CN205001112U - 天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置 - Google Patents

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陈幼军
吴燕平
何惠民
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Abstract

本实用新型公开了一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置，属于化工装置领域。该装置包括吸收塔，所述吸收塔的输出端通过能量回收液力透平泵与闪蒸罐相连，所述闪蒸罐的输出端与再生塔的上部相连；所述再生塔底部的输出端依次通过前置增压泵和能量回收液力透平泵与吸收塔的上部相连。所述的再生塔顶部的输出端通过再生气冷凝器与再生气分离罐相连；所述的再生气分离罐的输出端依次通过能量回收液力透平泵冲洗系统和过滤器与能量回收液力透平泵相连。该装置的吸收塔底的高压富液通过能量回收液力透平泵做功，将富液的压力能转换成透平泵的机械能，以轴功率的形式输出对贫液做功达到能量回收，节能效果显著。

Description

天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置
技术领域
本实用新型属于化工装置领域，具体涉及一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置。
背景技术
随着世界经济迅速发展，人口急剧增加，能源消费不断增长，温室气体和各种有害物质排放激增，人类的生存环境受到了极大挑战。在这种形势下，清洁的、热值高的天然气能源正日益受到重视，发展天然气工业成为世界各国改善环境和维持经济可持续发展的最佳选择。天然气是21世纪最重要的能源，它将带给人类清洁的环境和高品质的生活。
为了使热值提高及充分利用，同时去除燃烧时可能产生有害的物质，天然气都需要净化处理。天然气脱硫脱碳富液的压力高达到8MPa，而富液闪蒸压力为0.8MPa。能利用的余压可达7.2MPa。如何把这部分余压能高效的回收利用对降低天然气净化的能耗具有重大意义和经济价值。
目前国内天然气脱硫脱碳装置中普遍使用的方式是采用辅助驱动式布置的能量回收系统，高压泵-电动机-超越离合器-液力透平。电动机为离心泵的第一驱动，液力透平为离心泵的第二驱动，只有在液力透平转速高于电动机转速时，超越离合器才耦合，与第一驱动共同带动负载工作。其它采用方式为天然气脱硫脱碳中高压富液经过减压阀或降压孔板，直接通过减压送往下游，余压能并没有利用。
存在的问题是1)减压阀或降压孔板造成余能的浪费；2)采用辅助驱动式布置超越离合器容易损坏，因为实际生产中富液的压力和流量经常波动，造成透平工作时经常脱离设计流量和压力工况，使透平转速和输出功率发生较大变化，超越离合器经常处于高速耦合与脱开工况；3)回收效率低，超越离合器存在能量损失；4)液力透平转子存在堵塞不畅，液力透平无法长期高效运行，因为天然气中含有碳粒等细小固体颗粒。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题提供一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置，该装置包括吸收塔，所述吸收塔的输出端通过能量回收液力透平泵与闪蒸罐相连，所述闪蒸罐的输出端与再生塔的上部相连；所述再生塔底部的输出端依次通过前置增压泵和能量回收液力透平泵与吸收塔的上部相连。所述的再生塔顶部的输出端通过再生气冷凝器与再生气分离罐相连；所述的再生气分离罐的输出端依次通过能量回收液力透平泵冲洗系统和过滤器与能量回收液力透平泵相连。
