CN203946915U - 以循环氨水为热源的负压蒸氨系统 - Google Patents
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Abstract
以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，包括蒸氨塔、废水泵；其特征是：塔顶氨汽输出端串联分缩器、全凝器和氨水槽，氨水槽连通不凝气冷却器、喷射真空系统；循环氨水泵将循环氨水槽与第一换热器循环氨水入口连接，循环软水出口连接二级第二类吸收式热泵的循环软水入口，二级第二类吸收式热泵的循环软水出口通过循环软水泵与第一换热器的循环软水入口连通；二级第二类吸收式热泵的循环热水出口连接再沸器的循环热水入口，再沸器循环热水出口通过循环热水泵连接至二级第二类吸收式热泵的循环热水入口；再沸器废水输入端连接废水泵输出端，废水蒸汽输出端连接蒸氨塔的热源输入端。该系统既回收了循环氨水余热，又采用负压蒸氨进一步降低蒸氨能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及蒸氨技术领域，具体是一种降低能耗的负压蒸氨系统。
背景技术
煤在焦化过程中产生一定量的氨氮、氰化物、硫化物、酚和COD浓度都较高的剩余氨水。剩余氨水一般要经过除油、脱酚、蒸氨、酚氰污水等处理工序。蒸氨是通过蒸馏脱除剩余氨水中的氨、氰化物和硫化物，改善废水水质，满足酚氰污水处理工序要求，同时回收氨用于脱硫或生产硫铵。剩余氨水蒸氨工艺按操作压力又可分为常压蒸氨和负压蒸氨。负压蒸氨降低了蒸馏操作压力和温度，降低了蒸氨能源品质，使利用废热资源为蒸氨提供耗热量成为可能。
在焦化厂，焦炉产生的800℃的荒煤气在上升管和桥管处通过喷洒循环氨水将煤气冷却至85℃上下，循环氨水温度高达75～78℃。一般对单集气管焦炉循环氨水喷洒量为6m3/t干煤，对双集气管焦炉循环氨水喷洒量为8m3/t干煤，即对120万吨焦炭/年的焦化厂来说，循环氨水量最低在1100m3/h左右。对配合煤水分为8～11％时，煤气露点温度为65～70℃，而喷洒用循环氨水温度要求高于煤气露点温度5～10℃；即循环氨水温度可降至70～75℃，即循环氨水温度可降低5～6℃后再用于冷却荒煤气，可回收利用循环氨水余热。负压蒸氨降低了操作温度，降低了热源品质，可回收利用循环氨水余热为蒸氨提供耗热量，从而降低焦化工序能耗。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，回收循环氨水余热生产120℃低压饱和蒸汽或循环热水(最高可达140℃)，用于为负压蒸氨提供蒸馏热量，既实现了循环氨水余热的回收利用，又降低了焦化工序蒸汽或煤气等高品质热源的输入，降低了工序能耗。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，包括蒸氨塔，蒸氨塔上设置有热源输入端，蒸氨塔的塔底设置有抽取塔底废水的废水泵；其特征是：
所述蒸氨塔塔顶氨汽输出端依次串联分缩器、全凝器和氨水槽，氨水槽的不凝气输出端与不凝气冷却器的输入端连通，不凝气冷却器的输出端与喷射真空系统连通；
还包括用于提供循环氨水的循环氨水槽，一循环氨水泵的输入端与所述循环氨水槽连通，该循环氨水泵的输出端与第一换热器的循环氨水入口连接，第一换热器的循环氨水出口连接焦炉喷洒系统；该第一换热器还设置有循环软水入口、循环软水出口，循环软水出口连接二级第二类吸收式热泵的循环软水入口，二级第二类吸收式热泵的循环软水出口连接循环软水泵的输入端，循环软水泵的输出端与第一换热器的循环软水入口连通；
二级第二类吸收式热泵的循环热水出口连接再沸器的循环热水入口，再沸器的循环热水出口连接循环热水泵的输入端，循环热水泵的输出端连接至二级第二类吸收式热泵的循环热水入口；
再沸器的废水输入端连接所述废水泵的输出端，再沸器的废水蒸汽输出端连接至蒸氨塔的热源输入端。
作为进一步的技术方案：在该以循环氨水为热源的负压蒸氨系统中，所述循环软水泵的输出端与第一换热器的循环软水入口之间连通有循环软水定压补水装置。
作为进一步的技术方案：在该以循环氨水为热源的负压蒸氨系统中，所述循环热水泵的输出端与所述二级第二类吸收式热泵的循环热水入口之间连通有循环热水定压补水装置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型用两段第二类吸收式热泵回收循环氨水余热制取高温热水或低压饱和蒸汽，通过再沸器加热蒸氨塔底废水使之汽化后返回蒸氨塔底提供蒸馏耗热量；且蒸氨系统采用负压蒸氨工艺，增加喷射真空系统，降低蒸氨塔操作压力与温度，从而降低蒸氨耗热量。具有以下特点：
