CN215892303U - 一种制氢烟气余热回收综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制氢烟气余热回收综合利用系统，在中变气锅炉给水换热器至转化气余热锅炉汽包的给水管道上增加一旁路，将锅炉给水引至转化炉的高温烟气对流室中进行加热，即在工艺凝结水蒸发段(1)与低温空气预热段(2)之间的烟道(100)内串联锅炉汽包给水预热段(5)，内设锅炉汽包给水预热段换热器(500)；加热后的锅炉给水再返回至原锅炉给水管道进锅炉汽包。本实用新型将锅炉汽包给水进转化气余热锅炉汽包的温度提升至190‑200℃，将出低温空气预热段2排出的烟气温度降低10‑20℃，转化炉热效率提升0.5％‑1.0％。

Description

一种制氢烟气余热回收综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种制氢烟气余热回收综合利用系统。

背景技术

采用天然气或炼厂气通过蒸汽转化制氢的工艺，在石化行业的应用较为广泛，生产高纯度的氢气，为汽油加氢、航煤加氢、柴油加氢、蜡油加氢、渣油加氢、加氢裂化等加氢类装置提供氢源。该工艺通过转化反应、变换反应、变压吸附提纯得到99.9％(v)的工业氢。

为了回收转化炉出辐射段的高温烟气余热，依次设置了原料预热段、蒸汽过热段、高温空气预热段、工艺凝结水蒸汽过热段、工艺凝水蒸发段、低温空气预热段，烟气余热经上述流程回收后，降至135℃左右排至烟囱；常温空气经蒸汽换热器换热后，经空气预热器加热至350℃-370℃送入辐射炉顶燃烧器燃用；经余热回收后，系统热效率可达92％左右。

进转化气余热锅炉汽包的锅炉给水温度只有160℃左右，影响到转化气余热锅炉的正常运行，进转化气余热锅炉汽包的锅炉给水温度亟待提升；由于冷却介质不足，烟气排烟温度无法降至更低的水平，转化炉的热效率无法提升，增加了转化炉的燃料消耗，导致企业运行成本较高，影响企业的效益。

实用新型内容

本实用新型提供一种制氢烟气余热回收综合利用系统，其目的在于解决降低烟气排烟温度，提升转化炉的热效率的余热回收综合利用的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种制氢烟气余热回收综合利用系统，包括中变气锅炉给水换热器、转化气余热锅炉汽包；来自转化炉辐射室上游的制氢的高温烟气，依次经过烟道依次串联的制氢原料预热段、蒸汽过热段、高温空气预热段、工艺凝结水蒸汽过热段、工艺凝结水蒸发段、低温空气预热段换热后，最后经引风机引入烟囱排出；其特征在于，在所述工艺凝结水蒸发段与所述低温空气预热段之间的烟道内串联锅炉汽包给水预热段，内设锅炉汽包给水预热段换热器；所述锅炉汽包给水预热段换热器的进口通过输入管路一连接中变气锅炉给水换热器、出口通过输出管路一连接所述转化气余热锅炉汽包；来自锅炉给水泵的锅炉汽包给水进入输入管路二，所述输入管路二连接所述中变气锅炉给水换热器向其输入锅炉汽包给水，并与其内通过的中变气换热，然后进入所述输入管路一送入锅炉汽包给水预热段换热器，与所述工艺凝结水蒸发段排出的烟气五在锅炉汽包给水预热段换热升温后，最后经所述输出管路一进入转化气余热锅炉汽包产汽；从所述锅炉汽包给水预热段排出的降温的烟气六进入所述低温空气预热段。

所述的锅炉汽包给水预热段换热器设置为多组U形盘管，所述U形盘管采用螺旋翅片管立式布置，各个所述U形盘管为分支管路，各个分支管路进口、出口汇集连接进口集合管、出口集合管，所述输入管路一输出管路一分别连接进口集合管、出口集合管，所述进口集合管连接输入管路一，所述出口集合管所述连接输出管路一。

本实用新型根据装置内介质的换热需求，结合烟气的温位设置，其中锅炉汽包给水预热段换热器5进口烟气温度为281℃、出口烟气为232℃，进行换热流程的合理匹配和优化，充分回收烟气余热，降低排烟温度，从而提供一种排烟温度更低、炉效率更高的余热回收系统；锅炉汽包给水预热段的预热介质为锅炉汽包给水。锅炉汽包给水先经中变气给水换热器经与中变气换热。锅炉汽包给水未经任何换热，直接进锅炉汽包给水预热段，进口温度160℃，换热后温度203℃。

本实用新型的效果：

通过在工艺凝结水蒸发段与所述低温空气预热段之间串联锅炉汽包给水预热段，将锅炉汽包的给水温度由160℃提升至190-200℃左右，可降低排烟温度10℃-20℃，转化炉热效率提升0.5％-1.0％。

附图说明

图1为本实用新型系统连接示意图，

图2为本实用新型锅炉汽包给水预热段换热器结构示意图，

图3为本实用新型集合管结构示意图；

图4为本实用新型锅炉汽包给水预热段换热器结构示意图；

附图编号说明：

工艺凝结水蒸发段1、低温空气预热段2、中变气锅炉给水换热器3、输入管路二31、转化气余热锅炉汽包4、锅炉汽包给水预热段5、锅炉汽包给水预热段换热器500、进口集合管6、出口集合管61、输入管路一51、输出管路一52、U形盘管7、转化炉8、引风机9、烟囱10，烟道100、原料预热段101、蒸汽过热段102、高温空气预热段103、工艺凝结水蒸汽过热段104；原料预热段101内设置工艺介质换热器、蒸汽过热段102内设置饱和蒸气换热器、高温空气预热段103内设置高温空气换热器、工艺凝结水蒸汽过热段104内设置凝结水饱和蒸汽换热器，工艺凝结水蒸发段1内设置工艺凝水换热器、低温空气预热段2内设置低温空气换热器；

