CN203998979U - 一种合成氨工艺中冷量回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种合成氨工艺中冷量回收利用系统，包括用于混合氢气与低温氮气的混合室，所述混合室的进气端分别与氢气管道、换热器的管程出气端连接，所述换热器的管程进气端与氮气管道连接；所述混合室的出气端依次与甲烷化换热器的壳程、调整器、脱硫槽、甲烷化炉连接；所述甲烷化炉的出口端依次与甲烷化换热器的管程、精制气水冷器连接，所述精制气水冷器的出气端与所述的换热器壳程进气端连接，所述换热器壳程出气端依次与分离器、压缩机、分子筛、合成塔连接。低温氮气的冷量在换热气中被工艺气进行回收利用，提高氮气温度而有利于甲烷化的反应。同时大幅度地降低工艺气温度，提高压缩机的负荷，减少水份对压缩机与触媒的损害。
Description
技术领域
本实用新型涉及合成氨工艺，具体涉及一种合成氨工艺中冷量回收利用系统。
背景技术
在现代化企业中，热交换作为一个不可或缺的环节，以其高效节能、实用性强、设计灵活、易操作等优点，已被广泛地应用在化工生产、冶金、食品加工、制药、塑胶科技、电镀、机械、建筑、空调制冷、医学等领域。
其中冷量是热交换的一种，它不仅能够起到降低温度的作用，同时对压缩机的功耗、保证机组安全稳定运行也起到一定的作用；同时降低工艺气中的水份的含量，有利于气体的压缩与减小汽轮机蒸汽的耗量。
合成氨工艺中，来自空分的低温氮气在净化系统与来自气化装置的氢气在混合室混合后，经脱硫、去除CO和CO2，再进入压缩系统进行加压、合成，由于进入压缩机的工艺气的温度很高，从而制约了压缩机的负荷；另外，如果工艺气中若含有的气态水过多，就会对压缩机的叶片造成损害，甚至有停车的危险。由于低温的氮气是直接与氢气进行混合，如此低温的氮气冷量不能得到回收利用，且低温的氮气会造成入甲烷化炉温度偏低，不利于甲烷化的反应。
如果上述的问题不能得到解决，不但是能量的损失，且对压缩机的叶片也会不同程度的危害，甚至有停车的危险。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种合成氨工艺中冷量回收利用系统，实现对低温氮气的冷量进行回收用于降低工艺气的温度，从而保护压缩机，并提高生产效率。
本实用新型的技术方案是：一种合成氨工艺中冷量回收利用系统，包括用于混合氢气与低温氮气的混合室，所述混合室的进气端分别与氢气管道、换热器的管程出气端连接，所述换热器的管程进气端与氮气管道连接；所述混合室的出气端依次与甲烷化换热器的壳程、调整器、脱硫槽、甲烷化炉连接；所述甲烷化炉的出口端依次与甲烷化换热器的管程、精制气水冷器连接，所述精制气水冷器的出气端与所述的换热器壳程进气端连接，所述换热器壳程出气端依次与分离器、压缩机、分子筛、合成塔连接。
进一步，为了调整进入脱硫槽内的混合气的温度，所述调整器的进、出气端各设一个第一调节阀，调整器的进、出气端之间设有旁路阀。
进一步，为了调节进入换热器内的氮气的流量，从而控制工艺气的温度，所述换热器的管程进气端与氮气管道之间设有第二调节阀。
本实用新型将来自空分装置的低温氮气与经过精制气水冷器换热后的工艺气进行换热，使氮气温度上升，然后与气化来的氢气进行混合，混合气通过甲烷化换热器与来自甲烷化炉除去硫化物、CO、CO2的高温工艺气进行换热，进一步提高进入甲烷化炉的混合气温度，从而有利于混合气的甲烷化反应；同时降低了工艺气的温度。然后再将该工艺气导入精制气水冷器进行一步降温，降温后的工艺气与低温氮气在换热气中换热吸取氮气的冷量，再进一步降低工艺气的温度；同时工艺气中含的气态水降温后在分离器中冷凝成液态水进行分离而排放，降低工艺气中的水分。从而使进入压缩机中的工艺气的温度低、含水量少，减小对压缩机叶片的损害，也减少汽轮机蒸汽的用量，也使得入分子筛的水含量减小，有利于合成氨的反应。
本实用新型的有益效果有：
1、来自空分装置的低温氮气的冷量在换热气中被工艺气进行回收利用，使低温的氮气温度得到提高，然后使混合气在甲烷换热器中换热而进一步提高混合气的温度，从而有利于甲烷化炉的甲烷化反应。同时大幅度地降低工艺气温度，从而提高压缩机的负荷。
2、本系统使脱硫、去除CO、CO2的高温工艺气在甲烷换热器、精制气水冷器与换热器中进行换热、冷却、再换热后，其温度得到大幅度的降低，从而使工艺气中所含的气态水液化而在分离器中排除，从而减少水份对压缩机叶片的损害；有利于分子筛的吸附再生，降低分子筛的负荷；同时还有利于合成氨的反应，提高触媒的活性。
