CN206701038U - 一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其是一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统。该系统包括再生塔和吸收塔，再生塔的底部到吸收塔的顶部之间连接有贫液管路，吸收塔的底部到再生塔的顶部之间连接有富液管路；贫液管路上由再生塔到吸收塔之间依次设有贫液泵、第一升温型热泵、贫‑富液换热器、贫液空冷器和贫液冷却器；第一升温型热泵的工作端连接有第一低压蒸汽管路，第一低压蒸汽管路与再生塔底部的重沸器相连接；富液管路上设有第一富液泵，第一富液泵的输出端与贫‑富液换热器连接。本申请利用升温型热泵产生低压蒸汽供重沸器使用，既减少了重沸器塔底蒸汽消耗，又降低了贫液空冷和水冷的热负荷，实现贫液热量的梯级式利用，提高能源效率。

Description

一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统。

背景技术

现有硫磺回收装置溶剂集中再生工艺中，来自溶剂再生塔塔底的贫液经再生塔底泵提升，送至贫-富液换热器换热冷却后，还需要进一步空冷及循环水冷却，然后才进入吸收塔；同时，来自溶剂再生塔塔顶的酸性气也是经过空冷器以及后冷器冷却处理后回流至再生塔。在上述工艺中，由于大量的热量需要空冷以及循环水冷却，其耗电量和耗水量很大；另一方面，该系统中产生的过剩热量，由于品位较低而无法得到应用，往往在经过冷却器后作为废热排弃，因而造成了能源的极大浪费。

基于以上所述，亟需一种能够有效回收并利用再生塔产生的热量，减少硫磺回收过程中能耗，有效节约资源和成本的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，该系统通过将第二类吸收式热泵应用于硫磺回收装置，能有效利用再生塔产生的热源，以降低系统能耗。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，包括：再生塔和吸收塔，所述再生塔的底部到吸收塔的顶部之间连接有贫液管路，所述吸收塔的底部到再生塔的顶部之间连接有富液管路；

所述贫液管路上由再生塔到吸收塔之间依次设有贫液泵、第一升温型热泵、贫-富液换热器、贫液空冷器和贫液冷却器；

所述第一升温型热泵的工作端连接有第一低压蒸汽管路，所述第一低压蒸汽管路与再生塔底部的重沸器相连接；

所述富液管路上设有第一富液泵，所述第一富液泵的输出端与所述贫-富液换热器连接，用于与贫液管路进行热交换。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述第一升温型热泵与贫液泵之间设置有第一截止阀，所述第一截止阀的输入端与第一升温型热泵的输出端之间设置有第一旁通阀。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述贫液管路上依次设有两个贫-富液换热器，分别为贫-富液二级换热器和贫-富液一级换热器；所述富液管路依次通过所述贫-富液一级换热器和贫-富液二级换热器与贫液管路进行热交换。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述富液管路上，贫-富液一级换热器到贫-富液二级换热器之间依次设有闪蒸塔和第二富液泵。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述贫液管路上，贫液冷却器之后还连接有溶剂储存罐。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述吸收塔的上部连接有净化尾气管路，进入尾气焚烧炉。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述再生塔的顶部连接有塔顶气管路，所述塔顶气管路上依次设置有第二升温型热泵、塔顶气空冷器、塔顶气后冷器和酸性气分液罐，所述第二升温型热泵的工作端连接有第二低压蒸汽管路，所述第二低压蒸汽管路与再生塔底部的重沸器相连接。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述塔顶气管路上第二升温型热泵的前端设置有第二截止阀，所述第二截止阀的输入端与第二升温型热泵的输出端之间设置有第二旁通阀。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述酸性气分液罐的上方连接有酸性气管路，送至硫磺回收装置；所述酸性气分液罐底部连接有冷凝液管路，冷凝液经塔顶回流泵加压返塔作为回流。

