CN214533099U - 利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，涉及余热发电技术领域，主要目的是为了提高能源利用率，同时降低相关产品的生产成本。该利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置包括产热单元、发电单元和烟囱，所述发电单元位于所述产热单元和烟囱之间，所述产热单元为蒸汽喷射器，经所述蒸汽喷射器产生的高温蒸汽能直接作用于所述发电单元并发电，至少部分其他产物经所述烟囱排出；所述发电单元包括蒸发器、膨胀机、发电机和冷凝器，其中所述蒸发器、所述膨胀机和所述冷凝器依次连通，所述发电机与所述膨胀机相连，所述膨胀机内设置有叶轮；所述蒸发器上设置有供所述高温蒸汽穿过的入口和出口。

Description

利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置

技术领域

本实用新型涉及余热发电技术领域，尤其是涉及一种利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置。

背景技术

在丙烷脱氢制丙烯生产装置中，有8个固定床反应器。在催化剂和高温低压操作条件下，反应器能够将丙烷转化成丙烯和氢气，每个反应器在每个反应周期内都会依次进行还原、脱氢、蒸汽吹扫、再生、抽空的操作，通过特阀的切换将间歇性的操作通过阀门的切换实现了稳定周期性的连续性操作。其中，上述抽空阶段采用蒸汽喷射器将再生阶段的空气抽出。由于反应余热的存在，蒸汽喷射器所喷射出的动力蒸汽压力0.35MPa，温度176℃，流量为33吨/小时。从反应器内部抽出的主要物料为高温的空气，温度为188-225℃。在现有的生产装置中，上述气体会直接排放到大气中，造成能源浪费。

为了避免能源浪费，同时降低生产成本，需要研发一种能够利用上述余热进行发电的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，以解决现有技术中存在的热能浪费的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，包括产热单元、发电单元和烟囱，所述发电单元位于所述产热单元和烟囱之间，所述产热单元为蒸汽喷射器，经所述蒸汽喷射器产生的高温蒸汽能直接作用于所述发电单元并发电，至少部分其他产物经所述烟囱排出；

所述发电单元包括蒸发器、膨胀机、发电机和冷凝器，其中所述蒸发器、所述膨胀机和所述冷凝器依次连通，所述发电机与所述膨胀机相连，所述膨胀机内设置有叶轮；所述蒸发器上设置有供所述高温蒸汽穿过的入口和出口。

依次连通的蒸发器、膨胀机和冷凝器内灌装有冷媒，位于蒸发器内的冷媒能够在蒸汽喷射器所释放的高温蒸汽的作用下气化并推动膨胀机动作，从而驱动发电机发电，气化的冷媒能够在冷凝器内恢复至液态并最终回流到蒸发器内，进入下一轮循环。发电机发出的电能够接入电缆内供生产加工使用。上述混合尾气在经过冷媒冷却后，产物经蒸发器的出口排出。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

作为本实用新型的进一步改进，所述发电单元还包括冷媒泵，所述冷媒泵能驱动冷媒在所述蒸发器、所述膨胀机和所述冷凝器之间依次流动。

冷媒能够在冷媒泵的驱动下保持流动。

作为本实用新型的进一步改进，所述发电单元通过所述蒸发器与所述烟囱相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述蒸发器的出口端通过气液分离罐与所述烟囱相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述气液分离罐还通过管道与凝液泵相连通。此时经气液分离罐分离出的液体能够在凝液泵的驱动下流出。

作为本实用新型的进一步改进，所述凝液泵下游与除氧器相连，经所述气液分离罐分离出的液体流经所述凝液泵后导入所述除氧器处。

分离出的液体较洁净，不含有重金属等有害物质，能够满足锅炉给水指标要求，因此可以将其送至除氧器作为装置脱盐水使用，以降低企业运行成本。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷凝器处接有循环水。循环水可以帮助冷凝器降温，将经过膨胀机之后的气相冷媒冷凝下来。

