干燥塔进行催化剂成型，废气排放量大，其温度在140～180℃，同时该生产装置需要使用部分1℃的冷冻盐水。目前没有可行的技术方案实现上述生产过程的节能减排。
发明内容
本发明的目的是提供一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，使尾气可以得到有效回收，节能减排。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统，包括冷却塔，所述冷却塔底部通过管路依次连通有闪蒸泵、闪蒸罐、蒸汽压缩机、发生器和精馏塔；所述精馏塔顶部通过管路依次连通有冷凝器、液氨罐、过冷器、节流阀和蒸发器；所述闪蒸罐底部通过冷却泵与所述冷却塔连通，所述冷却塔上设置有FCC喷雾尾气进口和FCC喷雾尾气排放口；所述精馏塔与所述发生器之间连通有发生器支路，所述发生器上开设有凝水出口；所述精馏塔底部的精馏塔支路穿过溶液换热器后与所述吸收器连通，所述吸收器通过管路依次连接有浓溶液罐和浓溶液泵，所述浓溶液泵与所述溶液换热器连通，所述溶液换热器与所述精馏塔连通；所述过冷器通过过冷器支路与所述吸收器连通；所述精馏塔、冷凝器和吸收器分别设置有冷却水进口和冷却水出口；所述蒸发器设置有冷冻水进口和冷冻水出口。
可选的，所述蒸发器连通有残液罐，所述残液罐与所述吸收器连通。
本发明还公开一种基于上述FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统的FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收方法，包括如下步骤：
步骤一；温度在140～180℃的FCC喷雾干燥高温高湿尾气从冷却塔下部入口进入，与从冷却塔上部来自冷却泵的闪蒸凝液在冷却塔内接触冷却，变成60～100℃低温低湿气体，从冷却塔塔顶排放；
步骤二；来自冷却泵的闪蒸凝液经过与FCC喷雾干燥高温高湿换热后，温度升至60到110℃，经闪蒸泵打入闪蒸罐内闪蒸至60-100℃；闪蒸产生的闪蒸凝液经冷却泵送至冷却塔内，闪蒸产生的蒸汽经过蒸汽压缩机送至发生器内加热制冷工质氨水后，变为冷凝水排出系统；
步骤三；制冷工质氨水经过发生器内加热由液态变成汽态，经过精馏塔精馏后，经过冷却，高浓度的氨蒸汽从塔顶排出再经过冷凝器冷凝成液态氨，液态的氨经过过冷器进一步冷却至10到30℃，经节流阀节流后进入到蒸发器蒸发吸热形成氨蒸汽，同时蒸发器另一侧5～10℃的冷冻水由于液氨蒸发温度降低形成-5～5℃冷冻水进入到工厂，从而达到回收能量的目的；
步骤四；进入到蒸发器蒸发吸热形成-6～5℃氨蒸汽，该部分氨蒸汽先经过过冷器冷却液态的氨，升温至10～30℃，再进入到吸收器内被来自精馏塔塔底的稀氨水吸收形成浓氨水，储存在浓溶液罐内；
步骤五；浓氨水经浓溶液泵从浓溶液罐抽出，经过溶液换热器升温60-80℃送至精馏塔进行精馏，形成高浓度氨蒸汽，被脱氨的水从塔底排出与浓氨水热交换后，进入到吸收器，用于吸收氨气，实现稀氨水、氨的循环过程，达到氨吸收制冷的目的。
可选的，蒸发器的氨蒸汽侧底部的少量液相氨被排放到残液罐中，经残液罐输送到吸收器内与浓氨水结合。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明采用氨吸收制冷的方式回收FCC喷雾干燥尾气中的热量，可以利用低品位热能，使能源得到合理利用；氨水吸收式制冷机除了溶液泵要消耗少量电能外，其它设备都不需要电能；系统内主要是一些热质交换设备，对加工方法的要求不高；系统能在各种负荷条件下运转，当冷负荷在10～100％范围内变动时，设备的运行经济性都能保持平稳，即操作弹性大，可以实现无极调节；以氨作为制冷剂，蒸发温度范围能自10℃到-60℃，并且可以在一台机组上实现多个蒸发温度，使机组充分发挥作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统示意图；