作为一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的优选方案，所述再生塔塔底的重沸器上还连接有外供蒸汽管路，所述第一低压蒸汽管路及第二低压蒸汽管路均与外供蒸汽管路相汇合。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型将升温型热泵(即第二类吸收式热泵)应用于硫磺回收装置的供汽系统中，能够有效回收、利用再生塔产生的热量，该升温型热泵通过对再生塔输出的热量进一步加热，可产生低压蒸汽供再生塔塔底的重沸器使用，从而大大减少了外供蒸汽的需求量，降低了系统能耗；本实用新型充分利用高品位余热，为重沸器提供低压蒸汽源，同时降低了空冷与水冷负荷，实现了热量的梯级式利用，提高了能源使用效率，节能率可达45％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统的局部结构示意图。

图中标记如下：

1-再生塔；2-吸收塔；3-重沸器；4-贫液泵；5-第二富液泵；6-第一富液泵；7-闪蒸塔；8-贫液空冷器；9-贫液冷却器；10-外供蒸汽管路；11-第一升温型热泵；12-贫-富液二级换热器；13-贫-富液一级换热器；14-第一截止阀；15-第一旁通阀；21-贫液管路；22-富液管路；23-第一低压蒸汽管路；24-塔顶气管路；25-净化尾气管路；26-酸性气管路；27-冷凝液管路；31-第二升温型热泵；32-塔顶气空冷器；33-塔顶气后冷器；34-酸性气分液罐；35-塔顶回流泵；36-第二低压蒸汽管路；37-第二截止阀；38-第二旁通阀。

图中箭头所指为流体的流向。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，该系统包括：再生塔1和吸收塔2，其中再生塔1的底部到吸收塔2的顶部之间连接有贫液管路21，用于将冷却后的贫液通入吸收塔2；而吸收塔2的底部到再生塔1的顶部之间连接有富液管路22，用于将加热后的富液通入再生塔1中循环使用；同时贫液管路21与富液管路22之间通过贫-富液换热器相连接，以实现贫富液的热量交换。在贫液管路21上，由再生塔1到吸收塔2之间依次设有贫液泵4、第一升温型热泵11、贫-富液二级换热器12、贫-富液一级换热器13、贫液空冷器8和贫液冷却器9；设置贫液泵4的目的是方便将再生塔1内的贫液抽出，设置两个贫-富液换热器的目的是更好地实现贫富液之间的换热，设置贫液空冷器8和贫液冷却器9的目的是将贫液冷却到设定温度，以满足进入吸收塔2的需求。

上述第一升温型热泵11，又称第二类吸收式热泵，可利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高热源的利用品位。本实施例中的第一升温型热泵11有三个连接端，分别为贫液的输入端、贫液的输出端和工作端，其中工作端可产生低压蒸汽，并通过第一低压蒸汽管路23与再生塔1底部的重沸器3相连接，用于向重沸器3提供蒸汽源，以减少外供蒸汽需求量。

进一步地，本实施例富液管路22上由吸收塔2到再生塔1之间依次设置有第一富液泵6、贫-富液一级换热器13、闪蒸塔7、第二富液泵5和贫-富液二级换热器12；设置第一富液泵6的目的是方便将吸收塔1内的富液抽出，设置两个贫-富液换热器的目的是为了分阶段地对富液进行加热升温，设置闪蒸塔7的目的是实现物料粗略的气液相分离，以闪蒸出富液中的溶解烃，设置第二富液泵5的目的是方便将经过闪蒸塔7的富液抽出。

进一步地，第一升温型热泵11的输入端与贫液泵4之间设置有第一截止阀14，第一截止阀14的输入端与第一升温型热泵11的输出端之间设置有第一旁通阀15；该设计的目的是，若第一升温型热泵11出现故障，则可以切断该热泵装置，贫液直接由第一旁通阀15进入贫-富液二级换热器12。

本实施例贫液管路21上，贫液经贫液冷却器9后可以送至吸收塔2作为吸收溶剂；也可以直接连接溶剂储存罐，用以收集冷却后的贫液。此外，吸收塔2的顶部还连接有净化尾气管路25，送至尾气焚烧炉。

