CN218937125U - 一种合成氨低位热能回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热能回收技术领域，特别涉及一种合成氨低位热能回收装置，包括与变换气并联接通的脱盐水换热器、循环水冷却器和供热冷渣机脱盐水换热器，所述供热冷渣机脱盐水换热器循环连接有溴化锂冷水机组、缓冲罐和热水循环泵，所述供热冷渣机脱盐水换热器还连接有供热冷渣机，所述溴化锂冷水机组进口和出口均连接有冷凝液总管，所述溴化锂冷水机组循环连接有冷冻水循环泵和合成气换热器。采用本实用新型的热能回收装置能够回收低位热能，降低反应气温度，从而降低压缩机组负荷，减少蒸汽消耗，实现合成氨能耗降低的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及热能回收技术领域，具体涉及一种合成氨低位热能回收装置。
背景技术
在蒸汽烃类转化合成氨生产工艺中，上游变换系统出口约 122℃的低变气有较大部分热量通过循环水冷却至80℃送到中间的净化工序，存在两方面的问题：1、低变气被冷却，热量没有得到回收利用，加热后的循环水又通过风机进行冷却后使用，造成了能耗的双重损失，也造成了循环水冷却器严重的结垢；2、在合成氨生产工艺下游的合成工段，工艺气在氨合成塔反应后需要经过一系列的热交换将温度降到约、30℃进行氨分离。将工艺气体由常温降到、30℃由冷冻系统冷冻冰机来实现，其整个过程需要消耗大量的冷冻冰机负荷。
现有的合成氨装置工艺气出变换系统，温度在198℃左右，并联经过一系列换热器后进入再生塔再沸器的管侧冷却，同时提供脱碳溶液再生所需要的热量。进入低变气与高压锅炉给水换热器壳侧的变换气，大约5.8%用手动阀调节后流经锅炉水换热器。出再生塔再沸器的低变气与来自锅炉水换热器的变换气混合后，变换气温度降至122℃，然后变换气并联经过低变气与锅炉给水换热器、低变气与循环水换热器、低变气与供热来脱盐水换热器，低变气与循环水换热器设有旁，该旁路可根据出气温度的高低调节进入吸收塔工艺气温度，
现有热能回收装置存在问题：合成氨装置122℃的低变气有较大部分热量通过循环水进行冷却以满足工艺要求，造成热量的损失，且由于循环水冷却器位置较高，负荷重，导致换热器结垢严重，影响装置稳定运行。合成工艺气在合成塔反应后需要经过一系列的热交换将温度降到约、30℃进行氨分离，整个过程消耗大量的冷冻冰机负荷，因此亟需本申请的技术方案来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供能够回收低位热能，降低反应气温度，从而降低压缩机组负荷，减少蒸汽消耗，实现合成氨能耗降低的目的的一种合成氨低位热能回收装置。
本实用新型是这样实现的，提供的一种合成氨低位热能回收装置，包括与变换气并联接通的脱盐水换热器、循环水冷却器和供热冷渣机脱盐水换热器，所述供热冷渣机脱盐水换热器循环连接有溴化锂冷水机组、缓冲罐和热水循环泵，所述供热冷渣机脱盐水换热器还连接有供热冷渣机，所述溴化锂冷水机组进口和出口均连接有冷凝液总管，所述溴化锂冷水机组循环连接有冷冻水循环泵和合成气换热器。
在一些实施例中，所述循环水冷却器上并联有换热器旁路调节阀，串联有第一入口调节阀。
在一些实施例中，所述供热冷渣机脱盐水换热器上串联有第二入口调节阀。
在一些实施例中，所述溴化锂冷水机组与冷凝液总管之间设有第一溴化锂旁路保护阀和第二溴化锂旁路保护阀。
在一些实施例中，所述合成气换热器进口处安装有合成气入口调节阀。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：富余的低温热源用于产生热水，再通过配置脱盐水换热器、循环水冷却器和供热冷渣机脱盐水换热器、溴化锂冷水机组、缓冲罐和热水循环泵，以溴化锂溶液为吸收剂，将热水作为制冷剂制取7℃的低温水，低温水送到下游合成工段，与合成气换热器后冷却合成回路的工艺气，可以部分替代冷冻冰机，形成一个独立的闭环系统，为合成工段持续不断提供冷水源，从而降低冷冻压缩机组负荷，减少蒸汽消耗，实现合成氨节能降碳的目的。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种合成氨低位热能回收装置的结构原理示意图。
图中：1、合成气入口调节阀，2、合成气换热器，3、冷冻水循环泵，4、溴化锂冷水机组，5、换热器旁路调节阀，6、第一入口调节阀，7、第二入口调节阀，8、脱盐水换热器，9、循环水冷却器，10、供热冷渣机脱盐水换热器，11、第一溴化锂旁路保护阀，12、第二溴化锂旁路保护阀，13、缓冲罐，14、热水循环泵，15、供热冷渣机，16、冷凝液总管。
具体实施方式
如图1所示，该实施例的合成氨低位热能回收装置，包括与122℃的变换气并联接通的脱盐水换热器8、循环水冷却器9和供热冷渣机脱盐水换热器10，供热冷渣机脱盐水换热器10循环连接有溴化锂冷水机组4、缓冲罐13和热水循环泵14，供热冷渣机脱盐水换热器10还连接有供热冷渣机15，溴化锂冷水机组4进口和出口均连接有冷凝液总管16，溴化锂冷水机组4循环连接有冷冻水循环泵3和合成气换热器2。其中，供热冷渣机15来的脱盐水温度40℃，流量45t/h经过供热冷渣机脱盐水换热器10加热到110℃，热水送至溴化锂冷水机组4制冷，再经热水循环泵14送到供热冷渣机脱盐水换热器10入口循环使用，在缓冲罐13顶部取出约75℃，45t/h送到送供热的冷凝液总16进行混合后送供热脱氧槽使用。
基于以上设置，富余的低温热源用于产生热水，再通过配置脱盐水换热器8、循环水冷却器9和供热冷渣机脱盐水换热器10、溴化锂冷水机组4、缓冲罐13和热水循环泵14，以溴化锂溶液为吸收剂，将热水作为制冷剂制取7℃的低温水，低温水送到下游合成工段，与合成气换热器后冷却合成回路的工艺气，可以部分替代冷冻冰机，形成一个独立的闭环系统，为合成工段持续不断提供冷水源，从而降低冷冻压缩机组负荷，减少蒸汽消耗，实现合成氨节能降碳的目的。