附图标记说明：1—发生器；2—精馏塔；3—冷凝器；4—过冷器；5—液氨罐；6—吸收器；7—浓溶液罐；8—溶液换热器；9—浓溶液泵；10—蒸发器；11—残液罐；12—蒸汽压缩机；13—闪蒸罐；14—冷却泵；15—闪蒸泵；16—冷却塔；17—节流阀。
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。
本发明的目的是提供一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，使尾气可以得到有效回收，节能减排。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统，如图1所示，包括冷却塔16，冷却塔16底部通过管路依次连通有闪蒸泵15、闪蒸罐13、蒸汽压缩机12、发生器1和精馏塔2；精馏塔2顶部通过管路依次连通有冷凝器3、液氨罐5、过冷器4、节流阀17和蒸发器10；闪蒸罐13底部通过冷却泵14与冷却塔16连通，冷却塔16上设置有FCC喷雾尾气进口和FCC喷雾尾气排放口；精馏塔2与发生器1之间连通有发生器支路，发生器1上开设有凝水出口；精馏塔2底部的精馏塔支路穿过溶液换热器8后与吸收器6连通，吸收器6通过管路依次连接有浓溶液罐7和浓溶液泵9，浓溶液泵9与溶液换热器8连通，溶液换热器8与精馏塔2连通；过冷器4通过过冷器支路与吸收器6连通；精馏塔2、冷凝器3和吸收器6分别设置有冷却水进口和冷却水出口；蒸发器10设置有冷冻水进口和冷冻水出口。
本发明还提供一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收方法，FCC喷雾干燥后的尾气，通常在140～180℃，将喷雾尾气通入到急冷塔内，然后再进入到冷却塔内进行吸收降温，将吸收后的水通过闪蒸塔低温闪蒸，闪蒸温度为60℃，闪蒸后的蒸汽通过蒸汽压缩机压缩至100-110℃左右后作为NH3吸收制冷的热源使用。以氨为制冷剂，水为吸收剂，从精馏塔出来的NH3蒸汽经过冷凝再经节流后进入蒸发器进行蒸发制冷。蒸发出的氨气在一定压力下被贫氨水吸收，质量分数达到一定浓度后，送入精馏塔进行精馏，精馏出的气NH3经冷却器冷凝后，再进入到节流系统制冷，从而达到连续制冷的目的。
具体的，本发明工作时，温度在140～180℃的FCC喷雾干燥高温高湿尾气从冷却塔16下部入口进入，与从冷却塔16上部来自冷却泵14的闪蒸凝液在冷却塔16内接触冷却，变成60～100℃低温低湿气体，从冷却塔16塔顶排放。来自冷却泵14的闪蒸凝液经过与FCC喷雾干燥高温高湿换热后，温度升至60到110℃，经闪蒸泵15打入闪蒸罐13内闪蒸至60-100℃；闪蒸产生的闪蒸凝液经冷却泵14送至冷却塔16内，闪蒸产生的蒸汽经过蒸汽压缩机12送至发生器1内加热制冷工质氨水，变为冷凝水排出系统。制冷工质氨水经过发生器1内加热由液态变成汽态，经过精馏塔2精馏后，经过冷却，高浓度的氨蒸汽从塔顶排出再经过冷凝器3冷凝成液态氨，储存在液氨罐5内，液氨罐5内液态的氨经过过冷器4进一步冷却至10到30℃，经节流阀17节流后进入到蒸发器10蒸发吸热形成氨蒸汽，同时蒸发器10另一侧5～10℃的冷冻水由于液氨蒸发温度降低形成-5～5℃冷冻水进入到工厂，从而达到回收能量的目的。经节流阀17节流后进入到蒸发器10蒸发吸热，形成-6～5℃氨蒸汽，该部分氨蒸汽先经过过冷器4冷却液态的氨，升温至10～30℃，再进入到吸收器6内被来至精馏塔2塔底的稀氨水吸收形成浓氨水，储存在浓溶液罐7内。