(1)以循环软水为一次热载体回收循环氨水余热，用于驱动两段第二类吸收式热泵，生产高温循环热水或低压饱和蒸汽，以高温热水或低压饱和蒸汽为二次热载体，在再沸器加热来自蒸氨塔底的蒸氨废水，使废水汽化为低压饱和蒸汽，返回蒸氨塔底提供蒸馏耗热量，以循环软水和循环热水为热载体，通过两段第二类吸收式热泵实现了对循环氨水余热的回收利用。
(2)系统以循环热水为热载体，通过再沸器加热来自蒸氨塔底的废水，产生低压饱和蒸汽返回蒸氨塔底提供蒸馏耗热量，不增加废水量，且量小，能耗低。
(3)循环软水与循环热水为密闭式循环水系，水损耗低，分别采用定压补水装置实现水的自动补充。
(4)蒸氨系统采用负压蒸氨工艺，氨水槽连接喷射真空系统，使蒸氨塔在-40～-70KPa下操作，降低了蒸氨操作温度，从本质上降低了蒸馏耗热量。
(5)采用喷射真空系统，系统能耗低，运行稳定。
(6)以循环氨水为热源的负压蒸氨系统不再需要蒸汽或煤气等高品质热源的输入，有利于降低焦化工序能耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例的连接结构示意图；
图2为本实用新型中实施例中两级第二类吸收式热泵原理结构示意图；
图中：1循环氨水槽，2循环氨水泵，3第一换热器，
4二级第二类吸收式热泵，41高温蒸发器，42高温吸收器，43低温蒸发器，44低温吸收器，45凝缩器，46再生器，47冷剂泵，48溶液泵，49高温溶液热交换器，410溶液热交换器，
5循环软水泵，6循环软水定压补水装置，7再沸器，8循环热水泵，9循环热水定压补水装置，10蒸氨塔，11废水泵，12第二换热器，13废水冷却器，14剩余氨水槽，15剩余氨水泵，16分缩器，17全凝器，18氨水槽，19氨水泵，20不凝气冷却器，21喷射真空系统，22生脱系统，23焦炉桥管和上升管，24负压煤气系统连通。
具体实施方式
如图1所示，该以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，包括蒸氨塔，蒸氨塔上设置有热源输入端，蒸氨塔的塔底设置有抽取塔底废水的废水泵。
其中，蒸氨塔10塔顶氨汽输出端依次串联分缩器16、全凝器17和氨水槽18，氨水槽18的不凝气输出端与不凝气冷却器20的输入端连通，不凝气冷却器20的输出端与喷射真空系统21连通；喷射再生系统的放散口与负压煤气系统24连通。这样可使蒸氨塔10的操作压力降低，由于操作压力降低，降低了液面物料沸点，从而降低了蒸氨塔10的操作温度，减少产品带出热量，降低了蒸氨系统能量需求。氨水槽18还可通过氨水泵19外送氨水。
该系统还包括用于提供循环氨水的循环氨水槽1，一循环氨水泵2的输入端与所述循环氨水槽1连通，该循环氨水泵2的输出端与第一换热器3的循环氨水入口连接，第一换热器3的循环氨水出口连接焦炉喷洒系统22，具体是第一换热器3的循环氨水出口通过管道与焦炉桥管和上升管23相连。
该第一换热器3还设置有循环软水入口、循环软水出口，循环软水出口连接二级第二类吸收式热泵4的循环软水入口，二级第二类吸收式热泵4的循环软水出口连接循环软水泵5的输入端，循环软水泵5的输出端与第一换热器3的循环软水入口连通。该实施例中：所述循环软水泵5的输出端与第一换热器3的循环软水入口之间连通有循环软水定压补水装置6。
所述二级第二类吸收式热泵4的循环热水出口连接再沸器7的循环热水入口，再沸器7的循环热水出口连接循环热水泵8的输入端，循环热水泵8的输出端连接至二级第二类吸收式热泵4的循环热水入口。该实施例中，所述循环热水泵8的输出端与所述二级第二类吸收式热泵4的循环热水入口之间连通有循环热水定压补水装置9。
所述再沸器7的废水输入端连接所述废水泵11的输出端，再沸器7的废水蒸汽输出端连接至蒸氨塔的热源输入端。废水泵11的输出口分为两路，一路即大部分的蒸氨废水经第二换热器12与原料剩余氨水(由剩余氨水泵15从剩余氨水槽14中抽取至第二换热器12内)换热后，经废水冷却器13冷却后送生脱系统22；一路小部分的蒸氨废水连通再沸器7的冷源输入口。
如图2所示，二级第二类吸收式热泵4(也有称两级第二类吸收式热泵、两段第二类吸收式热泵)是常见的热能回收装置，是在单段吸收式热泵的基础上，增加了高温蒸发器41、高温吸收器42、高温溶液交换器49。
所述二级第二类吸收式热泵4中，低温蒸发器43循环软水输入端与第一换热器3的循环软水出口相连，低温蒸发器43的循环软水出口连通循环软水泵5的入口。
