CN210464131U - 制氨工艺中的余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制氨工艺中的余热利用系统，在转换废锅、中变废锅、合成废锅内分别设有气体冷却盘管，将冷却盘管进气口分别与转换炉、中变炉、合成塔的出气口连接，废锅的冷却水出口通过出水管与汽水分离器的进水口连接；汽水分离器的出水口及脱盐水水源通过进水管分别与废锅的冷却水进口连接；汽水分离器与开工锅炉的出气口分别通过蒸汽管与转换炉连接。利用该系统，仅需要在开车初期，为开工锅炉加热，通过开工锅炉为转换炉提供水蒸气，后续将开工锅炉相应的阀门关闭，不需要再提供蒸汽热源，全部蒸汽由转换废锅、中变废锅、合成废锅提供，将氨合成工艺各个放热环节的余热进行有效利用，减少能源损耗，节约能源，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及制氨工艺余热处理技术领域，具体地，涉及一种制氨工艺中的余热利用系统。
背景技术
在制氨工艺中，存在多处高温气体需要降温的环节，主要有：
1)制备氢气的转换炉，反应为CH4+水蒸气→H2+CO+CO2，出气口温度约520℃；
2)氢气纯化去CO的中变炉，反应为CO+O2→CO2，出气口温度约360℃；
3)氨气合成反应的合成塔，反应为H2+N2→NH3，出气口温度约380℃。
上述放热环节均需要对高温气体进行降温去除余热，即分别利用自来水对每个放热环节的高温气体进行冷却降温，被高温气体加热的自来水，排放至蓄水池中经冷却后再进入冷却系统，形成循环。此过程未对放热环节的余热进行有效利用，造成能源浪费。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种制氨工艺中的余热利用系统，将氨合成工艺各个放热环节的余热进行有效利用，减少能源损耗，节约能源，降低生产成本。
本实用新型提供了一种制氨工艺中的余热利用系统，包括转换炉、中变炉、合成塔、转换废锅、中变废锅、合成废锅、汽水分离器及储水罐；
所述转换废锅、中变废锅、合成废锅内分别设有气体冷却盘管，将转换废锅、中变废锅、合成废锅的气体冷却盘管进气口分别与转换炉、中变炉、合成塔的出气口连接，转换废锅、中变废锅、合成废锅的冷却水出口通过出水管与汽水分离器的进水口连接；
所述汽水分离器的出水口与储水罐的第一进水口连接，储水罐通过进水管分别与转换废锅、中变废锅、合成废锅的冷却水进口连接，且在进水管上设有第一水泵，汽水分离器的出汽口通过蒸汽管与转换炉连接，且在蒸汽管的第一分支管道上设有第一蒸汽阀。
优选的，还包括开工锅炉，开工锅炉的出汽口通过蒸汽管与转换炉连接，且在蒸汽管的第二分支管道上设有第二蒸汽阀。开工锅炉的设置，是为了开车初期，各个废热锅炉还没有产生蒸汽的时候，通过开工锅炉为转换炉提供水蒸气，也可以在后续生产过程中，若存在供气不足的情况，通过开工锅炉可以补充所需的水蒸气。
优选的，还包括脱盐水水源，所述脱盐水水源通过供水管分别与储水罐的第二进水口连接，且在供水管上设有第二水泵。在循环冷却的过程中，脱盐水蒸发，水蒸气输送至转换炉中参加反应，导致循环冷却水水量逐件减少，该结构是为了补充流失的水量。
优选的，所述储水罐内不同深度处分别设有第一水位传感器及第二水位传感器，所述第一水位传感器及第二水位传感器分别与控制器的信号输入端电连接，第二水泵与控制器的信号输出端电连接。通过第一水位传感器检测储水罐内的水位变化，当水位低于设定值时，第一水位探测器将信号传输给控制器，通过控制器控制第二水泵为储水罐加水，当第二水位传感器检测到水位高于设定值时，第二水位探测器将信号传输给控制器，通过控制器控制第二水泵停止加水。
优选的，所述第一水位传感器设于储水罐由上往下3/4深度处，第二水位传感器设于储水罐由上往下4/5深度处。
本实用新型的工作原理：开车初期，为开工锅炉加热，通过开工锅炉为转换炉提供水蒸气，此时，水蒸气与甲烷在转换炉中发生反应生成H2+CO+CO2混合气体，将混合气体H+CO+CO2在中变炉中，经过催化剂催化，CO发生反应生成CO2，CO2经过吸收处理后，将剩余的H2通入合成塔，与N2反应制成氮气，在此过程中转换炉、中变炉、合成塔发生反应生成高温气体，利用第一水泵通过进水管将脱盐水水源中的脱盐水通入转换废锅、中变废锅、合成废锅中作为冷却水，由冷却水对高温气体进行冷却，冷却过程中热传递，冷却水升温，将三个废锅输出的热水由出水管输送至汽水分离器，经过汽水分离器进行气水分离后，将分离得到的水蒸气经过蒸汽管通向转换炉，作为转换炉后续制备氢气的原料之一，分离得到的水则利用水泵通过进水管再次通入转换废锅、中变废锅、合成废锅进入循环，循环过程中不断通过脱盐水水源补入新的冷却水。
本实用新型的有益效果：利用该系统，仅需要在开车初期，为开工锅炉加热，通过开工锅炉为转换炉提供水蒸气，后续将开工锅炉相应的阀门关闭，不需要再提供蒸汽热源，全部蒸汽由转换废锅、中变废锅、合成废锅提供，将氨合成工艺各个放热环节的余热进行有效利用，减少能源损耗，节约能源，降低生产成本。
附图说明
图1为实施例1的制氨工艺中的余热利用系统的结构示意图；
图2为实施例2的制氨工艺中的余热利用系统的结构示意图。
图中：转换炉1、中变炉2、合成塔3、转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6、汽水分离器7、储水罐8、气体冷却盘管9、出水管10、进水管11、第一水泵12-1、第二水泵12-2、蒸汽管13、开工锅炉14、第一蒸汽阀15-1、第二蒸汽阀15-2、脱盐水水源16、供水管17、第一水位传感器18-1、第二水位传感器18-2
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种制氨工艺中的余热利用系统，包括转换炉1、中变炉2、合成塔3、转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6、汽水分离器7及储水罐8；