本实用新型通过将升温型热泵(即第二类吸收式热泵)应用于硫磺回收装置中，能够有效回收、利用再生塔产生的热量，通过升温型热泵可产生低压蒸汽供再生塔塔底的重沸器使用，从而大大减少了外供蒸汽的需求量，降低了系统能耗；本实用新型实现了余热的梯级式利用，提高了能源使用效率，节能率可达45％以上。

需要说明的是，为了保证本实用新型改进后的系统不影响原有系统的工艺参数，本申请采用了以下措施：

1)通过第一升温型热泵11产生的低压蒸汽，与原工艺中的蒸汽参数保持相同；

2)进入吸收塔2的贫液温度保证与原系统中贫液温度保持一致；

3)进入再生塔1的富液温度保证与原系统中富液温度保持一致；

4)本申请由于在贫液管路21上增设了第一升温型热泵11，利用了贫液的部分热量，因而与改进前原工艺系统相比，本申请贫液温度有所降低，因此，为达到上述第2)条和第3)条的要求，需增大贫-富液二级换热器12和贫-富液一级换热器13的换热面积，以增加其换热效果。

5)本申请由于增加了第一升温型热泵11，贫液侧阻力增大，因而也需要适当增大贫液泵4的扬程，若校核后的贫液泵4仍不能满足要求，则需要更换。

本实施例的工作过程如下：

再生塔1塔底贫液经贫液泵4提升送至第一升温型热泵11中，第一升温型热泵11提取贫液中部分热量，产生低压蒸汽供再生塔1塔底的重沸器3使用；在第一升温型热泵11内换热完成后的贫液继续经过贫-富液二级换热器12以及贫-富液一级换热器13与富液换热后，再经过贫液空冷器8、贫液冷却器9冷却至40℃-50℃，然后进入吸收塔2或送至溶剂储存罐。

吸收塔2塔底的富液经第一富液泵6提升送至贫-富液一级换热器13与贫液换热后，进入闪蒸塔7闪蒸出溶解烃，然后经闪蒸塔7塔底的富液泵5提升，送至贫-富液二级换热器12与贫液换热后，进入再生塔1。

实施例二

如图2所示，本实施例提供另一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，该系统与实施例一中的系统基本相同，其区别之处在于：来自再生塔1塔顶的气体也可通过升温型热泵回收汽化潜热。

本实施例中，再生塔1的顶部连接有塔顶气管路24，塔顶气管路24上依次设置有第二升温型热泵31、塔顶气空冷器32、塔顶气后冷器33和酸性气分液罐34，第二升温型热泵31的工作端连接有第二低压蒸汽管路36，第二低压蒸汽管路36与再生塔底部的重沸器3相连接。本系统在实施例一的基础上，同时实现了对再生塔1塔顶所排气体热能的利用，进一步增加了重沸器3的低压蒸汽源，降低了能源消耗，节约了资源和成本。

优选地，塔顶气管路24上第二升温型热泵31的前端设置有第二截止阀37，第二截止阀37的输入端与第二升温型热泵31的输出端之间设置有第二旁通阀38，该结构与实施例一中的第一截止阀14、第一旁通阀15作用相同，此处不再赘述。

进一步地，酸性气分液罐34的上方连接有酸性气管路26，用于回收硫磺；酸性气分液罐34的底部连接有冷凝液管路27，冷凝液经冷凝液管路27回流至再生塔1，为增强回流效果，冷凝液管路27上还设置有塔顶回流泵35。另外，本实用新型再生塔1塔底的重沸器3上还连接有外供蒸汽管路10，上述第一低压蒸汽管路23及第二低压蒸汽管路36均与外供蒸汽管路10相汇合；当第一低压蒸汽管路23和第二低压蒸汽管路36提供的低压蒸汽充足时，则关闭外供蒸汽管路10，以减少资源浪费；而第一低压蒸汽管路23和第二低压蒸汽管路36提供的低压蒸汽不足时，则打开外供蒸汽管路10。

