CN217761111U - 一种酯化余热发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及余热发电技术领域，具体为一种酯化余热发电系统，包括发电装置、液环泵以及用于将酯化蒸汽冷凝为酯化水的冷凝装置，发电装置的排汽口与冷凝装置的进汽口连接，冷凝装置的排气口与液环泵的进气口连接；冷凝装置的排水口与液环泵的进水口之间设有第一引流管，冷凝装置排除的酯化水用于充当液环泵的工作液，第一引流管上还设有用于给酯化水降温的换热装置。本实用新型可以解决现有的酯化余热发电系统中液环泵使用除盐水作为工作液后产生废水，从而增大废水处理工作量和工作成本的问题。

Description

一种酯化余热发电系统

技术领域

本实用新型涉及余热发电技术领域，具体为一种酯化余热发电系统。

背景技术

聚酯合成工艺中，在酯化阶段会产生103℃左右的酯化蒸汽，这部分蒸汽携带着大量的低品位热量；以600t/d的聚酯生产装置为例，理论上，该装置每天会产生约220t的蒸汽，在液化过程中会释放约5.4*108kJ的潜热(相当于18.4t标准煤)。为了利用酯化蒸汽余热，不造成能源的浪费，在传统的工艺中，酯化蒸汽余热的主要处理方式是：夏季时，用作制冷机组热源制备冷冻水，再用循环水冷却至所需温度；冬季时，直接用空冷器、循环水冷却至所需温度，但是采用这种方式其热源利用率还是很低。

因此，为了提高酯化蒸汽余热的利用效率，现在大部分企业都利用酯化蒸汽发电，例如公开号为CN213574266U的一篇专利文件就公开了一种酯化蒸汽余热发电装置，该装置利用酯化蒸汽在汽轮机内做功，从而驱动发电机发电，然后利用冷凝装置将放热后的蒸汽冷凝为酯化水，并通过凝结水泵抽走，在利用本系统发电时，还需要一定的真空环境，通常是采用液环泵来实现抽真空，液环泵在抽真空时需要大量工作液进行置换，现有的工作液通常使用除盐水；但是采用除盐水进行置换会产生很多废水，需要再单独对废水进行处理，从而增大了工作量和工作成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种酯化余热发电系统，可以解决现有的酯化余热发电系统中液环泵使用除盐水作为工作液后产生废水，从而增大废水处理工作量和工作成本的问题。

本申请提供如下技术方案：

一种酯化余热发电系统，包括发电装置、液环泵以及用于将酯化蒸汽冷凝为酯化水的冷凝装置，发电装置的排汽口与冷凝装置的进汽口连接，冷凝装置的排气口与液环泵的进气口连接；冷凝装置的排水口与液环泵的进水口之间设有第一引流管，冷凝装置排除的酯化水用于充当液环泵的工作液，第一引流管上设有用于给酯化水降温的换热装置。

技术原理：酯化蒸汽进入发电装置后，在发电装置中做功消耗内能，进而驱动发电装置发电，释放热能后的酯化蒸汽进入到冷凝装置中冷凝，冷凝的酯化水由第一引流管进入液环泵作为液环泵的工作液，液环泵抽取冷凝装置中的不凝结气体，维持整个系统的真空环境。

有益效果：

1、利用聚酯装置本身产生的酯化水取代常用的除盐水作为液环泵的工作液，并不会产生额外的污水，从而减轻了污水处理的工作量、降低了工作的成本。

2、液环泵在工作时对其工作的温度有较高的要求，当温度太高时，液环泵的工作液饱和蒸汽压上升，部分工作液被气化，使得液环泵的工况变差，从而降低整个系统的真空度；因此在酯化水进入液化泵之前，先使用换热装置对酯化水进行降温处理，降低工作液的饱和蒸气压，提高液环泵的工况，从而维持整个系统较好的真空环境。

进一步，换热装置包括一级换热器和二级换热器，一级换热器和二级换热器连接，酯化水通过两级换热器降温后进入液环泵。

一级换热器采用冷却水对酯化水降温，二级换热器采用冷冻水对酯化水降温，两级降温可以降低进入液环泵的酯化水的温度和小分子物的含量，从而降低工作液的饱和蒸气压，提升液环泵的工况；另外相比于一级降温，其效果更好、耗能更低。

进一步，发电装置包括透平膨胀机和发电机，酯化蒸汽从蒸汽管道进入透平膨胀机做功，驱动发电机发电，透平膨胀机的排汽口与冷凝装置连接，透平膨胀机的底部还设置有用于收集酯化冷凝水的疏水膨胀箱。

