CN206817818U - 基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置，包括吸收式热泵组件(1、2、3、4)、溶液泵(6)、冷剂泵(7)、热交换器(5)及相应连接管路、一次侧管路(8)、二次侧管路(9)和三次侧管路(10)，一次侧管路(8)被配置为允许石化厂内具有中低温余热的第一低温物料依次在蒸发器(1)中和在发生器(3)中作为驱动热源；二次侧管路(9)被配置为允许石化厂内需预热的第二低温物料通过吸收冷凝器(4)中的低压工质蒸汽冷凝产生的热量而预热升温；三次侧管路(10)被配置为允许石化厂内需预热的第三低温物料通过吸收吸收器(2)中的浓吸收剂溶液与高压工质蒸汽混合产生的中高温的热量而预热升温。

Description

基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及石化厂低温余热的回收利用，具体涉及一种基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置。

技术背景

石油化工行业余热资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。石油化工行业的余热种类较多，主要有产品余热、循环冷却水余热和烟气余热等。石化行业的余热按其品位可以分为以下几类：1)高品位余热，温度范围大约在150～350℃；2)较高品位余热，温度范围大约在70～150℃；3)低品位余热，温度范围大约在30～70℃。

目前，经过多年的节能减排工作的开展及其相应工程的配套建设，石化企业的高品位余热及绝大部分的中品位余热基本得到了的回收利用。低品位的余热因其余热量巨大、回收难度大，缺少有效的经济回收利用技术，而未能得到回收利用，只能通过循环冷却塔排放到环境中。例如，石化厂稳定塔底70℃汽油需要水冷至40℃，而部分物料需要由30℃预热至40℃、由50℃预热至90℃，由于这部分物料量很大，因此预热这部分物料需要消耗大量瓦斯或者低压蒸汽。因此，如何进一步回收低温余热，实现石化厂内余热资源的逐级利用，实现节能减排效果，具有重大意义。

实用新型内容

在本实用新型的一个方面，提供了一种基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置，包括吸收式热泵组件1、2、3和4、溶液泵6、冷剂泵7、热交换器5以及相应连接管路，所述吸收式热泵组件包括蒸发器1、吸收器2、发生器3和冷凝器4，其中，该装置还包括热源物料一次侧管路8，需预热物料二次侧管路9和需预热物料三次侧管路10，其中，

所述热源物料一次侧管路8依次穿过所述蒸发器1和所述发生器3，并被配置为允许石化厂内具有中低温余热的第一低温物料依次在所述蒸发器1中和在所述发生器3中作为驱动热源；

所述需预热物料二次侧管路9穿过所述冷凝器4，并被配置为允许石化厂内需预热的第二低温物料通过吸收所述冷凝器4中的低压工质蒸汽冷凝产生的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第二工艺管路中；

所述需预热物料三次侧管路10穿过所述吸收器2，并被配置为允许石化厂内需预热的第三低温物料通过吸收所述吸收器2中的浓吸收剂溶液与高压工质蒸汽混合产生的中高温的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第三工艺管路中；

所述蒸发器1被配置为允许其中的工质水通过蒸发吸收作为驱动热源的所述第一低温物料的热量，并蒸发为所述高压工质蒸汽，而进入所述吸收器2中；

所述吸收器2被配置为允许其中的浓吸收剂溶液与所述高压工质蒸汽混合产生中高温的热量，从而预热所述需预热物料三次侧管路10中的所述第三低温物料，并允许稀释的吸收剂溶液通过所述热交换器5输送到所述发生器3；

所述发生器3被配置为允许所述热源物料一次侧管路8中的所述第一低温物料作为驱动热源加热所述稀释的吸收剂溶液，形成低压工质蒸汽和浓吸收剂溶液，并允许所述低压工质蒸汽输送到所述冷凝器4中；

所述溶液泵6被配置为将所述发生器3中的所述浓吸收剂溶液通过所述交换器5输送到所述吸收器2；

所述热交换器5被配置为在由所述发生器3输送的所述浓吸收剂溶液和由所述吸收器2输送的所述稀释的吸收剂溶液之间交换热量；

所述冷凝器4被配置为允许来自所述发生器3的所述低压工质蒸汽被所述需预热物料二次侧管路9中的所述第二低温物料降温，从而冷凝为工质水，同时将所述第二低温物料预热升温；以及