具体地，循环水冷却器9上并联有换热器旁路调节阀5，串联有第一入口调节阀6，使循环水冷却器9出口温度控制在80℃。
具体地，供热冷渣机脱盐水换热器10上串联有第二入口调节阀7，用来调节供热冷渣机脱盐水换热器10出口水温。
具体地，溴化锂冷水机组4与冷凝液总管16之间设有第一溴化锂旁路保护阀11和第二溴化锂旁路保护阀12。为便于调节合成氨装置系统负荷及进供热脱氧槽温度，在溴化锂冷水机组4出入口的第一溴化锂旁路保护阀11和第二溴化锂旁路保护阀12，可调节进入溴化锂冷水机组的热负荷，将剩余热水分配到冷凝液总管16。溴化锂冷水机组4制得7℃的低温水，经冷冻水循环泵3送到合成气换热器2进行热交换，流量为468t/h，经合成气换热器2换热后温度为17℃，返回溴化锂冷水机组4重新循环致冷。
具体地，合成气换热器2进口处安装有合成气入口调节阀1。用于调节合成气的入口流量。
为实现低位热能的完全回收，需要进行热量平衡计算，溴化锂冷水机组4有效利用从供热冷渣机脱盐水换热器10设备出来的可用热水，并为合成气换热器2中上游来的合成回路工艺气体提供冷冻水，以降低氨冷器热负荷，实现降低氨冰机蒸汽消耗。
根据工况参数，进行核算，供热冷渣机脱盐水换热器热水温度，进口75℃，出口110℃；低变出口工艺气：122℃，换热后温度：82℃；查工艺手册知，低变气工艺气总量为212000kg/h，查低变气放热曲线知，工艺气从122℃降为82℃的焓变为55kcal/kg。
则低变气可以释放的热量为：212000×55＝11660000kcal/h，即11.66 Gcal/h。
根据设计资料，脱盐水换热器8热负荷为1.63Gcal/h，保持不变；因此，通过溴化锂冷水机组取走低变出口气的低位热能，停用循环水冷却器9后，供热冷渣机脱盐水换热器可回收利用的热能为：11.66－1.63＝10.03Gcal/h制冷冻水量：冷冻水闭环循环回到溴化锂冷水机组温度为 17℃ ，其所需的最低冷却负荷为 4.68 Gcal/h，因此，溴化锂冷水机组装置在 7°C 时应至少每小时产生 468000 kg 的冷冻水以满足工艺要求。
所需热水量：热水型溴化锂机组热水的75%能量可转换为制冷量，根据装置总的放热量可以计算得热水所需的量。为完全回收低就能余热，将送供热的45吨脱盐水全部进入冷水机组致冷，以获得更多的低温水，因此进入溴化锂冷水机组全部热水量可达到241t/h。
为实现上述功能，其相关参数如下表：
以上仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种合成氨低位热能回收装置，其特征在于，包括与变换气并联接通的脱盐水换热器（8）、循环水冷却器（9）和供热冷渣机脱盐水换热器（10），所述供热冷渣机脱盐水换热器（10）循环连接有溴化锂冷水机组（4）、缓冲罐（13）和热水循环泵（14），所述供热冷渣机脱盐水换热器（10）还连接有供热冷渣机（15），所述溴化锂冷水机组（4）进口和出口均连接有冷凝液总管（16），所述溴化锂冷水机组（4）循环连接有冷冻水循环泵（3）和合成气换热器（2）。
2.根据权利要求1所述的一种合成氨低位热能回收装置，其特征在于，所述循环水冷却器（9）上并联有换热器旁路调节阀（5），串联有第一入口调节阀（6）。
3.根据权利要求1所述的一种合成氨低位热能回收装置，其特征在于，所述供热冷渣机脱盐水换热器（10）上串联有第二入口调节阀（7）。
4.根据权利要求1所述的一种合成氨低位热能回收装置，其特征在于，所述溴化锂冷水机组（4）与冷凝液总管（16）之间设有第一溴化锂旁路保护阀（11）和第二溴化锂旁路保护阀（12）。
5.根据权利要求1所述的一种合成氨低位热能回收装置，其特征在于，所述合成气换热器（2）进口处安装有合成气入口调节阀（1）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202223423065.6U CN218937125U (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种合成氨低位热能回收装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223423065.6U CN218937125U (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种合成氨低位热能回收装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218937125U true CN218937125U (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=86065674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223423065.6U Active CN218937125U (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种合成氨低位热能回收装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN218937125U (zh) |
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2022
- 2022-12-20 CN CN202223423065.6U patent/CN218937125U/zh active Active
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