CN217383362U - 一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，涉及低品位余热制冷技术领域，吸收式制冷组件的热源进口连接煤制氢生产线的蒸汽管网，吸收式制冷组件用于将煤制氢生产线的蒸汽换热降温后输送至锅炉除氧器以及利用换热降温的过程中产生的温差来制取低温载冷剂以供丙烯冷凝器中由低温甲醇洗装置经过压缩机压缩后输送至丙烯冷凝器的气态丙烯冷凝使用，丙烯冷凝器的液态丙烯出口连接低温甲醇洗装置的液态丙烯进口，低温甲醇洗装置用于利用液态丙烯为甲醇进行降温用以回收煤制氢生产线合成气中的酸性气体。在整个丙烯制冷过程中，减少原经济器过冷所用的气体丙烯压缩机的多余做功，从而起到节电节能的效果。

Description

一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及低品位余热制冷技术领域，具体涉及一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置。

背景技术

随着社会发展，在化工生产中低品位余热回收利用逐渐被认知及大力发展，不仅提高能源利用率，而且降低产品成本价格。

现有煤制氢低温甲醇洗装置如图1所示，采用丙烯压缩机组制冷，从吸入压力0.14MPaA提升至1.68MPaA，单台电驱轴功率1,590kW，原经济器过冷所用的气体丙烯压缩机的多余做功，液态丙烯往往需要低温制冰螺杆机进一步降温，能耗过大。在石化行业煤制氢生产工艺中，富产0.4MPa蒸汽用于加热脱盐水或者用循环冷却水降温、液化至105℃去锅炉脱盐水站回用。富产蒸汽没有被充分有效利用，同时用了大量的循环水降温，造成了能源的浪费。因此，提出一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，利用胺联产二甲基甲酰胺生产余热作为驱动方式，制取生产及溶液配制中降温需要的冷能，充分实现低品位余热利用，降低生产成本，减少碳排放的目的。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，包括煤制氢生产线、吸收式制冷组件、低温甲醇洗装置、压缩机、丙烯冷凝器，所述吸收式制冷组件的热源进口连接煤制氢生产线的蒸汽管网，所述吸收式制冷组件用于将煤制氢生产线的蒸汽换热降温后输送至锅炉除氧器以及利用所述换热降温的过程中产生的温差来制取低温载冷剂以供丙烯冷凝器中由低温甲醇洗装置经过压缩机压缩后输送至丙烯冷凝器的气态丙烯冷凝使用，所述丙烯冷凝器的液态丙烯出口连接低温甲醇洗装置的液态丙烯进口，所述低温甲醇洗装置用于利用所述液态丙烯为甲醇进行降温用以回收煤制氢生产线合成气中的酸性气体。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述吸收式制冷组件包括发生器、吸收器、蒸发式冷凝器，所述发生器的热源进口连接煤制氢生产线蒸汽管网，发生器的热源出口连接锅炉除氧器，所述发生器的气态制冷剂出口连接冷凝器气态制冷剂进口，所述发生器的贫液出口连接吸收器的贫液进口，所述吸收器的富液出口连接发生器的富液进口，所述吸收器的气体进口连接丙烯冷凝器的气体出口。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述低温甲醇洗装置包括一号蒸发器、二号蒸发器、气液分离器、压缩机组、冷凝器、丙烯收集罐、经济器，所述压缩机组的气体出口连接冷凝器，冷凝器的液体出口通过丙烯收集罐连接经济器，所述经济器的气体出口连接至压缩机组气体进口，所述经济器的液态出口连接至一号蒸发器和二号蒸发器，一号蒸发器和二号蒸发器的气体出口通过气液分离器连接至压缩机组气体进口，所述一号蒸发器和二号蒸发器并联。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述压缩机的气体进口和丙烯冷凝器的液态丙烯出口与低温甲醇洗装置连接的管道上均设有阀门。