同样，为了保证不影响改进前系统的工艺参数，本系统通过第二升温型热泵11产生的低压蒸汽，应与原工艺的蒸汽参数保持相同。

本实施例的工艺流程如下：

塔顶气体经过第二升温型热泵31，将塔顶气体部分冷凝，同时提取塔顶气中的部分热量，产生低压蒸汽供再生塔1塔底的重沸器3使用；换热后的塔顶气再经塔顶气空冷器32、塔顶气后冷器33冷凝冷却后，进入酸性气分液罐34，其中酸性气体经酸性气管路26送到硫磺回收装置中，冷凝液经塔顶回流泵35加压反塔作为回流。

注意，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，包括：再生塔(1)和吸收塔(2)，所述再生塔(1)的底部到吸收塔(2)的顶部之间连接有贫液管路(21)，所述吸收塔(2)的底部到再生塔(1)的顶部之间连接有富液管路(22)；

所述贫液管路(21)上由再生塔(1)到吸收塔(2)之间依次设有贫液泵(4)、第一升温型热泵(11)、贫-富液换热器、贫液空冷器(8)和贫液冷却器(9)；

所述第一升温型热泵(11)的工作端连接有第一低压蒸汽管路(23)，所述第一低压蒸汽管路(23)与再生塔(1)底部的重沸器(3)相连接；

所述富液管路(22)上设有第一富液泵(6)，所述第一富液泵(6)的输出端与所述贫-富液换热器连接，用于与贫液管路(21)进行热交换。

2.根据权利要求1所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述第一升温型热泵(11)与贫液泵(4)之间设置有第一截止阀(14)，所述第一截止阀(14)的输入端与第一升温型热泵(11)的输出端之间设置有第一旁通阀(15)。

3.根据权利要求1或2所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述贫液管路(21)上依次设有两个贫-富液换热器，分别为贫-富液二级换热器(12)和贫-富液一级换热器(13)；所述富液管路(22)依次通过所述贫-富液一级换热器(13)和贫-富液二级换热器(12)与贫液管路(21)进行热交换。

4.根据权利要求3所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述富液管路(22)上，贫-富液一级换热器(13)到贫-富液二级换热器(12)之间依次设有闪蒸塔(7)和第二富液泵(5)。

5.根据权利要求4所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述贫液管路(21)上，贫液冷却器(9)之后还连接有溶剂储存罐。

6.根据权利要求1或2所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述吸收塔(2)的上部连接有净化尾气管路(25)，进入尾气焚烧炉。

7.根据权利要求1所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述再生塔(1)的顶部连接有塔顶气管路(24)，所述塔顶气管路(24)上依次设置有第二升温型热泵(31)、塔顶气空冷器(32)、塔顶气后冷器(33)和酸性气分液罐(34)，所述第二升温型热泵(31)的工作端连接有第二低压蒸汽管路(36)，所述第二低压蒸汽管路(36)与再生塔底部的重沸器(3)相连接。

8.根据权利要求7所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述塔顶气管路(24)上第二升温型热泵(31)的前端设置有第二截止阀(37)，所述第二截止阀(37)的输入端与第二升温型热泵(31)的输出端之间设置有第二旁通阀(38)。

9.根据权利要求7或8所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述酸性气分液罐(34)的上方连接有酸性气管路(26)，送至硫磺回收装置；所述酸性气分液罐(34)底部连接有冷凝液管路(27)，冷凝液经塔顶回流泵(35)加压返塔作为回流。

10.根据权利要求9所述的应用于硫磺回收装置的热泵供汽系统，其特征在于，所述再生塔(1)塔底的重沸器(3)上还连接有外供蒸汽管路(10)，所述第一低压蒸汽管路(23)及第二低压蒸汽管路(36)均与外供蒸汽管路(10)相汇合。