CN217358199U - 一种气体热量回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤气化装置技术领域，具体涉及一种气体热量回收利用系统，包括气化水煤气管线，所述气化水煤气管线连接至蒸汽废锅入口，蒸汽废锅出口通过管线连接第一热利用机构、第二热利用机构和洗氨塔；所述第一热利用机构和第二热利用机构之间设置低温热水加热器，低温热水加热器连接低温热水管网进行循环换热。本实用新型利用气化水煤气在低温热水管网的限制内加热低温热水，降低气化水煤气的温度，减少循环水用量，降低了生产的成本的同时，又创造了经济效益，环保绿色。

Description

一种气体热量回收利用系统

技术领域

本实用新型属于煤气化装置技术领域，具体涉及一种气体热量回收利用系统。

背景技术

热回收装置是煤气化装置的下游工序，是主工艺装置之一，主要是将气化送来水煤气进行工艺余热回收和利用。同时根据不同的温度范围产生不同等级的蒸汽进行工艺余热回收。

气化装置来的水煤气经过余热回收，同时副产不同等级的蒸汽，得到的水煤气需要送往下游低温甲醇洗装置，水煤气在与循环水换热温度达到40摄氏度后进入下游低温甲醇洗装置，系统热量损失及消耗大量循环水导致系统能耗增加。

发明内容

根据上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种气体热量回收利用系统，能够对气化送来水煤气进行热量回收，减少循环水使用及成本消耗。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种气体热量回收利用系统，包括气化水煤气管线，所述气化水煤气管线连接至蒸汽废锅入口，蒸汽废锅出口通过管线连接第一热利用机构、第二热利用机构和洗氨塔；所述第一热利用机构和第二热利用机构之间设置低温热水加热器，低温热水加热器连接低温热水管网进行循环换热。

进一步地，所述洗氨塔出口通过洗氨塔出口管线连接至低温甲醇洗工段，洗氨塔出口管线上设置洗氨塔出口阀门。

进一步地，所述低温热水管网通过低温热水循环管线连接在低温热水加热器壳程进口和出口上，低温热水循环管线上设置有蝶阀。

进一步地，所述低温热水加热器壳程进口为低温热水管网的75摄氏度低温热水，低温热水加热器壳程出口为加热后的95摄氏度低温热水，送入低温热水管网内。

进一步地，所述蒸汽废锅出口通过管线连接第一水分离器，第一水分离器出口连接第一热利用机构。

进一步地，所述第一热利用机构为低压锅炉水加热器，低压锅炉水加热器出口连接至低温热水加热器管程入口。

进一步地，所述低温热水加热器和第二热利用机构之间连接第二水分离器。

进一步地，所述第二热利用机构包括脱盐水加热器和变换气水冷器，第二水分离器的出口通过管道依次连接脱盐水加热器和变换气水冷器，变换气水冷器的出口连接至洗氨塔。

进一步地，所述气化水煤气管线通入制氢变换反应器内，制氢变换反应器出口通过反应器出口管线连接至蒸汽废锅入口，反应器出口管线上设置反应器出口阀门。

进一步地，所述制氢变换反应器采用两台轴径向变换炉串联形成。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用气化水煤气在低温热水管网的限制内加热低温热水，降低气化水煤气的温度，减少循环水用量，降低了生产的成本的同时，又创造了经济效益，环保绿色。

附图说明

图1为实施例1中水煤气未变换热回收装置的气体热量回收利用系统；

图2为实施例2中水煤气制氢变换后气体热量回收利用系统；

图中：1蒸汽废锅，2第一水分离器，3低压锅炉给水加热器，4低温热水加热器，5第二水分离器，6脱盐水加热器，7变换气水冷器，8洗氨塔，9制氢变换反应器，10低温热水循环管线， 11气化水煤气管线，12洗氨塔出口阀门， 13反应器出口阀门， A、低温甲醇洗工段。

具体实施方式

为了使本实用新型的结构和功能更加清晰，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

参见附图1，为了将未变换热回收装置变换气热量进行回收，减少循环水使用的消耗成本，本实用新型提供了一种未变换热回收装置气体热量回收利用系统，所述未变换热回收系统外联有低温甲醇洗装置；所述未变换热回收装置气体热量回收利用系统包括，蒸汽废锅1，第一水分离器2，低压锅炉给水加热器3，低温热水加热器4，第二水分离器5，脱盐水加热器6，变换气水冷器7，洗氨塔8。