3、由于工艺气在换热器中换热后温度进一步降低后，有利于气体的压缩，并节约汽轮机蒸汽的耗量；同时还有利于降低后冷却装置的负荷，在同等气温条件下，可提高生产能力。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-混合室，2-精制气水冷器，3-换热器，4-甲烷化换热器，5-调整器，6-脱硫槽，7-甲烷化炉，8-第一调节阀，9-旁路阀，10-第二调节阀，11-分享器，12-压缩机，13-分子筛，14-合成塔。
具体实施方式
如图1所示，一种合成氨工艺中冷量回收利用系统，包括用于混合氢气与低温氮气的混合室1，所述混合室1的进气端分别与氢气管道、换热器3的管程出气端连接，所述换热器3的管程进气端与氮气管道连接；所述混合室1的出气端依次与甲烷化换热器4的壳程、调整器5、脱硫槽6、甲烷化炉7连接；所述甲烷化炉7的出口端依次与甲烷化换热器4的管程、精制气水冷器2连接，所述精制气水冷器2的出气端与所述的换热器3壳程进气端连接，所述换热器3壳程出气端依次与分离器11、压缩机12、分子筛13、合成塔14连接。
进一步，为了调整进入脱硫槽内的混合气的温度，所述调整器5的进、出气端各设一个第一调节阀8，调整器5的进、出气端之间设有旁路阀9。为了调节进入换热器内的氮气的流量，从而控制工艺气的温度，所述换热器3的管程进气端与氮气管道之间设有第二调节阀10。
低温的氮气经换热器3后与氢气在混合室1内进行混合，混合气经甲烷化换热器4、调整器5进入脱硫槽6中进行脱硫，再进入甲烷化炉7中进行甲烷化反应去除CO、CO2，高温的工艺气直接进入甲烷化换热器4中与后续的混合气进行换热降低工艺气的温度；工艺气再经精制气水冷器2降温后进入换热器3中与低温的氮气进行换热，一方面进一步降低工艺气的温度，提高压缩机12负荷、降低能耗；同时使工艺气中的水分液化而分离出去，保护了压缩机12与合成塔14中的触媒安全；另一方面提高了混合气的温度，有利于甲烷化的反应。
以上实施例并非仅限于本实用新型的保护范围，所有基于本实用新型的基本思想而进行修改或变动的都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种合成氨工艺中冷量回收利用系统，包括用于混合氢气与低温氮气的混合室（1），其特征在于：所述混合室（1）的进气端分别与氢气管道、换热器（3）的管程出气端连接，所述换热器（3）的管程进气端与氮气管道连接；所述混合室（1）的出气端依次与甲烷化换热器（4）的壳程、调整器（5）、脱硫槽（6）、甲烷化炉（7）连接；所述甲烷化炉（7）的出口端依次与甲烷化换热器（4）的管程、精制气水冷器（2）连接，所述精制气水冷器（2）的出气端与所述的换热器（3）壳程进气端连接，所述换热器（3）壳程出气端依次与分离器（11）、压缩机（12）、分子筛（13）、合成塔（14）连接。
2.根据权利要求1所述的合成氨工艺中冷量回收利用系统，其特征在于：所述调整器（5）的进、出气端各设一个第一调节阀（8），调整器（5）的进、出气端之间设有旁路阀（9）。
3.根据权利要求1所述的合成氨工艺中冷量回收利用系统，其特征在于：所述换热器（3）的管程进气端与氮气管道之间设有第二调节阀（10）。
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| CN201420345493.8U CN203998979U (zh) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | 一种合成氨工艺中冷量回收利用系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116639707A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-08-25 | 山东福富新材料科技有限公司 | 无碳新能源生态系统 |
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2014
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