作为本实用新型的进一步改进，所述产热单元与所述发电单元之间设置有一控制阀。

控制阀能够方便的将该发电设备安装到传统的丙烯加工设备上，该控制阀可以位于传统的蒸汽喷射器与烟囱之间的连接管路上，其上游与发热设备相连，下游与气液分离罐的排气部分相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述入口处设置有第一控制阀，所述出口处设置有第二控制阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一控制阀和所述第二控制阀中的至少一个为单向阀。

相比于现有技术，本实用新型提供了一种利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，该装置能够将丙烷脱氢制丙烯过程中产生的高温蒸汽利用起来使其发电，在这一过程中，不仅能够有效利用余热资源发电，同时还能够对得到的产物做进一步利用：气体产物可以经烟囱直接排除，液体产物由于纯度较高且不含有害物质，可以接入除氧器内作为脱盐水使用，从而降低了企业的运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置的安装位置示意图；

图2是图1中的发电单元的结构示意图。

图中：1、产热单元；2、烟囱；3、蒸发器；4、膨胀机；5、发电机；6、冷凝器；7、冷媒泵；8、气液分离罐；9、凝液泵；10、反应器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

附图1是本实用新型利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置的安装位置示意图；从图中能够清楚的看到该发电装置的具体安装位置。

附图2是图1中的发电单元的结构示意图；该发电单元主要包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和发电机四部分，其中蒸发器上设置有蒸汽入口和蒸汽出口，发电机与膨胀机相连，冷媒能够在冷媒泵的驱动下依次流经蒸发器、膨胀机和冷凝器，并最终回流至蒸发器处。

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行具体说明。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，该装置包括产热单元1、发电单元和烟囱2，发电单元位于产热单元1和烟囱2之间，产热单元1为蒸汽喷射器，反应器10在完成一阶段的反应后，需要蒸汽喷射器将再生阶段的空气抽出。经蒸汽喷射器产生的高温蒸汽能直接作用于发电单元并发电，其余产物中的气体经烟囱2排出。

具体的，上述发电单元包括蒸发器3、膨胀机4、发电机5和冷凝器6，其中蒸发器3、膨胀机4和冷凝器6依次连通，发电机5与膨胀机4相连，膨胀机4内设置有叶轮；蒸发器3上设置有供高温蒸汽穿过的入口和出口，蒸汽经入口和出口流经蒸发器3，在这一过程中，蒸发器3内的冷媒与蒸汽产生热交换并在这一过程中气化。气化的冷媒流入膨胀机4所在处并驱动膨胀机4内的叶轮转动，此时与膨胀机4相连的发电机5能够工作并产生电能。

依次连通的蒸发器3、膨胀机4和冷凝器6内灌装有冷媒，位于蒸发器3内的冷媒能够在蒸汽喷射器所释放的高温蒸汽的作用下气化并推动膨胀机4动作，从而驱动发电机5发电，气化的冷媒能够在冷凝器6内恢复至液态并最终回流到蒸发器3内，进入下一轮循环。发电机5发出的电能够接入电缆内供生产加工使用。上述混合尾气在经过冷媒冷却后，产物经蒸发器3的出口排出。

需要注意的是，上述冷凝器6处外接有循环水。循环水可以帮助冷凝器6降温，从而将由膨胀机4处流入的气相冷媒冷凝下来，如图2所示。

为了加快发电速率，作为可选的实施方式，发电单元还包括冷媒泵7，冷媒泵7能驱动冷媒在蒸发器3、膨胀机4和冷凝器6之间依次流动。在冷媒泵7的作用下，气化的冷媒能够快速移动至膨胀机4处，同时膨胀机4处的气态冷媒也能够快速的经冷凝器6流至蒸发器3处。

该发电机的功率可以根据实际情况进行调整：当蒸汽的温度约为压力0.35MPa，温度176℃，流量为33吨/小时时，流经反应器10后最终得到的高温蒸汽温度大于200摄氏度，此时发电机的功率为2000KW。