所述冷剂泵7被配置为将所述冷凝器4中的工质水输送到所述蒸发器1中。

本实用新型的技术方案的优点包括：利用了石化行业中现有技术难以利用的低温余热，采用石化厂内需要冷却的物料作为驱动热源、需要预热的物料作为低温热源，从而减少甚至替代石化厂原有预热能耗，实现了石化厂内能源的逐级梯度利用。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置的结构示意图；以及

图2为根据本实用新型的实施例的基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置的操作流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

现参照图1，其为根据本实用新型的实施例的基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置100的结构示意图。如图1中所示，该基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置100包括吸收式热泵组件1、2、3和4、溶液泵6、冷剂泵7、热交换器5以及相应连接管路，所述吸收式热泵组件包括蒸发器1、吸收器2、发生器3和冷凝器4，其中，该装置100还包括热源物料一次侧管路8，需预热物料二次侧管路9和需预热物料三次侧管路10，其中，

所述热源物料一次侧管路8依次穿过所述蒸发器1和所述发生器3，并被配置为允许石化厂内具有中低温余热的第一低温物料依次在所述蒸发器1中和在所述发生器3中作为驱动热源；

所述需预热物料二次侧管路9穿过所述冷凝器4，并被配置为允许石化厂内需预热的第二低温物料通过吸收所述冷凝器4中的低压工质蒸汽冷凝产生的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第二工艺管路中；

所述需预热物料三次侧管路10穿过所述吸收器2，并被配置为允许石化厂内需预热的第三低温物料通过吸收所述吸收器2中的浓吸收剂溶液与高压工质蒸汽混合产生的中高温的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第三工艺管路中；

所述蒸发器1被配置为允许其中的工质水通过蒸发吸收作为驱动热源的所述第一低温物料的热量，并蒸发为所述高压工质蒸汽，而进入所述吸收器2中；

所述吸收器2被配置为允许其中的浓吸收剂溶液与所述高压工质蒸汽混合产生中高温的热量，从而预热所述需预热物料三次侧管路10中的所述第三低温物料，并允许稀释的吸收剂溶液通过所述热交换器5输送到所述发生器3；

所述发生器3被配置为允许所述热源物料一次侧管路8中的所述第一低温物料作为驱动热源加热所述稀释的吸收剂溶液，形成低压工质蒸汽和浓吸收剂溶液，并允许所述低压工质蒸汽输送到所述冷凝器4中；

所述溶液泵6被配置为将所述发生器3中的所述浓吸收剂溶液通过所述交换器5输送到所述吸收器2；

所述热交换器5被配置为在由所述发生器3输送的所述浓吸收剂溶液和由所述吸收器2输送的所述稀释的吸收剂溶液之间交换热量；

所述冷凝器4被配置为允许来自所述发生器3的所述低压工质蒸汽被所述需预热物料二次侧管路9中的所述第二低温物料降温，从而冷凝为工质水，同时将所述第二低温物料预热升温；

所述冷剂泵7被配置为将所述冷凝器4中的工质水输送到所述蒸发器1中。

在一些实施例中，所述吸收式热泵组件1、2、3和4例如可以为升温型吸收式热泵组件。

在一些实施例中，所述吸收式热泵组件1、2、3和4还可以包括所述溶液泵6、冷剂泵7、热交换器5以及相应连接管路。

在一些实施例中，所述各吸收式热泵组件1、2、3和4等可以包括在一吸收式热泵中。当然，所述吸收式热泵还可以包括其他部件。

在一些实施例中，所述吸收剂可以为溴化锂溶液。在其他实施例中，所述吸收剂可以为其他吸收剂，例如氨水等。

所述第一低温物料可以是石化厂中任何具有余热的低温或中物料，例如诸如水、油气、汽油、柴油等低温或中温的液体或气体。

在一些实施例中，所述第一低温物料在进入所述热源物料一次侧管路8的一次侧热物料入口时(即进入所述蒸发器1之前)的温度为70℃左右，例如65-75℃，或者60-80℃，并且在离开所述热源物料一次侧管路8的一次侧热物料出口时(即离开所述发生器3之后)的温度为40℃左右，例如35-50℃，或者30-50℃。离开所述一次侧热物料出口的所述第一低温物料可以被排放掉，或者可以输入到石化厂的工艺管路中进一步利用。根据本实用新型的实施例的所述装置100通过利用现有技术很难利用因而被废弃的、石化厂中具有余热的低温或中温物料作为驱动热源，来预热其他需要预热的物料，而不必消耗大量的瓦斯或者低压蒸气等热源作为驱动热源，节约了大量能源，减少了碳排放。

