CN114738815A - 一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，包括以下步骤：对经过反应器和废热锅炉后的200℃以下的合成气通过两段式热管换热器进行分段回收；热水型吸收式制冷机的低温水进入两段式热管换热器内与合成气换热后，变为高温水返回热水型吸收式制冷机制取冷却水，冷却水输送至冷却器用于合成气的终冷；两段式热管换热器换热后的合成气，流经采暖换热器再次换热，随后合成气进入冷却器进行终冷；将采暖换热站的采暖回水输送至采暖换热器与合成气换热，取热后的采暖出水输送至热用户进行供暖；采暖换热站还设置低压蒸汽补入。利用本工艺满足工厂供暖和制冷需求，减少碳排放、降低生产过程能源消耗，提高能源利用效率。
Description
技术领域
本发明属于化工过程节能技术领域，涉及一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，还涉及该合成低温热回收用于供暖和制冷的装置的供暖和制冷方法。
背景技术
化工行业高品位余热一般经锅炉回收制取蒸汽，低于200℃的低温热能品位低，利用困难；一般采取预热脱盐水或经循环水冷却的方式进行处理。此类工业废热总量巨大，若以废热的形式直接排放不但造成巨大的能源浪费，而且也带来增量能源的使用和碳排放的增加。我国化工行业的余热资源主要集中在低温热能，余热资源回收率不足50％。这类热源在化工过程中的甲烷化反应、甲醇合成反应、氨合成反应中较为典型，此类合成气终冷均采用循环水冷却。
现有技术中存在以下技术缺陷：
现有技术中的制造工艺，仅仅是满足生产工艺的需求，甲烷化、甲醇合成、氨合成后的工艺气多数经空冷或水冷进行冷却，未对反应后的低温热能回收利用，造成能源的大量浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，解决了现有技术中存在的制造工艺过程未对低温热有效利用的的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，包括两段式热管换热器，废热锅炉排气端通过管路与两段式热管换热器进气端连接，废热锅炉进气端与反应器排气端连通；两段式热管换热器排气端通过管路与采暖换热器连通，采暖换热器排气端通过管路连接冷却器进气端；两段式热管换热器还带有进水口和出水口，进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机一侧的进水口和出水口连通，热水型吸收式制冷机另一侧的进水口和出水口与冷却器的进水口和出水口连通。
进一步地，采暖换热器还带有进水口和出水口，进水口和出水口与采暖换热站一侧的进水口和出水口连通，采暖换热站另一侧的进水口和出水口连接至热用户。
进一步地，采暖换热站还设置低压蒸汽补入口。
一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，用于甲烷化反应、甲醇合成、氨合成化工反应过程后的低温热回收，包括以下步骤：
步骤1、对经过反应器和废热锅炉后的200℃以下的合成气通过两段式热管换热器进行分段回收；
步骤2、热水型吸收式制冷机的低温水进入两段式热管换热器内与合成气换热后，变为高温水返回热水型吸收式制冷机制取冷却水，冷却水输送至冷却器用于合成气的终冷；
步骤3、两段式热管换热器换热后的合成气，流经采暖换热器再次换热，随后合成气进入冷却器进行终冷；
步骤4、将采暖换热站的采暖回水输送至采暖换热器与合成气换热，取热后的采暖出水输送至热用户进行供暖；
步骤5、采暖换热站还设置低压蒸汽补入。
进一步地，合成气包括煤化工艺气、焦炉煤气、兰炭尾气。
进一步地，步骤3中经采暖换热器换热后合成气温度降至65℃。
进一步地，冷却水的温度为13℃。
进一步地，步骤4中取热后的采暖出水为75℃。
本发明的有益效果是：
本发明合成低温热回收用于供暖和制冷的方法实施便利、流程简洁、适用范围广，可适用于甲烷化反应、甲醇合成、氨合成等化工反应过程后的低温热回收；利用本工艺满足工厂供暖和制冷需求，减少碳排放、降低生产过程能源消耗，提高能源利用效率。
附图说明
图1是本发明合成低温热回收用于供暖和制冷的方法工艺流程图；
图中，1.两段式热管换热器，2.热水型吸收式制冷机，3.采暖换热器，4.采暖换热站，5.冷却器，6.热用户，7.反应器，8.废热锅炉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，包括两段式热管换热器1，废热锅炉8排气端通过管路与两段式热管换热器1进气端连接，废热锅炉8进气端与反应器7排气端连通；两段式热管换热器1排气端通过管路与采暖换热器3连通，采暖换热器3排气端通过管路连接冷却器5进气端；所述两段式热管换热器1还带有进水口和出水口，进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机2一侧的进水口和出水口连通，热水型吸收式制冷机2另一侧的进水口和出水口与冷却器5的进水口和出水口连通。