通过仔细观察图1和图2可以知道，该发电单元中有且仅有蒸发器3与高温蒸汽直接接触，这也就说明蒸发器3分别与产热单元1和烟囱2相连。

具体的，高温蒸汽流经蒸发器3后温度降低并产生冷凝水，为了方便处理，设置蒸发器3的出口端通过气液分离罐8与烟囱2相连，产物中的气体直接经烟囱2排出，液体在气液分离罐8处理后进入下一管道内。

作为可选的实施方式，气液分离罐8还通过管道与凝液泵9相连通。此时经气液分离罐8分离出的液体能够在凝液泵9的驱动下流出。如图1所示，由于凝液泵9下游与除氧器相连，经气液分离罐8分离出的液体流经凝液泵9后导入除氧器处。

分离出的液体较洁净，不含有重金属等有害物质，能够满足锅炉给水指标要求，因此可以将其送至除氧器作为装置脱盐水使用，以降低企业运行成本。

为了方便处理，防止蒸汽倒流，作为可选的实施方式，入口处设置有第一控制阀，出口处设置有第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀中的至少一个为单向阀。

该设备在使用时最好具备循环水条件，方便将经过膨胀机4之后的气相冷媒冷凝下来；同时，该设备制造的电能能够直接导入电网内或者在蓄电池中储存起来。

在安装在设备时，可以在设计初即将其设计在管路内，此时发电单元中的蒸发器3分别直接连通烟囱2和蒸汽喷射器；当需要将其安装在现有的设备上时，需要对设备进行一定的改造，即在原设计的蒸汽喷射器之后的混合尾气管线上加装控制阀，控制阀上游引入发电单元的蒸发器3入口，蒸发器3出口管接至气液分离罐8，气相回到原混合尾气总管控制阀下游，从而保证尾气的正常排放。

控制阀能够方便的将该发电设备安装到传统的丙烯加工设备上，该控制阀可以位于传统的蒸汽喷射器与烟囱2之间的连接管路上，其上游与发热设备相连，下游与气液分离罐8的排气部分相连。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，包括产热单元(1)、发电单元和烟囱(2)，所述发电单元位于所述产热单元(1)和烟囱(2)之间，所述产热单元(1)为蒸汽喷射器，经所述蒸汽喷射器产生的高温蒸汽能直接作用于所述发电单元并发电，至少部分其他产物经所述烟囱(2)排出；

所述发电单元包括蒸发器(3)、膨胀机(4)、发电机(5)和冷凝器(6)，其中所述蒸发器(3)、所述膨胀机(4)和所述冷凝器(6)依次连通，所述发电机(5)与所述膨胀机(4)相连，所述膨胀机(4)内设置有叶轮；所述蒸发器(3)上设置有供所述高温蒸汽穿过的入口和出口。

2.根据权利要求1所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述发电单元还包括冷媒泵(7)，所述冷媒泵(7)能驱动冷媒在所述蒸发器(3)、所述膨胀机(4)和所述冷凝器(6)之间依次流动。

3.根据权利要求1所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述发电单元通过所述蒸发器(3)与所述烟囱(2)相连通。

4.根据权利要求3所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述蒸发器(3)的出口端通过气液分离罐(8)与所述烟囱(2)相连。

5.根据权利要求4所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述气液分离罐(8)还通过管道与凝液泵(9)相连通。

6.根据权利要求5所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述凝液泵(9)下游与除氧器相连，经所述气液分离罐(8)分离出的液体流经所述凝液泵(9)后导入所述除氧器处。

7.根据权利要求1所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述冷凝器(6)处接有循环水。

8.根据权利要求1所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述产热单元(1)与所述发电单元之间设置有一控制阀。

9.根据权利要求1所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述入口处设置有第一控制阀，所述出口处设置有第二控制阀。

10.根据权利要求9所述的利用丙烷脱氢制丙烯加工余热发电装置，其特征在于，所述第一控制阀和所述第二控制阀中的至少一个为单向阀。

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