所述未变换热回收装置是气化装置的下游工序，是主工艺装置之一，主要是将气化装置来的水煤气进行余热回收，为全厂提供燃料气，同时副产不同等级的蒸汽，得到的水煤气送往下游低温甲醇洗装置，所述来自气化工段的气化水煤气管线11压力6.30MPaA，温度237.4℃，与蒸汽废锅1管程上部进口相连，同时副产的饱和蒸汽送管网，所述蒸汽废锅1管程下部出口进入第一水分离器2中部出低变废热锅炉1，约175℃的变换气进入第一分离器2中部进行分离冷凝液，所述经第一水分离器2分离掉冷凝液后的变换气经低压锅炉水加热器3管程温度降到约173℃，所述低压锅炉水加热器3管程出口变换气进入低温热水加热器4温度降到约130℃，所述低温热水加热器4壳程进口为界区管网过来75摄氏度低温热水，壳程出口为加热后的95摄氏度低温热水送管网，所述低温热水加热器4进入第二水分离器5中部进行分离冷凝液，所述经第二水分离器5分离掉冷凝液后的变换气依次经脱盐水6管程温度降到约65℃，变换气水冷器7温度降至40℃，所述变换气水冷器7后的变换气进入洗氨塔8底部。所述在洗氨塔8底部分离出冷凝液的变换气，再用洗涤水洗掉变换气中的氨后送至低温甲醇洗工段，所述洗氨塔出口通过洗氨塔出口管线连接至低温甲醇洗工段，洗氨塔出口管线上设置洗氨塔出口阀门12。

本实施例通过在低压锅炉给水加热器后与脱盐水加热器前增加低温热水换热器，采用75摄氏度热水进行换热，低压锅炉给水加热器后的变换气热量与管网来的75摄氏度热水进行热量交换，产生95摄氏度热水送出界区，从而降温了水煤气热量至135摄氏度，在逐步与脱盐水换热、变换气水冷器换热，冷却到＜40摄氏度进入洗氨塔，同时对75摄氏度低温热水加热到95摄氏度，此系统可降低变换水冷器循环水用量，降低了生产的成本的同时，又创造了经济效益，环保绿色。本实用新型所使用的75摄氏度热水来自于管网装置，在产生95摄氏度热水同时使水煤气热量得到了有效的利用。

所述低温热水加热器为BEM型，即前端管箱为B型标准封头管箱，壳程为E形单程壳体，后端结构形式为与B相识的固定管板结构，支座为鞍式支座。

实施例1中低温热水加热器工艺参数如下表：

1)从工艺参数中可以看出，增加75摄氏度低温热水换热器后，产生的95摄氏度热水约150t/h，焓值150t/h*239.23=35884.5kJ。

2)车间按照1台低温热水换热器计算，

1台热水换热器产出焓值150t/h*239.23=35884.5kJ。

3)以标煤7000kJ每吨800元计算：35884.5kJ*0.0042*20/7000*800元=345元。

4)每年余热能产生的经济效益：345元*8400天＝2898000元，

每年合计产生的经济效益为2898000元。

采用热水换热后，每年合计产生的经济效益为2898000元，由此可见，本实用新型所提供的工艺即避免了循环水的浪费，降低了生产的成本，同时，产生的95摄氏度热水并入管网运行，又创造了经济效益，环保绿色。

实施例2

参见附图2，制氢变换装置是煤气化装置的下游工序，是主工艺装置之一，主要是将气化水煤气管线11送来的水煤气中的一氧化碳经全变换反应完全转化成氢气，使变换气中一氧化碳的干基含量小于0.93%，以满足下游PSA对氢气纯度的要求；同时根据不同的温度范围产生不同等级的蒸汽进行工艺余热回收。制氢变换充分利用热量副产不同等级的蒸汽，同时低品位的热量用于加热锅炉给水、脱盐水、循环水等。为了将制氢变换反应器出口的热量进行回收，减少循环水使用的消耗成本，本实用新型提供一种回收制氢变换反应器出口热量的装置及工艺，所述制氢变换系统外联有低温甲醇洗装置；所述制氢变换反应器出口气体热量回收利用系统包括制氢变换反应器9，蒸汽废锅1，第一水分离器2，低压锅炉给水加热器3，低温热水加热器4，第二水分离器5，脱盐水加热器6，变换气水冷器7，洗氨塔8。