所述第二低温物料可以是石化厂中任何需要预热到中低温度的低温物料，例如诸如水、油气、汽油、柴油等低温或中温的液体或气体。

在一些实施例中，所述第二低温物料在进入所述需预热物料二次侧管路9的二次侧预热物料入口时(即进入所述冷凝器4之前)的温度为30℃左右，例如25-35℃，或者20-40℃，并且在离开所述需预热物料二次侧管路9的二次侧预热物料出口时(即离开所述冷凝器4之后)的温度为45℃左右，例如40-50℃，或者35-55℃。根据本实用新型的实施例的所述装置100通过将需预热的低温物料用作所述冷凝器4的冷凝剂，不但使用余热对石化厂中需预热的低温物料进行了适当预热，满足了工艺要求，而且在保证装置正确运行的同时，不必使用专门的冷却水及冷却塔等来为冷凝器4提供冷凝剂，节约了能源和资本。

所述第三低温物料可以是石化厂中任何需要预热到中高温度的低温物料，例如诸如水、油气、汽油、柴油等低温或中温的液体或气体。

在一些实施例中，第三低温物料在进入所述需预热物料三次侧管路10的三次侧预热物料入口时(即进入所述吸收器2之前)的温度为50℃左右，例如45-55℃，或者40-60℃，并且在离开所述需预热物料三次侧管路10的三次侧预热物料出口时(即离开所述吸收器2之后)的温度为90℃左右，例如85-95℃左右，或者80-100℃。根据本实用新型的实施例的所述装置100通过利用石化厂内具有余热的低温物料的热量，将需预热的低温物料加热至较高温度，在满足了工艺要求的同时节约了能源。

以上参照附图描述了根据本实用新型的实施例的基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本实用新型的限制。在本实用新型的其他实施例中，该装置可具有更多、更少或不同的部件，且各部件之间的连接、包含和功能关系可以与所描述和图示的不同。例如，通常多个部件可以合并为一个大的部件。再例如，各部件的名称并非对本实用新型的限制。

现参照图2，其为根据本实用新型的实施例的一种基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置的示意性操作流程图，所述流程用于基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置(例如上述根据本实用新型的实施例的装置100)，所述装置包括吸收式热泵组件1、2、3和4、溶液泵6、冷剂泵7、热交换器5以及相应连接管路，所述吸收式热泵组件包括蒸发器1、吸收器2、发生器3和冷凝器4，所述装置还包括热源物料一次侧管路8，需预热物料二次侧管路9和需预热物料三次侧管路10，所述热源物料一次侧管路8依次穿过所述蒸发器1和所述发生器3，所述需预热物料二次侧管路9穿过所述冷凝器4，所述需预热物料三次侧管路10穿过所述吸收器2)，所述流程包括以下步骤：

在步骤201，允许石化厂内具有中低温余热的第一低温物料进入所述热源物料一次侧管路8，并在所述蒸发器1中作为驱动热源，使得所述蒸发器1中的工质水通过蒸发吸收所述第一低温物料的热量，并蒸发为高压工质蒸汽，而进入所述吸收器2中；

在步骤202，允许石化厂内需预热的第三低温物料进入所述需预热物料三次侧管路10，并允许所述吸收器2中的浓吸收剂溶液与所述高压工质蒸汽混合产生中高温的热量，从而预热所述第三低温物料，然后输送到石化厂的第三工艺管路中，并允许稀释的吸收剂溶液通过所述热交换器5输送到所述发生器3；

在步骤203，允许所述热源物料一次侧管路8中的所述第一低温物料在所述发生器3中作为驱动热源加热所述稀释的吸收剂溶液，形成低压工质蒸汽和浓吸收剂溶液，允许所述低压工质蒸汽输送到所述冷凝器4中；

在步骤204，由所述溶液泵6将所述发生器3中的所述浓吸收剂溶液通过所述交换器5输送到所述吸收器2；

在步骤205，由所述热交换器5在由所述发生器3输送的所述浓吸收剂溶液和由所述吸收器2输送的所述稀释的吸收剂溶液之间交换热量；

在步骤206，允许石化厂内需预热的第二低温物料进入所述需预热物料二次侧管路9，并通过吸收所述冷凝器4中的低压工质蒸汽冷凝产生的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第二工艺管路中，并使得所述低压工质蒸汽冷凝为工质水；