本实用新型的有益效果在于：将吸收式制冷系统与煤制氢生产工艺中的低温甲醇洗生产线进行配合，煤制氢生产线中富产蒸汽，在用循环水换热器带走热量前，利用蒸汽的余热为吸收式制冷系统供热，再将吸收式制冷系统利用余热产生的低温制冷剂与压缩机出口气态丙烯进行热量交换，气态丙烯由于放出了热量，温度降低而被液化，机组完成制冷，并将液态丙烯送至低温甲醇洗降温，回收煤制合成气中的酸性气体，实现余热利用和转化，有效提高了生产的余热利用效率。

采取该技术后，压缩机从吸入压力0.14MPaA提升至0.4MPaA，单台机组耗电612kW，同时在整个制冷过程中，减少原经济器过冷所用的气体丙烯压缩机的多余做功，从而起到节电节能的效果。

相对于现有的低温甲醇洗生产线中，采用高能耗的丙烯压缩机为系统供冷的方式，本方案可以通过余热的利用取代冰机70％的电能消耗，对于企业具有较大的经济价值和产品的市场竞争力。

附图说明

图1是现有技术中煤制氢低温甲醇洗装置流程示意图；

图2是本实用新型一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置的流程示意图；

图3是本实用新型一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置的局部流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

如图2至3所示，本实施例的煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，包括煤制氢生产线、吸收式制冷组件、低温甲醇洗装置、压缩机、丙烯冷凝器，吸收式制冷组件的热源进口连接煤制氢生产线的蒸汽管网，吸收式制冷组件用于将煤制氢生产线的蒸汽换热降温后输送至锅炉除氧器以及利用换热降温的过程中产生的温差来制取低温载冷剂以供丙烯冷凝器中由低温甲醇洗装置经过压缩机压缩后输送至丙烯冷凝器的气态丙烯冷凝使用，丙烯冷凝器的液态丙烯出口连接低温甲醇洗装置的液态丙烯进口，低温甲醇洗装置用于利用液态丙烯为甲醇进行降温用以回收煤制氢生产线合成气中的酸性气体。

吸收式制冷组件包括发生器、吸收器、蒸发式冷凝器，发生器的热源进口连接煤制氢生产线的蒸汽管网，发生器的热源出口连接锅炉除氧器，发生器的气态制冷剂出口连接冷凝器气态制冷剂进口，发生器的贫液出口连接吸收器的贫液进口，吸收器的富液出口连接发生器的富液进口，吸收器的气体进口连接丙烯冷凝器的气体出口，利用煤制氢生产线中富产的蒸汽，在用循环水换热器带走热量前，经过蒸汽管网输送至吸收式制冷组件的发生器中，作为发生器的工作热源，发生器里的富溶液受热分解成贫溶液和气态制冷剂，贫溶液进入吸收器中，气态制冷剂进入蒸发式冷凝器中冷凝成蒸发温度为-18℃的低温液氨，然后液态制冷剂进入到丙烯冷凝器中，丙烯冷凝器实际上是一种虹吸式蒸发器，压缩机出口0.4MPa的气态丙烯进入到虹吸式蒸发器，与液态制冷剂进行热量交换，气态丙烯由于放出了热量，温度降低而被液化，完成制冷成为-12.3℃的液态丙烯，并将液态丙烯送至低温甲醇洗装置中做降温使用，回收制氢生产线合成气中的酸性气体，液态制冷剂换热过后形成气态制冷剂进入到吸收器中，和吸收器内的贫溶液混合形成富溶液重新进入发生器中继续循环。