在透平膨胀机的底部设置疏水膨胀箱，可以及时收集已经冷凝的酯化水，而未冷凝的酯化蒸汽则进入到冷凝装置中进一步冷凝成为酯化水。

进一步，冷凝装置包括一级冷凝器，透平膨胀机的排汽口通过连接管与一级冷凝器的进汽口连接，疏水膨胀箱的排水口通过连接管与一级冷凝器的进水口连接，一级冷凝器的排水管上设置有酯化水泵，经一级冷凝器冷却的酯化水通过酯化水泵抽出并分为两路，一路通过排水管进入酯化水罐，一路通过第一引流管进入液环泵。

收集在疏水膨胀箱中的酯化水进入到一级冷凝水器中，然后由酯化水泵抽出，一部分的酯化水经过降温后进入液环泵充当工作液，另一部分酯化水进入到酯化水罐中，参与聚酯生产的其它过程，节约资源。

进一步，冷凝装置还包括二级冷凝器，一级冷凝器与二级冷凝器连接，从一级冷凝器中分离出的蒸汽经二级冷凝器进一步冷却，二级冷凝器冷凝的酯化水通过管道进入废水槽，液环泵抽取二级冷凝器的气体到汽水分离器，气体从汽水分离器的尾气管排出。

二级冷凝器采用冷冻水对未冷凝的蒸汽作进一步的冷却，蒸汽中含有的不凝结气体由液环泵抽取，经过液环泵压缩后排入到汽水分离器，以保证整个系统的真空环境。

进一步，第一引流管的排水端与汽水分离器连接，液环泵中的凝液泵将汽水分离器中的酯化水输送至介质罐中充当工作液，汽水分离器与液环泵之间还设置有用于给酯化水降温的真空换热器。

酯化水在进入液环泵之前，先进入到汽水分离器中进行汽水分离，之后再经过真空换热器降温，以确保工作液的纯度和温度。

进一步，汽水分离器的底部还设置有第二引流管，第二引流管与酯化水罐连接，第二引流管上还设置有开关阀。

液环泵的工作液原来直接排放到汽提塔中处理，现通过设置第二引流管，让其回到酯化水罐，然后进入聚酯生产的工艺塔中工作，实现资源的循环利用。

进一步，一级冷凝器的出口设置有尾气管道，尾气管道上设置有用于抽取不凝结气体的风机；将一部分不凝结气体通过风机抽取到尾气管道中排出，可以降低液环泵的工作负荷。

进一步，第一引流管上设置有流量计和调节阀；酯化水的排水管上也设置有流量计和调节阀；在引流管和排水管上设置流量计和调节阀，可以根据液环泵的工况调节酯化水的流量，实现最佳的效果。

附图说明

图1为本实用新型酯化余热发电系统的连接关系示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：透平膨胀机1、发电机2、疏水膨胀箱3、一级冷凝器4、二级冷凝器5、酯化水泵6、液环泵7、汽水分离器8、一级换热器9、二级换热器10、真空换热器11、酯化水罐12、风机13、废水槽14、液封罐15、第一引流管01、第二引流管02、尾气管道03、排水管04、蒸汽管道05。

实施例一

如图1所示，一种酯化余热发电系统，包括发电装置、冷凝装置和液环泵7，发电装置包括透平膨胀机1和发电机2，酯化蒸汽从蒸汽管道05进入透平膨胀机1做功，驱动发电机2发电，透平膨胀机1的排汽口与冷凝装置连接，透平膨胀机1的底部还设置有用于收集酯化冷凝水的疏水膨胀箱3；在透平膨胀机1的底部设置疏水膨胀箱3，可以及时收集已经冷凝的酯化水，而未冷凝的酯化蒸汽则进入到冷凝装置中进一步冷凝成为酯化水。

冷凝装置的排气口与液环泵7的进气口连接，冷凝装置的排水口与液环泵7的进水口之间设有第一引流管01，第一引流管01上还设置有用于给酯化水降温的换热装置，换热装置包括一级换热器9和二级换热器10，一级换热器9和二级换热器10连接，酯化水从第一引流管01经降温后进入液环泵7充当液环泵7的工作液。

冷凝装置包括一级冷凝器4，透平膨胀机1的排汽口通过连接管与一级冷凝器4的进汽口连接，疏水膨胀箱3的排水口通过连接管与一级冷凝器4的进水口连接，经一级冷凝器4冷却的酯化水通过酯化水泵6抽出并分为两路，一路通过排水管04进入酯化水罐12，一路通过第一引流管01进入液环泵7。冷凝装置还包括二级冷凝器5，一级冷凝器4与二级冷凝器5连接，从一级冷凝器4中分离出的蒸汽经二级冷凝器5进一步冷却，二级冷凝器5采用冷冻水冷却，二级冷凝器5冷凝的酯化水通过管道进入废水槽14，该管道上还设置有液封罐15，液封罐15对冷凝的酯化水进行液封，液环泵7抽取二级冷凝器5的气体到汽水分离器8，以保证整个系统的真空环境，气体从汽水分离器8的尾气管排出。