在步骤207，由所述冷剂泵7将所述冷凝器4中的工质水输送到所述蒸发器1中。

在一些实施例中，所述热源物料一次侧管路8中的所述第一低温物料在进入所述蒸发器1时的温度为60-80℃，在离开所述发生器3时的温度为30-50℃；

所述需预热物料二次侧管路9中的所述第二低温物料在进入所述冷凝器4时的温度为20-40℃，在离开所述冷凝器4时的温度为35-55℃；以及

所述需预热物料三次侧管路10中的所述第三低温物料在进入所述吸收器2时的温度为40-60℃，在离开所述吸收器2时的温度为80-100℃。

以上参照附图描述了根据本实用新型的实施例的基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置的操作流程，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本实用新型的限制。在本实用新型的其他实施例中，该操作流程可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含和功能关系可以与所描述和图示的不同。

本实用新型针对石化行业工艺流程中余热资源的分布特点和余热等级，提出了一种合理梯度地利用石化厂的低温余热物料的技术方案。本实用新型的技术方案的优点包括：利用了石化行业中现有技术难以利用的低温余热，采用石化厂内需要冷却的物料作为驱动热源、需要预热的物料作为低温热源，从而减少甚至替代石化厂原有预热能耗，实现了石化厂内能源的逐级梯度利用。

应指出的是，本实用新型的技术方案不局限于石化行业，也可应用于其他工业物料预热循环，为低温余热回收和利用提供了新方向。

虽然本实用新型已经通过实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围仅以权利要求的语言及其等价语言所限定的范围为准。

Claims (1)

1.一种基于吸收式换热的石化厂低温余热回收利用装置，包括吸收式热泵组件(1、2、3、4)、溶液泵(6)、冷剂泵(7)、热交换器(5)以及相应连接管路，所述吸收式热泵组件包括蒸发器(1)、吸收器(2)、发生器(3)和冷凝器(4)，其中，该装置还包括热源物料一次侧管路(8)，需预热物料二次侧管路(9)和需预热物料三次侧管路(10)，其中，

所述热源物料一次侧管路(8)依次穿过所述蒸发器(1)和所述发生器(3)，并被配置为允许石化厂内具有中低温余热的第一低温物料依次在所述蒸发器(1)中和在所述发生器(3)中作为驱动热源；

所述需预热物料二次侧管路(9)穿过所述冷凝器(4)，并被配置为允许石化厂内需预热的第二低温物料通过吸收所述冷凝器(4)中的低压工质蒸汽冷凝产生的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第二工艺管路中；

所述需预热物料三次侧管路(10)穿过所述吸收器(2)，并被配置为允许石化厂内需预热的第三低温物料通过吸收所述吸收器(2)中的浓吸收剂溶液与高压工质蒸汽混合产生的中高温的热量而预热升温，然后输送到石化厂的第三工艺管路中；

所述蒸发器(1)被配置为允许其中的工质水通过蒸发吸收作为驱动热源的所述第一低温物料的热量，并蒸发为所述高压工质蒸汽，而进入所述吸收器(2)中；

所述吸收器(2)被配置为允许其中的浓吸收剂溶液与所述高压工质蒸汽混合产生中高温的热量，从而预热所述需预热物料三次侧管路(10)中的所述第三低温物料，并允许稀释的吸收剂溶液通过所述热交换器(5)输送到所述发生器(3)；

所述发生器(3)被配置为允许所述热源物料一次侧管路(8)中的所述第一低温物料作为驱动热源加热所述稀释的吸收剂溶液，形成低压工质蒸汽和浓吸收剂溶液，并允许所述低压工质蒸汽输送到所述冷凝器(4)中；

所述溶液泵(6)被配置为将所述发生器(3)中的所述浓吸收剂溶液通过所述交换器(5)输送到所述吸收器(2)；

所述热交换器(5)被配置为在由所述发生器(3)输送的所述浓吸收剂溶液和由所述吸收器(2)输送的所述稀释的吸收剂溶液之间交换热量；

所述冷凝器(4)被配置为允许来自所述发生器(3)的所述低压工质蒸汽被所述需预热物料二次侧管路(9)中的所述第二低温物料降温，从而冷凝为工质水，同时将所述第二低温物料预热升温；以及

所述冷剂泵(7)被配置为将所述冷凝器(4)中的工质水输送到所述蒸发器(1)中。