来自气化工段的气化水煤气管线11中的水煤气温度239.5℃,压力6.2MPaA，水汽比为1.22，除灰、除水后，预热温度升高到约260℃，进入预反应器除去灰分和杂质，然后气体依次经过中、低温轴径向的制氢变换反应器9发生变换反应。制氢变换反应器9出口通过反应器出口管线连接至蒸汽废锅1入口，反应器出口管线上设置反应器出口阀门13。所述制氢变换反应器采用两台轴径向变换炉串联，达到深度变换的同时，也满足了大气量水煤气的变换需求，炉内装有耐硫变换催化剂，所述制氢变换反应器9发生全变换反应在底部出口变换气CO干基含量约0.93%，温度260摄氏度，与蒸汽废锅1管程上部进口相连，同时副产0.6MPa（G）的饱和蒸汽送管网，所述蒸汽废锅1管程下部出口进入第一水分离器2中部出低变废热锅炉1约175℃的变换气进入第一分离器2中部进行分离冷凝液，所述经第一水分离器2分离掉冷凝液后的变换气经低压锅炉水加热器3管程温度降到约173℃，所述低压锅炉水加热器3管程出口变换气进入低温热水加热器4温度降到约130℃，所述低温热水加热器4壳程进口为界区管网过来75摄氏度低温热水，壳程出口为加热后的95摄氏度低温热水送管网，所述低温热水加热器4进入第二水分离器5中部进行分离冷凝液，所述经第二水分离器5分离掉冷凝液后的变换气依次经脱盐水6管程温度降到约65℃，变换气水冷器7温度降至40℃，所述变换气水冷器7后的变换气进入洗氨塔8底部。所述在洗氨塔8底部分离出冷凝液的变换气，再用洗涤水洗掉变换气中的氨后送至低温甲醇洗工段，所述洗氨塔出口通过洗氨塔出口管线连接至低温甲醇洗工段，洗氨塔出口管线上设置洗氨塔出口阀门12。

本实施例通过在低压锅炉给水加热器后与脱盐水加热器前增加热水换热器，采用75摄氏度热水进行换热，制氢变换反应器出口的热量与预热回收系统来的75摄氏度热水进行热量交换，产生95摄氏度热水送出界区，从而降温了制氢变换反应器出口的变换气热量至135摄氏度，在逐步与脱盐水换热、变换气水冷器换热，冷却到＜40摄氏度进入洗氨塔，同时对75摄氏度低温热水加热到95摄氏度，此系统可降低变换水冷器循环水用量，降低了生产的成本的同时，又创造了经济效益，环保绿色。本实用新型所使用的75摄氏度热水来自于管网装置，在产生95摄氏度热水同时使制氢变换反应器出口气体热量得到了有效的利用。

所述低温热水冷却器为BEM型，即前端管箱为B型标准封头管箱，壳程为E形单程壳体，后端结构形式为与B相识的固定管板结构，支座为鞍式支座。

实施例2中低温热水加热器工艺参数如下表：

1)从工艺参数中可以看出，增加75摄氏度低温热水换热器后，产生的95摄氏度热水约1103t/h，焓值1103t/h*239.23=263870.69kJ。

2)我车间有2套制氢变换装置共2台低温热水换热器。

2台热水换热器产出焓值1103t/h*239.23*2=527741.38kJ。

3)以标煤7000kJ每吨800元计算：527741.38kJ*0.0042*20/7000*800元=5066.32元。

4)每年余热能产生的经济效益：5066.32元*8400天＝42557065元。

每年合计产生的经济效益为42557065元。

采用热水换热后，每年合计产生的经济效益为42557065元，由此可见，本实用新型所提供的工艺即避免了循环水的浪费，降低了生产的成本，同时，产生的95摄氏度热水并入管网运行，又创造了经济效益，环保绿色。

以上列举的仅是本实用新型的最佳实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体热量回收利用系统，其特征在于：包括气化水煤气管线，所述气化水煤气管线连接至蒸汽废锅入口，蒸汽废锅出口通过管线连接第一热利用机构、第二热利用机构和洗氨塔；所述第一热利用机构和第二热利用机构之间设置低温热水加热器，低温热水加热器连接低温热水管网进行循环换热。

2.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述洗氨塔出口通过洗氨塔出口管线连接至低温甲醇洗工段，洗氨塔出口管线上设置洗氨塔出口阀门。

3.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述低温热水管网通过低温热水循环管线连接在低温热水加热器壳程进口和出口上。

4.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述低温热水加热器壳程进口为低温热水管网的75摄氏度低温热水，低温热水加热器壳程出口为加热后的95摄氏度低温热水，送入低温热水管网内。

5.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述蒸汽废锅出口通过管线连接第一水分离器，第一水分离器出口连接第一热利用机构。

6.根据权利要求1或5所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述第一热利用机构为低压锅炉水加热器，低压锅炉水加热器出口连接至低温热水加热器管程入口。

7.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述低温热水加热器和第二热利用机构之间连接第二水分离器。

8.根据权利要求7所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述第二热利用机构包括脱盐水加热器和变换气水冷器，第二水分离器的出口通过管道依次连接脱盐水加热器和变换气水冷器，变换气水冷器的出口连接至洗氨塔。

9.根据权利要求1所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述气化水煤气管线通入制氢变换反应器内，制氢变换反应器出口通过反应器出口管线连接至蒸汽废锅入口，反应器出口管线上设置反应器出口阀门。

10.根据权利要求9所述的一种气体热量回收利用系统，其特征在于：所述制氢变换反应器采用两台轴径向变换炉串联形成。

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