低温蒸发器43的冷剂水输入端连通冷剂泵47输出端，冷剂水吸收中温废热后汽化为冷剂蒸汽，低温蒸发器43的冷剂蒸汽输出口连通低温吸收器44的冷剂蒸汽输入口。
低温吸收器44的热媒水输入口连通高温蒸发器41的热媒水输出口，低温吸收器44的热媒水输出口连通高温蒸发器41的热媒水输入口。
低温吸收器44的溶液输入端连通高温吸收器42的溶液输出端，并两者之间的连通管路上连接有高温溶液热交换器49；低温吸收器44的溶液输出端与再生器46的稀溶液输入端连通，并在该连通管路上连接有溶液热交换器410。
高温蒸发器41的冷剂输入端与冷剂泵47的输出端连通，冷剂被来自低温吸收器44的热媒水加热汽化为冷剂蒸汽，高温蒸发器41的冷剂蒸汽输出端连通高温吸收器42的冷剂蒸汽输入端。
高温吸收器42的浓溶液输入端连通溶液泵48的输出端，在该连接管路上串接有溶液热交换器410和高温溶液热交换器49。
高温吸收器42的循环热水输入端连通循环热水泵8的输出端，高温吸收器42的循环热水输出端与再沸器7的热源输入端连通。
再生器46的稀溶液输入端连通低温吸收器44的溶液输出端，再生器46的浓溶液输出端连通溶液泵48的输入端，再生器46的循环软水输入端连通第一换热器3的循环软水输出口，再生器46的循环软水输出端连通循环软水泵5入口。在再生器46内，稀溶液中的冷剂吸收中温废热后汽化为水蒸汽，再生器46的水蒸汽输出端连通凝缩器45的水蒸汽输入端。
凝缩器45的冷却水输入端连通中温水上水管，冷却水输出端连通中温水回水管；在凝缩器45内水蒸汽冷凝后产生冷剂水，凝缩器45的冷剂水输出端连通冷剂泵47的输入端。
该二级第二类吸收式热泵4是利用冷却水的蒸发与冷凝在其内部的低温蒸发器43、高温蒸发器41与低温吸收器44和高温吸收器42间的能量搬运，中温废热与低温蒸发器43构成驱动热源系统，高温蒸发器41以低温吸收器44产生的高温热媒为热源，产生高温的冷剂蒸汽被高温吸收器42吸收，制取高温循环热水或低压饱和蒸汽，由高温吸收器42输出；中温废热与再生器46构成驱动溶液再生系统；冷却水与凝缩器45构成冷却系统。
该二级第二类吸收式热泵4的工作原理详细为：低温蒸发器43接入与循环氨水换热后的循环软水作为热源，通过换热管将热量传递给冷剂水，使水汽化为冷剂蒸汽。低温蒸发器43产生的冷剂蒸汽通过连通管进入低温吸收器44，被来自高温吸收器42的稀溶液吸收并释放出冷凝量，通过换热管传递给热媒水，热媒水温度升高，同时溶液进一步变稀，通过连通管进入再生器46。在低温吸收器44被加热的热媒水进入高温蒸发器41的换热管，通过换热管加热冷剂水，使冷剂水汽化产生冷剂蒸汽，换热后的热媒水温度降低，通过连通管回到低温吸收器44被循环加热。高温蒸发器41产生的冷剂蒸汽通过连通管进入高温吸收器42，被来自再生器46的浓溶液吸收，由气态变液态，释放出大量的冷凝热，热量通过换热管传递给循环热水，循环热水受热后温度升高或汽化为低压饱和蒸汽，通过连通管进入再沸器7作为热源；浓溶液变稀，通过连通管送入低温吸收器44。低温吸收器44产生的稀溶液通过连通管送入再生器46，被来自第一换热器3的循环软水通过换热管加热，使冷剂蒸发，产生的冷蒸汽通过连通管进入凝缩器45，稀溶液中的水蒸发后成为浓溶液，经溶液泵48加压后送至高温吸收器循环使用，用热后的循环软水经循环软水泵5加压后送至第一换热器3循环加热。再生器46产生的冷剂蒸汽进入凝缩器45后，与冷却水换热，将热量传递给冷却水而冷凝成为冷剂水，冷剂水由冷剂泵47加压后分别送至高温蒸发器41和凝缩器45，吸热后的冷却水送至凉水架冷却后循环使用。
该以循环氨水为热源的负压蒸氨系统的工作原理为：
循环软水为一次热载体。经循环软水泵5加压后的循环软水进入第一换热器3，被来自循环氨水泵2的循环氨水加热，降温后循环氨水用于焦炉喷洒冷却荒煤气，而受热后的循环软水分两路分别进入二级第二类吸收式热泵4的低温蒸发器43和再生器46，作为中温废热热源，使冷剂汽化，用热后的循环软水通过循环软水泵5加压后循环使用。在循环软水泵5输出端与第一换热器3连接管路上，连接有循环软水定压补水装置6，能够自动、及时补充循环软水损耗；
循环热水为二次热载体。再沸器7用热后的循环热水或蒸汽冷凝水经循环热水泵8加压后进入二级第二类吸收式热泵4的高温吸收器42，吸收来自高温蒸发器41的冷剂蒸汽冷凝释放出的热量后，温度升高至95～160℃或产生低压饱和蒸汽，进入再沸器7作为热源，与来自蒸氨塔10底部的蒸氨废水进行热交换，使废水汽化为饱和蒸汽从再沸器7顶部进入蒸氨塔10底部作为热源，而换热后的循环热水温度降低，通过循环热水泵8加压后循环使用。在循环热水泵8输出端与二级第二类吸收式热泵4连接管路上，连接有循环热水定压补水装置9，能够自动、及时补充循环热水损耗。