所述转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6内分别设有气体冷却盘管9，将转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的气体冷却盘管9进气口分别与转换炉1、中变炉2、合成塔3的出气口连接，转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的冷却水出口通过出水管10与汽水分离器7的进水口连接；
所述汽水分离器7的出水口与储水罐8的第一进水口连接，储水罐8通过进水管11分别与转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的冷却水进口连接，且在进水管11上设有第一水泵12-1，汽水分离器7的出汽口通过蒸汽管13与转换炉1连接，且在蒸汽管13的第一分支管道上设有第一蒸汽阀15-1。
还包括开工锅炉14，开工锅炉14的出汽口通过蒸汽管13与转换炉1连接，且在蒸汽管13的第二分支管道上设有第二蒸汽阀15-2。
实施例2：
如图2所示，一种制氨工艺中的余热利用系统，包括转换炉1、中变炉2、合成塔3、转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6、汽水分离器7及储水罐8；
所述转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6内分别设有气体冷却盘管9，将转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的气体冷却盘管9进气口分别与转换炉1、中变炉2、合成塔3的出气口连接，转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的冷却水出口通过出水管10与汽水分离器7的进水口连接；
所述汽水分离器7的出水口与储水罐8的第一进水口连接，储水罐8通过进水管11分别与转换废锅4、中变废锅5、合成废锅6的冷却水进口连接，且在进水管11上设有第一水泵12-1，汽水分离器7的出汽口通过蒸汽管13与转换炉1连接，且在蒸汽管13的第一分支管道上设有第一蒸汽阀15-1。
还包括开工锅炉14，开工锅炉14的出汽口通过蒸汽管13与转换炉1连接，且在蒸汽管13的第二分支管道上设有第二蒸汽阀15-2。
还包括脱盐水水源16，所述脱盐水水源16通过供水管17分别与储水罐的第二进水口连接，且在供水管16上设有第二水泵12-2。
所述储水罐8内不同深度处分别设有第一水位传感器18-1及第二水位传感器18-2，所述第一水位传感器18-1及第二水位传感器18-2分别与控制器的信号输入端电连接，第二水泵12-2与控制器的信号输出端电连接。
所述第一水位传感器18-1设于储水罐由上往下3/4深度处，第二水位传感器18-2设于储水罐由上往下4/5深度处。
Claims (5)
1.一种制氨工艺中的余热利用系统，其特征在于，包括转换炉（1）、中变炉（2）、合成塔（3）、转换废锅（4）、中变废锅（5）、合成废锅（6）、汽水分离器（7）及储水罐（8）；
所述转换废锅（4）、中变废锅（5）、合成废锅（6）内分别设有气体冷却盘管（9），将转换废锅（4）、中变废锅（5）、合成废锅（6）的气体冷却盘管（9）进气口分别与转换炉（1）、中变炉（2）、合成塔（3）的出气口连接，转换废锅（4）、中变废锅（5）、合成废锅（6）的冷却水出口通过出水管（10）与汽水分离器（7）的进水口连接；
所述汽水分离器（7）的出水口与储水罐（8）的第一进水口连接，储水罐（8）通过进水管（11）分别与转换废锅（4）、中变废锅（5）、合成废锅（6）的冷却水进口连接，且在进水管（11）上设有第一水泵（12-1），汽水分离器（7）的出汽口通过蒸汽管（13）与转换炉（1）连接，且在蒸汽管（13）的第一分支管道上设有第一蒸汽阀（15-1）。
2.根据权利要求1所述的制氨工艺中的余热利用系统，其特征在于，还包括开工锅炉（14），开工锅炉（14）的出汽口通过蒸汽管（13）与转换炉（1）连接，且在蒸汽管（13）的第二分支管道上设有第二蒸汽阀（15-2）。
3.根据权利要求1所述的制氨工艺中的余热利用系统，其特征在于，还包括脱盐水水源（16），所述脱盐水水源（16）通过供水管（17）分别与储水罐的第二进水口连接，且在供水管（17）上设有第二水泵（12-2）。
4.根据权利要求3所述的制氨工艺中的余热利用系统，其特征在于，所述储水罐（8）内不同深度处分别设有第一水位传感器（18-1）及第二水位传感器（18-2），所述第一水位传感器（18-1）及第二水位传感器（18-2）分别与控制器的信号输入端电连接，第二水泵（12-2）与控制器的信号输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的制氨工艺中的余热利用系统，其特征在于，所述第一水位传感器（18-1）设于储水罐由上往下3/4深度处，第二水位传感器（18-2）设于储水罐由上往下4/5深度处。
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| CN201921280897.2U CN210464131U (zh) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | 制氨工艺中的余热利用系统 |
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| CN210464131U true CN210464131U (zh) | 2020-05-05 |
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| CN201921280897.2U Active CN210464131U (zh) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | 制氨工艺中的余热利用系统 |
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2019
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