CN204958415U - 一种节能型脱碳系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能型脱碳系统，包括蒸汽型溴化锂机组、废热锅炉、加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、加压再生塔、常压再生塔、吸收塔、CO2喷射器、CO2水冷器、闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、半贫液透平泵、冷凝水槽、氨合成水冷器、氢氮气压缩机水冷器，其特征在于，所述废热锅炉依次连接加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、吸收塔；所述加压再生塔依次连接闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、吸收塔、半贫液透平泵；所述加压再生塔还依次连接常压再生塔、半贫液透平泵、吸收塔；所述CO2水冷器依次连接CO2喷射器、加压再生塔、常压再生塔；所述闪蒸槽还连接常压再生塔。本实用新型利用脱碳系统贫液脱碳系统不使用循环水，能充分回收低位热量。
Description
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，特别涉及一种节能型脱碳系统。
背景技术
目前，国内以天然气为原料的合成氨脱碳系统较多采用苯菲尔法，但其存在一定的缺点：
①能耗高；
②大量使用循环水降温维持水平衡或保证工艺温度；
③能量利用不合理。
脱碳系统溶液流程中，闪蒸后的贫液（例如102℃）需用循环水冷却至一定的温度（例如80℃），以满足后续脱碳吸收塔工艺需求，然后再经贫液泵送至吸收塔吸收二氧化碳。此部分贫液热能未能有效回收，且冷却需消耗一定量的循环水；脱碳系统气体流程中，进入脱碳系统的低变气（例如230℃）先后经废热锅炉、加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器回收热量后，还需经低变水冷器冷却后方可满足工艺要求进入吸收塔，同样需要消耗一定的循环水。同时废热锅炉副产的低压蒸汽（例如0.35MPaG、148℃）工厂内用户较少，热能也难以充分回收。
低位热能的回收一直属于行业难题，多数化工企业一直在寻求回收低位热能的技术方法。溴化锂吸收式制冷机采用低位热源作为制冷的能量，通过溴化锂溶液对水的强吸收作用和水在真空条件低温蒸发需吸收大量热能的条件，不断制取低温冷冻水。溴化锂吸收式制冷机组分为热水型和蒸汽型，主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒（蒸汽、热水或热溶液）的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，后进入吸收器；水蒸汽进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒（水）的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸汽进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。
水力透平机是利用带有势能的高压液体驱动转轮转动，将液体的压力能转换为水力透平机的机械能的一种机器设备。透平机械的工艺介质可以是气体，如蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体，也可以是液体，如水、油或其他液体。在化肥企业中，可以利用脱碳系统中富液的压力能驱动半贫液透平泵回收富液能量，节省半贫液泵电耗。
实用新型内容
本实用新型通过将传统的双塔再生脱碳系统中两处使用循环水冷却的低变水冷器和贫液水冷器省去，进而使用蒸汽型溴化锂机型和热水型溴化锂机组回收低变气及贫液的低位热能，同时生产冷冻水，冷冻水用于氨合成系统，提高氨合成塔产量；最后，对富液采用半贫液透平泵回收能量，CO2水冷器采用脱盐水进行冷却，以预热锅炉上水。
本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种节能型脱碳系统，包括蒸汽型溴化锂机组、废热锅炉、加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、加压再生塔、常压再生塔、吸收塔、CO2喷射器、CO2水冷器、闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、半贫液透平泵、冷凝水槽、氨合成水冷器、氢氮气压缩机水冷器，其特征在于，所述废热锅炉依次连接加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、吸收塔；所述加压再生塔依次连接闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、吸收塔、半贫液透平泵；所述加压再生塔还依次连接常压再生塔、半贫液透平泵、吸收塔；所述CO2水冷器依次连接CO2喷射器、加压再生塔、常压再生塔；所述闪蒸槽还连接常压再生塔。
在本实用新型的一个实施例中，其特征在于所述蒸汽型溴化锂机组的蒸汽入口与所述废热锅炉蒸汽出口连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷凝水出口与所述冷凝水槽连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷冻水入口与所述氨合成水冷器冷却水出口连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷冻水出口与所述氨合成水冷器冷却水入口连接；所述蒸汽型溴化锂机组的蒸汽系统选用316L材质。
在本实用新型的一个实施例中，其特征在于所述热水型溴化锂机组的热水入口与所述贫液闪蒸槽出口连接，所述热水型溴化锂机组的热水出口与所述贫液泵入口连接，所述热水型溴化锂机组的冷冻水入口与所述氢氮气压缩机水冷器的冷却水出口连接，所述热水型溴化锂机组的冷冻水出口与所述氢氮气压缩机水冷器的冷却水入口连接；所述热水型溴化锂机组的热水系统采用316L材质。