采暖换热器3还带有进水口和出水口，进水口和出水口与采暖换热站4一侧的进水口和出水口连通，采暖换热站4另一侧的进水口和出水口连接至热用户6。
采暖换热站4还设置低压蒸汽补入口。
一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，用于甲烷化反应、甲醇合成、氨合成化工反应过程后的低温热回收，包括以下步骤：
步骤1、对经过反应器7和废热锅炉8后的200℃以下的合成气通过两段式热管换热器1进行分段回收；
步骤2、热水型吸收式制冷机2的低温水80℃进入两段式热管换热器1内与合成气换热后，变为高温水90℃返回热水型吸收式制冷机2制取冷却水13℃，冷却水13℃输送至冷却器5用于合成气的终冷；减少合成气冷却时循环水带来的能源消耗和水耗。
步骤3、两段式热管换热器1换热后的合成气100℃，流经采暖换热器3再次换热，随后合成气65℃进入冷却器5进行终冷；
步骤4、将采暖换热站4的采暖回水50℃输送至采暖换热器3与合成气换热，取热后的采暖出水75℃输送至热用户6进行供暖；
步骤5、采暖换热站4还设置低压蒸汽补入。用于因反应器停工或热量不足时补热，不影响下游用户供暖。
合成气包括煤化工艺气、焦炉煤气、兰炭尾气。
步骤3中经采暖换热器3换热后合成气温度降至65℃。冷却水的温度为13℃。步骤4中取热后的采暖出水为75℃。
本发明的优点在于：
本发明合成低温热回收用于供暖和制冷的方法实施便利、流程简洁、适用范围广，可适用于甲烷化反应、甲醇合成、氨合成等化工反应过程后的低温热回收；利用本工艺满足工厂供暖和制冷需求，减少碳排放、降低生产过程能源消耗，提高能源利用效率。
Claims (8)
1.一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，其特征在于，包括两段式热管换热器(1)，废热锅炉(8)排气端通过管路与两段式热管换热器(1)进气端连接，废热锅炉(8)进气端与反应器(7)排气端连通；两段式热管换热器(1)排气端通过管路与采暖换热器(3)连通，采暖换热器(3)排气端通过管路连接冷却器(5)进气端；所述两段式热管换热器(1)还带有进水口和出水口，进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机(2)一侧的进水口和出水口连通，热水型吸收式制冷机(2)另一侧的进水口和出水口与冷却器(5)的进水口和出水口连通。
2.根据权利要求1所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，其特征在于，所述采暖换热器(3)还带有进水口和出水口，进水口和出水口与采暖换热站(4)一侧的进水口和出水口连通，采暖换热站(4)另一侧的进水口和出水口连接至热用户(6)。
3.根据权利要求1所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的装置，其特征在于，所述采暖换热站(4)还设置低压蒸汽补入口。
4.一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，用于甲烷化反应、甲醇合成、氨合成化工反应过程后的低温热回收，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对经过反应器(7)和废热锅炉(8)后的200℃以下的合成气通过两段式热管换热器(1)进行分段回收；
步骤2、热水型吸收式制冷机(2)的低温水进入两段式热管换热器(1)内与合成气换热后，变为高温水返回热水型吸收式制冷机(2)制取冷却水，冷却水输送至冷却器(5)用于合成气的终冷；
步骤3、两段式热管换热器(1)换热后的合成气，流经采暖换热器(3)再次换热，随后合成气进入冷却器(5)进行终冷；
步骤4、将采暖换热站(4)的采暖回水输送至采暖换热器(3)与合成气换热，取热后的采暖出水输送至热用户(6)进行供暖；
步骤5、采暖换热站(4)还设置低压蒸汽补入。
5.根据权利要求4所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，其特征在于，所述合成气包括煤化工艺气、焦炉煤气、兰炭尾气。
6.根据权利要求4所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，其特征在于，所述步骤3中经采暖换热器(3)换热后合成气温度降至65℃。
7.根据权利要求4所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，其特征在于，所述冷却水的温度为13℃。
8.根据权利要求4所述的一种合成低温热回收用于供暖和制冷的方法，其特征在于，所述步骤4中取热后的采暖出水为75℃。
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