低温甲醇洗装置包括一号蒸发器、二号蒸发器、气液分离器、压缩机组、冷凝器、丙烯收集罐、经济器，压缩机组的气体出口连接冷凝器，其中一号蒸发器和二号蒸发器并联，冷凝器的液体出口通过丙烯收集罐连接经济器，经济器的气体出口连接至压缩机组气体进口，经济器的液态出口连接至一号蒸发器和二号蒸发器，一号蒸发器和二号蒸发器的气体出口通过气液分离器连接至压缩机组气体进口，压缩机组中本身携带的制冷剂丙烯经过压缩后进入冷凝器中冷凝成液态丙烯后进入丙烯收集罐中储存，当到达一定液位后，进入经济器中，一部分走管程，一部分经减压降温后走壳程，其中走壳程中的液态丙烯在经济中形成气体丙烯后进入到压缩机组中继续循环，走管程的液态丙烯经降温后进入到一号蒸发器和二号蒸发器位甲醇进行降温以回收气体的酸性气体，液态丙烯形成气态丙烯经过气液分离器进入到压缩机组中继续循环。

如图1-3所示，在现有低温甲醇洗装置的基础上，压缩机的气体进口连接气液分离器的气体出口，压缩机和低温甲醇洗装置中压缩机组与气液分离器的气体出口连接的管道上均设有阀门，丙烯冷凝器的低温液态丙烯出口连接至低温甲醇洗装置中的一号蒸发器和二号蒸发器，丙烯冷凝器和经济器与一号蒸发器和二号蒸发器连接的管道上均设有阀门，仅仅通过两组阀门就可以将改进结构添加，不需要拆除原有设备，而且减小能耗。

吸收式制冷组件中发生器受热分解需要一定的时间，在整体装置中当吸收式制冷组件制冷剂未开始循环时或循环暂停时，可通过阀门控制低温甲醇洗装置的压缩机组、冷凝器、经济器启动，以形成丙烯循环，两种结构形成复叠式系统，节约能耗效果显著。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，其特征在于，包括煤制氢生产线、吸收式制冷组件、低温甲醇洗装置、压缩机、丙烯冷凝器，所述吸收式制冷组件的热源进口连接煤制氢生产线的蒸汽管网，所述吸收式制冷组件用于将煤制氢生产线的蒸汽换热降温后输送至锅炉除氧器以及利用所述换热降温的过程中产生的温差来制取低温载冷剂以供丙烯冷凝器中由低温甲醇洗装置经过压缩机压缩后输送至丙烯冷凝器的气态丙烯冷凝使用，所述丙烯冷凝器的液态丙烯出口连接低温甲醇洗装置的液态丙烯进口，所述低温甲醇洗装置用于利用所述液态丙烯为甲醇进行降温用以回收煤制氢生产线合成气中的酸性气体。

2.根据权利要求1所述的一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，其特征在于，所述吸收式制冷组件包括发生器、吸收器、蒸发式冷凝器，所述发生器的热源进口连接煤制氢生产线蒸汽管网，发生器的热源出口连接锅炉除氧器，所述发生器的气态制冷剂出口连接冷凝器气态制冷剂进口，所述发生器的贫液出口连接吸收器的贫液进口，所述吸收器的富液出口连接发生器的富液进口，所述吸收器的气体进口连接丙烯冷凝器的气体出口。

3.根据权利要求1所述的一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，其特征在于，所述低温甲醇洗装置包括一号蒸发器、二号蒸发器、气液分离器、压缩机组、冷凝器、丙烯收集罐、经济器，所述压缩机组的气体出口连接冷凝器，冷凝器的液体出口通过丙烯收集罐连接经济器，一路经膨胀阀减压温度降低，将另一路丙烯进行过冷降温，所述经济器的低温气体出口连接至压缩机组气体进口，所述经济器的过冷液态出口连接至一号蒸发器和二号蒸发器，一号蒸发器和二号蒸发器的气体出口通过气液分离器连接至压缩机组气体进口，所述一号蒸发器和二号蒸发器并联。

4.根据权利要求1所述的一种煤制氢生产工艺中余热回收利用装置，其特征在于，所述压缩机的气体进口和丙烯冷凝器的液态丙烯出口与低温甲醇洗装置连接的管道上均设有阀门。

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