本实用新型的有益效果：（1）利用脱碳系统贫液脱碳系统不使用循环水，充分回收低位热量；（2）向外提供7—12℃冷水用于氨合成系统冷却设备用，制冷量10000KW。年回收热量相当于10万吨蒸汽。每小时脱碳节约循环水1200t/h。（在15万吨合成氨苯菲尔脱碳系统）；（3）制取冷水用于合成氨系统同等消耗下可增产5%。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：低变气1、废热锅炉2、加压再生塔煮沸器3、常压再生塔煮沸器4、吸收塔5、蒸汽型溴化锂机组6、蒸汽入口6a、冷凝水出口6b、冷冻水入口6c、冷冻水出口6d、加压再生塔7、常压再生塔8、半贫液透平泵9、动力液入口9a、动力液出口9b、半贫液入口9c、半贫液出口9d、CO2喷射器10、CO2水冷器11、闪蒸槽12、热水型溴化锂机组13、热水入口13a、热水出口13b、冷冻水入口13c、冷冻水出口13d、贫液泵14、氨合成水冷器15、冷却水入口15a、冷却水出口15b、冷凝水槽16、氢氮气压缩机水冷器17、冷却水入口17a、冷却水出口17b、脱盐水18、CO2放空19。
具体实施方式
如图1所示，从低变来的低变气1（例如230℃），进入废热锅炉2回收热量，温度降低（例如150℃），进入加压再生塔煮沸器3煮沸贫液，温度进一步下降（例如降至130℃）后进入常压再生塔煮沸器4，加热半贫液，出口温度继续下降（例如110℃），后进入吸收塔5，在塔内与从塔顶部进入的苯菲尔溶液逆流接触脱除二氧化碳，出口气中二氧化碳含量降至0.5%以下，后去甲烷化工序。
从吸收塔5底排出的富液进入半贫液透平泵9的动力液入口9a，驱动半贫液透平泵9回收能量后，自动力液出口9b进入加压再生塔8顶部闪蒸段，闪蒸后的溶液分两部分，其中一部分引入常压再生塔7，与从中、下部入塔的溶液一起，通过填料层和塔底的常压再生塔煮沸器4，进一步解析形成半贫液。半贫液进入半贫液透平泵9的半贫液入口9c，提压后自半贫液出口9d送往吸收塔5中部。其余部分则从贫液闪蒸段集液盘的降液管流入加压再生塔8中部的气提段及加压再生塔煮沸器3，充分再生形成贫液（例如压力0.14MPa、温度120℃）。贫液出塔后进入闪蒸槽12，闪蒸出来的蒸汽经升气管引入常压再生塔8上部，供半贫液的气提再生。闪蒸后的贫液（例如100℃），进入热水型溴化锂机组13的热水入口13a，驱动热水型溴化锂机组13制取冷冻水，贫液冷却后（例如70℃），从热水型溴化锂机组13的热水出口13b送至贫液泵14，经贫液泵14提压后送入吸收塔5顶部。来自氨合成系统氢氮气压缩机水冷器17的冷却水出口17b的冷却回水（例如12℃）进入热水型溴化锂机组13的冷冻水入口13c，经冷却降温后（例如7℃）经冷冻水出口13d返回氢氮气压缩机水冷器17的冷却水入口17a，用以降低氢氮混合气温度，从而提高合成氨产量。
加压再生塔7顶部出来的再生气（例如0.08MPa）作为动力气进入CO2喷射器10，抽吸常压再生塔8顶部出来的再生气，使常压再生塔顶压力保持一定压力（例如0.002-0.004MPa），CO2喷射器10出来的全部再生气经CO2水冷器11冷却分离后经CO2放空排入大气。CO2水冷器11采用脱盐水18作为冷却介质，脱盐水18经CO2水冷器预热后，送入废热锅炉2作为锅炉上水。
废热锅炉2副产的低压蒸汽（例如0.35MPaG、148℃）进入蒸汽型溴化锂机组6的蒸汽入口6a，驱动蒸汽型溴化锂机组6制取冷冻水，冷凝后经冷凝水出口6b送入冷凝水槽16；氨合成水冷器15的冷却水出口15b来的冷却回水（例如24℃）进入蒸汽型溴化锂机组6的冷冻水入口6c，经蒸汽型溴化锂机组6冷却降温后（例如14℃），自蒸汽型溴化锂机组6的冷冻水出口6d返回氨合成水冷器15的冷却水入口15a，用以降低氨合成塔出气体温度，提高合成氨产量。
Claims (3)
1.一种节能型脱碳系统，包括蒸汽型溴化锂机组、废热锅炉、加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、加压再生塔、常压再生塔、吸收塔、CO2喷射器、CO2水冷器、闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、半贫液透平泵、冷凝水槽、氨合成水冷器、氢氮气压缩机水冷器，其特征在于，所述废热锅炉依次连接加压再生塔煮沸器、常压再生塔煮沸器、吸收塔；所述加压再生塔依次连接闪蒸槽、热水型溴化锂机组、贫液泵、吸收塔、半贫液透平泵；所述加压再生塔还依次连接常压再生塔、半贫液透平泵、吸收塔；所述CO2水冷器依次连接CO2喷射器、加压再生塔、常压再生塔；所述闪蒸槽还连接常压再生塔。
2.根据权利要求1所述的一种节能型脱碳系统，其特征在于所述蒸汽型溴化锂机组的蒸汽入口与所述废热锅炉蒸汽出口连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷凝水出口与所述冷凝水槽连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷冻水入口与所述氨合成水冷器冷却水出口连接，所述蒸汽型溴化锂机组的冷冻水出口与所述氨合成水冷器冷却水入口连接；所述蒸汽型溴化锂机组的蒸汽系统选用316L材质。
3.根据权利要求1所述的一种节能型脱碳系统，其特征在于所述热水型溴化锂机组的热水入口与所述贫液闪蒸槽出口连接，所述热水型溴化锂机组的热水出口与所述贫液泵入口连接，所述热水型溴化锂机组的冷冻水入口与所述氢氮气压缩机水冷器的冷却水出口连接，所述热水型溴化锂机组的冷冻水出口与所述氢氮气压缩机水冷器的冷却水入口连接；所述热水型溴化锂机组的热水系统采用316L材质。
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|---|---|---|---|---|
| CN109000385A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-14 | 江苏科技大学 | 一种多源高温热泵装置及工作方法 |
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2015
- 2015-08-04 CN CN201520575839.8U patent/CN204958415U/zh active Active
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| CN109000385B (zh) * | 2018-07-04 | 2020-06-09 | 江苏科技大学 | 一种多源高温热泵装置及工作方法 |
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