工艺介质换热器进口A1、换热工艺介质出口A2、饱和蒸气换热器进口B1、过热蒸气出口B2、高温空气换热器进口C1、高温空气出口C2、凝结水饱和蒸汽换热器进口D1、凝结水饱和蒸汽出口D2、工艺凝水换热器进口E1、饱和蒸汽出口E2、低温空气换热器进口F1、低温空气出口F2、自辐射室来的高温烟气H、(换热后)烟气一H1、(换热后)烟气二H2、(换热后)烟气三H3、(换热后)烟气四H4、(换热后)烟气五H5、(换热后)烟气六H6、(换热后)烟气七H7、自锅炉给水泵来的锅炉汽包给水G1、中压饱和蒸气G2至过热段、中变气进口K1、中变气出口K2。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型一种制氢烟气余热回收综合利用系统，包括中变气锅炉给水换热器3、转化气余热锅炉汽包4；来自转化炉8辐射室上游的制氢的高温烟气H，依次经过烟道100依次串联的制氢原料预热段101、蒸汽过热段102、高温空气预热段103、工艺凝结水蒸汽过热段104、工艺凝结水蒸发段1、低温空气预热段2换热后，最后经引风机9引入烟囱10排出；在所述工艺凝结水蒸发段1与所述低温空气预热段2之间的烟道100内串联锅炉汽包给水预热段5，内设锅炉汽包给水预热段换热器500；所述锅炉汽包给水预热段换热器500的进口通过输入管路一51连接中变气锅炉给水换热器3、出口通过输出管路一52连接所述转化气余热锅炉汽包4；来自锅炉给水泵的锅炉汽包给水G1进入输入管路二31，所述输入管路二31连接所述中变气锅炉给水换热器3向其输入锅炉汽包给水G1，并与其内通过的中变气换热，然后进入所述输入管路一51送入锅炉汽包给水预热段换热器500，与所述工艺凝结水蒸发段1排出的烟气五H5在锅炉汽包给水预热段5换热升温后，最后经所述输出管路一52进入转化气余热锅炉汽包4产汽，中压饱和蒸气G2至过热段；从所述锅炉汽包给水预热段5排出的降温的烟气六H6进入所述低温空气预热段2。

参见图2-4所示，所述的锅炉汽包给水预热段换热器500设置为多组U形盘管7，所述U形盘管7采用螺旋翅片管立式布置，各个所述U形盘管7为分支管路，各个分支管路进口、出口汇集连接进口集合管6、出口集合管61，所述输入管路一51、输出管路一52分别连接进口集合管6、出口集合管61，所述进口集合管6连接输入管路一51，所述出口集合管61所述连接输出管路一52。

原料预热段101内设置工艺介质换热器、蒸汽过热段102内设置饱和蒸气换热器、高温空气预热段103内设置高温空气换热器、工艺凝结水蒸汽过热段104内设置凝结水饱和蒸汽换热器，工艺凝结水蒸发段1内设置工艺凝水换热器、低温空气预热段2内设置低温空气换热器。

本实用新型将锅炉汽包给水进转化气余热锅炉汽包4的温度提升至190-200℃，将出低温空气预热段2排出的烟气温度降低10-20℃，转化炉热效率提升0.5％-1.0％。

Claims (2)

1.一种制氢烟气余热回收综合利用系统，包括中变气锅炉给水换热器（3）、转化气余热锅炉汽包（4）；来自转化炉（8）辐射室上游的制氢的高温烟气（H），依次经过烟道（100）依次串联的原料预热段（101）、蒸汽过热段（102）、高温空气预热段（103）、工艺凝结水蒸汽过热段（104）、工艺凝结水蒸发段（1）、低温空气预热段（2）换热后，最后经引风机（9）引入烟囱（10）排出；其特征在于，在所述工艺凝结水蒸发段（1）与所述低温空气预热段（2）之间的烟道（100）内串联锅炉汽包给水预热段（5），内设锅炉汽包给水预热段换热器（500）；所述锅炉汽包给水预热段换热器（500）的进口通过输入管路一（51）连接中变气锅炉给水换热器（3）、出口通过输出管路一（52）连接所述转化气余热锅炉汽包（4）；来自锅炉给水泵的锅炉汽包给水（G1）进入输入管路二（31），所述输入管路二（31）连接所述中变气锅炉给水换热器（3）向其输入锅炉汽包给水（G1），并与其内通过的中变气换热，然后进入所述输入管路一（51）送入锅炉汽包给水预热段换热器（500），与所述工艺凝结水蒸发段（1）排出的烟气五（H5）在锅炉汽包给水预热段（5）换热升温后，最后经所述输出管路一（52）进入转化气余热锅炉汽包（4）产汽；从所述锅炉汽包给水预热段（5）排出的降温的烟气六（H6）进入所述低温空气预热段（2）。

2.如权利要求1所述的一种制氢烟气余热回收综合利用系统，其特征在于，所述的锅炉汽包给水预热段换热器（500）设置为多组U形盘管（7），所述U形盘管（7）采用螺旋翅片管立式布置，各个所述U形盘管（7）为分支管路，各个分支管路进口、出口汇集连接进口集合管（6）、出口集合管（61），所述输入管路一（51）、输出管路一（52）分别连接所述进口集合管（6）、出口集合管（61），所述进口集合管（6）连接所述输入管路一（51），所述出口集合管（61）连接所述输出管路一（52）。

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