CN1275010C - 采用氨吸收制冷给聚乙二醇二甲醚脱碳工艺提供冷量的方法 - Google Patents
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Abstract
氨吸收制冷在NHD脱碳工艺上的应用，是利用变换气剩余的低品位热能，达到气氨-液氨和氨水的循环使用，以保证NHD脱碳正常运行所需冷量。特点是采用了具有高效换热的波纹管和板式换热器，更大程度的提高了换热效率，同时对吸收器的氨水出入口及其喷淋板底部加以改进，使液位和进气量得以更好调节；新增了开车初期配制氨水浓度的循环管，使整套工艺完善化。具有设备简单，易加工，易操作，节能显著等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种实用节能工艺-氨吸收制冷工艺首次应用于NHD(聚乙二醇二甲醚)脱碳系统，达到节能降耗操作稳定的满意效果。
背景技术
随着市场经济的日益推进和农业现代化程度的不断提高，近年来化肥行业发展迅速，如何采用先进的技术在合理、高效、节能的基础上增加现有的生产能力，使企业具备一定的市场竞争力，是所有中小氮肥企业摆脱危机的关键。
发明内容
本发明的目的是将变换气剩余的低品位热能用于氨吸收制冷，以保证NHD脱碳正常运行所需冷量。
采用氨吸收制冷的目的①NHD脱碳取代原热钾碱法脱碳改造后，变换气剩余的低品位热能较多，如果这部分热量不能利用，不仅增加了低变水冷器的冷却水用量还浪费了可以回收的热量；②NHD脱碳属物理吸收，需低温操作，传统的氨压缩制冷需消耗大量的电能，而氨吸收制冷则利用低温余热；综合以上原因选择氨吸收制冷。
为实现上述目的，采用了如下技术方案：将氨吸收制冷工艺用于NHD脱碳系统，其工艺设备包括：NHD脱碳氨冷器(1)、过冷器(2)、氨吸收器(3)、低变气与氨水进行换热的发生器(7)，将氨水蒸汽与从塔中部下来的浓氨水，浓度为42％，热质交换并上升至波纹填料进行提馏与精馏，使氨气纯度达到99.8％以上的精馏塔(6)和回流冷凝器(12)，以及氨冷凝器(9)，氨水泵(4)连接的浓氨水贮槽(11)与氨水换热器(5)组成。特点是采用了具有高效换热的波纹管(波纹管传热系数为直壁列管式的1倍多)用于氨吸收器、氨冷凝器和回流冷凝器，同时在氨水换热器中采用耐压3.5MPa的板式换热器(板式换热器传热系数为直壁列管式的2.5倍)，都更大程度的提高了换热效率，同时对氨吸收器的氨水出入口新增连通管线及阀门，使氨吸收器内液位得以更好调节，并将其喷淋板底部加以改进，新增气氨分布管及其阀门，使进气均匀且可适当调节进气量；新增了开车初期配制氨水浓度的循环管，代替开工蒸发器，形成氨吸收器、浓氨水贮槽、氨水泵、调节阀的小循环。其中氨冷凝器的热量用于锅炉给水加热。氨吸收制冷工艺流程简述：
氨吸收制冷流程主要由吸收、精馏、冷凝、节流膨胀、蒸发所组成。来自NHD脱碳氨冷器的-10℃低压气氨(约0.3Mpa)同合成车间来的部分气氨汇合后，先进入过冷器与1.4MPa的液氨换热，再进入氨吸收器组(3组)，由稀氨水溶液(浓度30％，温度46℃)进行吸收，吸收反应热由低于28℃的冷却水带走。吸收后的浓氨水(浓度42％)溶液流入浓氨水贮槽，然后由氨水泵把浓氨水打入溶液换热器，与来自精馏塔底的稀氨水溶液换热，浓氨水被加热至接近泡点温度(92℃)后进入精馏塔中部，先喷淋在高效波纹填料层，与上升的氨水蒸气进行热质交换，本身浓度变稀，再流入发生段。精馏塔顶浓度为99.8％以上的氨气少部分经回流冷凝器冷凝下来，大部分去氨冷凝器(2台)，氨气由循环冷却水冷凝成液氨。由低变系统来的145-200℃变换气供给发生器热量，加热精馏塔底溶液。塔底的稀溶液经氨水换热器与浓氨水溶液换热降温至46℃后，去氨吸收器吸收气氨，并增浓至42％，流量为40-140t/h。又从精馏塔顶放出高压氨气，经冷凝后供用户使用。气氨-液氨和氨水如此不断循环。
氨吸收制冷工艺的积极效果在于：
1、有利于热能的综合利用。如合成氨生产中的变换气余热或低压蒸气都可作为热源。
2、氨吸收制冷比氨压缩制冷节电显著。
3、设备简单，容易加工制造，除氨水泵外都是静置设备，全部可以露天安装，且占地面积小。