一种利用上述装置实现天然气脱硫脱碳液力透平能量回收方法，从吸收塔出来压力为高压富液，进入能量回收液力透平泵壳体内冲击透平叶轮高速旋转，将富液能量转化成泵轴的旋转机械能，同时富液变为低压富液从能量回收液力透平泵流出，出来的低压富液进入压力闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后的低压富液进入再生塔进行脱硫脱碳再生，再生塔塔底是低压贫液，低压贫液进入前置增压泵进行第一次增压，第一次增压后送进能量回收液力透平泵，富液能量转化成泵轴的旋转机械能直接驱动水泵叶轮，水泵叶轮把低压贫液进行再次增压，增压后泵入吸收塔，循环使用。再生塔塔顶的酸性气体经再生气冷凝器冷凝，然后再经过再生气分离器分离，分离出来的酸性气体送出界区外，酸性液体一部分返回再生塔，另一部分作为能量回收液力透平的冲洗液，作为清洗液的酸性水进入液力透平泵冲洗系统，再经过过滤器过滤后的洁净酸性水进入能量回收液力透平泵，对透平泵进行的清洗。
与现有技术相比本实用新型的有益效果在于：
1)吸收塔底的高压富液通过能量回收液力透平泵做功，将富液的压力能转换成透平泵的机械能，以轴功率的形式输出对贫液做功达到能量回收，节能效果显著。
2)采用直接驱动式布置能量回收系统，液力透平是唯一驱动设备，与离心泵是同轴直连，不需要超越离合器，减少了泵的故障率，提高了泵的回收效率。
3)采用再生塔塔顶部分酸性水作为能量回收液力透平泵密封转子的冲洗液，保证透平泵畅通运行且避免使用其它冲洗液对物料造成污染。
4)采用直接驱动式布置能量回收液力透平泵结构简单，易损件少，运行周期长。
附图说明
图1为本实用新型的天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置。
其中，1为吸收塔，2为能量回收液力透平泵，3为闪蒸罐，4为前置增压泵，5为再生塔，6为再生气冷凝器，7为再生气分离罐，8为能量回收液力透平泵冲洗系统，9为过滤器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置，该装置包括吸收塔(1)，所述吸收塔(1)的输出端通过第一能量回收液力透平泵(2)与闪蒸罐(3)相连，所述闪蒸罐(3)的输出端与再生塔(5)的上部相连；所述再生塔(5)底部的输出端依次通过前置增压泵(4)和能量回收液力透平泵(2)和吸收塔(1)的上部相连。所述的再生塔(5)顶部的输出端通过再生气冷凝器(6)与再生气分离罐(7)相连；所述的再生气分离罐(7)的输出端依次通过能量回收液力透平泵冲洗系统(8)和过滤器(9)与能量回收液力透平泵(2)相连。
一种利用上述装置实现天然气脱硫脱碳液力透平能量回收方法，具体过程如下：
从吸收塔出来压力为8MPa的高压富液，进入能量回收液力透平泵(1)壳体内冲击透平叶轮高速旋转，将富液能量转化成泵轴的旋转机械能，同时富液变为1.0MPa的低压富液从能量回收液力透平泵(1)流出，出来1.0MPa的低压富液进入压力为0.8MPa的闪蒸罐(3)进行闪蒸，闪蒸后的低压富液进入再生塔(5)进行脱硫脱碳再生，再生塔(5)塔底是0.09MPa的低压贫液，低压贫液进入前置增压泵(4)进行第一次增压，增压后压力为4.2MPa，4.2MPa的低压贫液送进能量回收液力透平泵(2)，富液能量转化成泵轴的旋转机械能直接驱动水泵叶轮，水泵叶轮把低压贫液进行再次增压，压力增至8MPa后泵入吸收塔(1)，循环使用。再生塔(5)塔顶的酸性气体经再生气冷凝器(6)冷凝，然后再经过再生气分离器(7)分离，分离出来的酸性气体送出界区外，酸性液体一部分返回再生塔(5)，另一部分作为能量回收液力透平的冲洗液，作为清洗液的酸性水进入液力透平泵冲洗系统(8)，再经过过滤器(9)过滤后的洁净酸性水进入能量回收液力透平泵(2)，对透平泵进行的清洗。

Claims (2)

1.一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置，其特征在于：该装置包括吸收塔(1)，所述吸收塔(1)的输出端通过能量回收液力透平泵(2)与闪蒸罐(3)相连，所述闪蒸罐(3)的输出端与再生塔(5)的上部相连；所述再生塔(5)底部的输出端依次通过前置增压泵(4)和能量回收液力透平泵(2)与吸收塔(1)的上部相连。
2.根据权利要求1所述的一种天然气脱硫脱碳液力透平能量回收装置，其特征在于：所述的再生塔(5)顶部的输出端通过再生气冷凝器(6)与再生气分离罐(7)相连；所述的再生气分离罐(7)的输出端依次通过能量回收液力透平泵冲洗系统(8)和过滤器(9)与能量回收液力透平泵(2)相连。
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