第一引流管01的排水端与汽水分离器8连接，液环泵7中的凝液泵将汽水分离器8中的酯化水输送至介质罐中充当工作液，汽水分离器8与液环泵7之间还设置有用于给酯化水降温的真空换热器11，以确保工作液的纯度和温度；第一引流管01上设置流量计和调节阀；酯化水的排水管04上也设置有流量计和调节阀；设置流量计和调节阀，可以根据液环泵7的工况调节酯化水的流量，实现最佳的效果。

使用时，酯化蒸汽进入透平膨胀机1做功，驱动发电机2发电，酯化蒸汽释放热能后一部分冷凝为酯化水，收集在疏水膨胀箱3，由疏水膨胀箱3进入一级冷凝器4，另一部分未冷凝的蒸汽从透平膨胀机1的排汽口进入到一级冷凝器4；一级冷凝器4对酯化蒸汽作第一次冷凝处理，二级冷凝器5对一级冷凝器4中未冷凝的蒸汽作进一步的冷凝，一级冷凝器4使用冷却水冷却，二级冷凝器5使用冷冻水冷却，酯化蒸汽中的不凝结气体由液环泵7抽出并排出至汽水分离器8，再从汽水分离器8的尾气管排出，以保证整个系统的真空环境；已经冷凝的酯化水由酯化水泵6抽出并分为两路，一路通过两级换热器降温后进入汽水分离器8，液环泵7中的凝液泵将汽水分离器8中的酯化水输送至介质罐中充当工作液，另一路通过排水管04进入到酯化水罐12，第一引流管01和排水管04上设置的流量计和调节阀，可以调节进入到液环泵7中酯化水的流量。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，汽水分离器8的底部还设置有第二引流管02，第二引流管02与酯化水罐12连接，第二引流管02上还设置有开关阀；液环泵7的工作液原来是直接排放到汽提塔中处理，现通过设置第二引流管02，让其回到酯化水罐12，然后进入聚酯生产的工艺塔中工作，实现资源的循环利用。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，一级冷凝器4的出口设置有尾气管道03，尾气管道03上设置有用于抽取不凝结气体的风机13；将一部分不凝结气体通过风机13抽取到尾气管道03中排出，可以降低液环泵7的工作负荷。

以上的仅是本实用新型的实施例，该实用新型不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种酯化余热发电系统，包括发电装置、液环泵以及用于将酯化蒸汽冷凝为酯化水的冷凝装置，所述发电装置的排汽口与冷凝装置的进汽口连接，所述冷凝装置的排气口与液环泵的进气口连接，其特征在于，所述冷凝装置的排水口与液环泵的进水口之间设有第一引流管，所述冷凝装置排出的酯化水用于充当液环泵的工作液，所述第一引流管上还设有用于给酯化水降温的换热装置。

2.根据权利要求1所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述换热装置包括一级换热器和二级换热器，一级换热器和二级换热器连接，酯化水通过两级换热器降温后进入液环泵。

3.根据权利要求2所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述发电装置包括透平膨胀机和发电机，所述透平膨胀机的排汽口与冷凝装置连接，所述透平膨胀机的底部还设置有用于收集酯化冷凝水的疏水膨胀箱。

4.根据权利要求3所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述冷凝装置包括一级冷凝器，所述透平膨胀机的排汽口通过连接管与一级冷凝器的进汽口连接，疏水膨胀箱的排水口通过连接管与一级冷凝器的进水口连接，一级冷凝器的排水管上设置有酯化水泵，经一级冷凝器冷却的酯化水通过酯化水泵抽出并分为两路，一路通过排水管进入酯化水罐，一路通过第一引流管进入液环泵。

5.根据权利要求4所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述冷凝装置还包括二级冷凝器，所述一级冷凝器与二级冷凝器连接，二级冷凝器冷凝的酯化水通过管道进入废水槽，液环泵抽取二级冷凝器的气体到汽水分离器，气体从汽水分离器的尾气管道排出。

6.根据权利要求5所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述第一引流管的排水端与汽水分离器连接，所述汽水分离器与液环泵之间还设置有用于给酯化水降温的真空换热器。

7.根据权利要求6所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述汽水分离器的底部还设置有第二引流管，所述第二引流管与酯化水罐连接，所述第二引流管上还设置有开关阀。

8.根据权利要求4所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述一级冷凝器的出口设置有尾气管道，所述尾气管道上设置有用于抽取不凝结气体的风机。

9.根据权利要求1所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述第一引流管上设置有流量计和调节阀。

10.根据权利要求9所述的一种酯化余热发电系统，其特征在于：所述酯化水的排水管上也设置有流量计和调节阀。

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