总之，循环软水作为一次热载体吸收循环氨水余热温度升高后，用于驱动两段第二类吸收式热泵4，产生高温循环热水，循环热水作为二次热载体，通过再沸器7加热来自蒸氨塔底10的蒸氨废水，使之汽化为饱和蒸汽，进入蒸氨塔10提供蒸馏热量。蒸氨塔10的塔顶氨汽依次经分缩器16、全凝器17冷却后进入氨水槽18，氨水槽18与喷射真空泵21相连，保持蒸氨塔10内为负压(表压)，降低蒸馏温度，从本质上降低了蒸馏耗热量，使回收的循环氨水余热能够满足蒸氨的要求。
在各输送管路上可设置有各种控制阀门、动力泵以及常规测试元件等辅助部件，作为本领域内的普通技术人员，完全能够根据具体情况，来对需要使用到的上述辅助部件进行具体设置，为便于说明及理解本实用新型的改进特点，对该部分所涉内容不再做详细说明，所以其不能够对本实用新型的保护范围形成影响。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (3)
1.以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，包括蒸氨塔，蒸氨塔上设置有热源输入端，蒸氨塔的塔底设置有抽取塔底废水的废水泵；其特征是：
所述蒸氨塔塔顶氨汽输出端依次串联分缩器、全凝器和氨水槽，氨水槽的不凝气输出端与不凝气冷却器的输入端连通，不凝气冷却器的输出端与喷射真空系统连通；
还包括用于提供循环氨水的循环氨水槽，一循环氨水泵的输入端与所述循环氨水槽连通，该循环氨水泵的输出端与第一换热器的循环氨水入口连接，第一换热器的循环氨水出口连接焦炉喷洒系统；该第一换热器还设置有循环软水入口、循环软水出口，循环软水出口连接二级第二类吸收式热泵的循环软水入口，二级第二类吸收式热泵的循环软水出口连接循环软水泵的输入端，循环软水泵的输出端与第一换热器的循环软水入口连通；
二级第二类吸收式热泵的循环热水出口连接再沸器的循环热水入口，再沸器的循环热水出口连接循环热水泵的输入端，循环热水泵的输出端连接至二级第二类吸收式热泵的循环热水入口；
再沸器的废水输入端连接所述废水泵的输出端，再沸器的废水蒸汽输出端连接至蒸氨塔的热源输入端。
2.根据权利要求1所述的以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，其特征是：所述循环软水泵的输出端与第一换热器的循环软水入口之间连通有循环软水定压补水装置。
3.根据权利要求1或2所述的以循环氨水为热源的负压蒸氨系统，其特征是：所述循环热水泵的输出端与所述二级第二类吸收式热泵的循环热水入口之间连通有循环热水定压补水装置。
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| CN201420343969.4U Active CN203946915U (zh) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | 以循环氨水为热源的负压蒸氨系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105152436A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-12-16 | 北京首钢国际工程技术有限公司 | 一种焦炉煤气脱硫废液蒸氨装置及使用方法 |
| CN106766342A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-31 | 松下制冷（大连）有限公司 | 利用溴化锂吸收式热泵回收蒸氨塔塔顶氨汽余热系统 |
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2014
- 2014-06-25 CN CN201420343969.4U patent/CN203946915U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN105152436A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-12-16 | 北京首钢国际工程技术有限公司 | 一种焦炉煤气脱硫废液蒸氨装置及使用方法 |
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