4、操作弹性大，一般适用于8.36～20.9×106kJ/h的规模，能在30～110％设计范围内正常运行。
5、其装置投资和操作费用都随蒸发温度的降低而升高。
附图说明
图1是本发明的实施例——氨吸收制冷工艺应用于聚乙二醇二甲醚(即NHD)脱碳系统的工艺流程图。
如图1，图中有1-NHD脱碳氨冷器；2-过冷器；3-氨吸收器(3组)；4-氨水泵；5-氨水换热器；6-精馏塔；7-发生器；8-脱盐水加热器；9-氨冷凝器；10-液氨贮槽；11-浓氨水贮槽；12-回流冷凝器。
具体实施方式
实施例1采用氨吸收制冷给NHD脱碳工艺提供冷量的方法
该方法中采用了以下设备NHD脱碳氨冷器1、过冷器2、氨吸收器3、氨水泵4、氨水换热器5、精馏塔6、发生器7、氨冷凝器9、液氨贮槽10、浓氨水贮槽11和回流冷凝器12，其工艺流程如下：在NHD脱碳氨冷器1中，来自过冷器2的液氨给NHD脱碳提供冷量，液氨吸收NHD溶液的热量成为-10℃低压气氨，进入过冷器2与1.4MPa的液氨换热，再进入氨吸收器3，由温度46℃、浓度30％的稀氨水溶液吸收，吸收反应热由低于28℃的冷却水带走，吸收后浓度42％的浓氨水溶液流入浓氨水贮槽11中，然后由氨水泵把浓氨水打入溶液换热器5，与来自精馏塔6底的稀氨水溶液换热，浓氨水被加热至接近92℃泡点温度后进入精馏塔中部，先喷淋在高效波纹填料层，与上升的氨水蒸气进行热质交换，本身浓度变稀，再流入发生段，精馏塔顶浓度为99.8％以上的氨气少部分经回流冷凝器12冷凝下来，大部分去氨冷凝器9，氨气由循环冷却水冷凝成液氨，送至液氨贮槽10中，由液氨贮槽提供给过冷器2；由NHD脱碳低变系统来的145-200℃变换气供给发生器7热量，加热精馏塔底溶液，塔底的稀溶液经氨水换热器5与浓氨水溶液换热降温至46℃后，去氨吸收器3吸收气氨。
我公司利用生产余热进行氨吸收制冷，总投资大约400万元。获得冷量约20.9×106kJ/h，这相当于12台8AS17型冰机的制冷量。12台冰机耗电费用780万元/年，扣除氨水泵电费及其它费用后，年净效益600万元，再加上氨冷凝器回收的热量(约300万kcal/h，折人民币160万元/年)，氨吸收制冷系统每年可为工厂节约760万元。从用水量方面，综合氨吸收制冷和合成氨系统，水量并没有增加。由此可见，氨吸收制冷用于NHD脱碳系统，为低品位热能的回收开辟了新的途径，同时给工厂带来的可观的经济效益。
Claims (3)
1、采用氨吸收制冷给NHD脱碳工艺提供冷量的方法，该方法中采用了以下设备：NHD脱碳氨冷器(1)、过冷器(2)、氨吸收器(3)、氨水泵(4)、氨水换热器(5)、精馏塔(6)、发生器(7)、氨冷凝器(9)、液氨贮槽(10)、浓氨水贮槽(11)和回流冷凝器(12)，其工艺流程如下：在NHD脱碳氨冷器(1)中，来自过冷器(2)的液氨给NHD脱碳系统提供冷量，液氨吸收NHD溶液的热量成为-10℃低压气氨，进入过冷器(2)与1.4MPa的液氨换热，再进入氨吸收器(3)，由温度46℃、浓度30％的稀氨水溶液吸收，吸收反应热由低于28℃的冷却水带走，吸收后浓度42％的浓氨水溶液流入浓氨水贮槽(11)中，然后由氨水泵(4)把浓氨水打入氨水换热器(5)，与来自精馏塔(6)底的稀氨水溶液换热，浓氨水被加热至接近92℃泡点温度后进入精馏塔中部，先喷淋在波纹填料层，与上升的氨水蒸气进行热质交换，本身浓度变稀，再流入发生段，精馏塔顶浓度为99.8％以上的氨气少部分经回流冷凝器(12)冷凝下来，大部分去氨冷凝器(9)，氨气由循环冷却水冷凝成液氨，送至液氨贮槽(10)中，由液氨贮槽提供给过冷器(2)；由NHD脱碳低变系统来的145-200℃变换气供给发生器(7)热量，加热精馏塔底溶液，塔底的稀溶液经氨水换热器(5)与浓氨水溶液换热降温至46℃后，去氨吸收器(3)吸收气氨。
2、按权利要求1所述的方法，其特征在于：氨吸收器(3)、氨冷凝器(9)、回流冷凝器(12)均采用波纹管结构。
3、按权利要求1所述的方法，其特征在于：氨水换热器(5)采用耐压3.5Mpa的板式换热器。
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