浓氨水经浓溶液泵9从浓溶液罐7抽出，经过溶液换热器8升温60-80℃送至精馏塔2进行精馏，形成高浓度氨蒸汽，被脱氨的水从塔底排出与浓氨水热交换后，进入到吸收器6，用于吸收氨气。至此实现稀氨水、氨的循环过程，达到氨吸收制冷的目的。蒸发器10的氨蒸汽侧底部的少量液相氨经残液罐11被排放到吸收器6内被吸收到浓氨水中。对于FCC喷雾干燥后的尾气，通常在140～180℃，流量几十万方每小时的的流量，其热量可观。采用氨吸收制冷的办法，回收该部分低品位热值，实现生产装置的节能减排，实现能量回收的目的。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收方法，其特征在于：包括FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收系统，该系统包括冷却塔和吸收器，所述冷却塔底部通过管路依次连通有闪蒸泵、闪蒸罐、蒸汽压缩机、发生器和精馏塔；所述精馏塔顶部通过管路依次连通有冷凝器、液氨罐、过冷器、节流阀和蒸发器；所述闪蒸罐底部通过冷却泵与所述冷却塔连通，所述冷却塔上设置有FCC喷雾尾气进口和FCC喷雾尾气排放口；所述精馏塔与所述发生器之间连通有发生器支路，所述发生器上开设有凝水出口；所述精馏塔底部的精馏塔支路穿过溶液换热器后与所述吸收器连通，所述吸收器通过管路依次连接有浓溶液罐和浓溶液泵，所述浓溶液泵与所述溶液换热器连通，所述溶液换热器与所述精馏塔连通；所述过冷器通过过冷器支路与所述吸收器连通；所述精馏塔、冷凝器和吸收器分别设置有冷却水进口和冷却水出口；所述蒸发器设置有冷冻水进口和冷冻水出口；所述蒸发器连通有残液罐，所述残液罐与所述吸收器连通；该方法包括如下步骤：
步骤一；温度在140~180℃的FCC喷雾干燥高温高湿尾气从冷却塔下部入口进入，与从冷却塔上部来自冷却泵的闪蒸凝液在冷却塔内接触冷却，变成60~100℃低温低湿气体，从冷却塔塔顶排放；
步骤二；来自冷却泵的闪蒸凝液经过与FCC喷雾干燥高温高湿换热后，温度升至60到110℃，经闪蒸泵打入闪蒸罐内闪蒸至60-100℃；闪蒸产生的闪蒸凝液经冷却泵送至冷却塔内，闪蒸产生的蒸汽经过蒸汽压缩机送至发生器内加热制冷工质氨水后，变为冷凝水排出系统；
步骤三；制冷工质氨水经过发生器内加热由液态变成汽态，经过精馏塔精馏后，经过冷却，高浓度的氨蒸汽从塔顶排出再经过冷凝器冷凝成液态氨，液态的氨经过过冷器进一步冷却至10到30℃，经节流阀节流后进入到蒸发器蒸发吸热形成氨蒸汽，同时蒸发器另一侧5~10℃的冷冻水由于液氨蒸发温度降低形成-5~5℃冷冻水进入到工厂，从而达到回收能量的目的；
步骤四；进入到蒸发器蒸发吸热形成-6~5℃氨蒸汽，该部分氨蒸汽先经过过冷器冷却液态的氨，升温至10~30℃，再进入到吸收器内被来自精馏塔塔底的稀氨水吸收形成浓氨水，储存在浓溶液罐内；
步骤五；浓氨水经浓溶液泵从浓溶液罐抽出，经过溶液换热器升温60-80℃送至精馏塔进行精馏，形成高浓度氨蒸汽，被脱氨的水从塔底排出与浓氨水热交换后，进入到吸收器，用于吸收氨气，实现稀氨水、氨的循环过程，达到氨吸收制冷的目的。
2.根据权利要求1所述的FCC催化剂喷雾干燥尾气热量回收方法，其特征在于：蒸发器的氨蒸汽侧底部的少量液相氨被排放到残液罐中，经残液罐输送到吸收器内与浓氨水结合。
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