CN219756321U - 一种煤制合成氨废气综合利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤制合成氨废气综合利用装置；包括液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道，液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道为废气单元；液氮洗冷箱外排气管道与CO提纯装置的原料气进口相连，甲醇合成低压闪蒸气管道与曼海姆炉燃烧室的进口相连，甲醇中间槽驰放气管道与气化烘炉管线的进口相连；废气单元与燃气锅炉单元相连；具有设计合理、对废气单元中的废气进行综合梯级利用，在节约煤炭消耗的同时实现环境友好的特点。

Description

一种煤制合成氨废气综合利用装置

技术领域

本实用新型涉及合成氨废气再利用技术领域，具体为一种煤制合成氨废气综合利用装置。

背景技术

目前煤制合成氨工艺中产生的废气普遍采用火炬系统进行燃烧处理，造成浪费；另一方面煤化工行业普遍使用锅炉通过煤或天然气等进行燃烧制备中压蒸汽，该方式会产生碳排放。基于上述情况，发明人认为如何对煤制合成氨工艺中产生的废气进行利用，并使其与锅炉之间相耦合，在能够避免废气直接燃烧造成浪费的同时，减少制备中压蒸汽时碳的排放量，则成为了亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤制合成氨废气综合利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种煤制合成氨废气综合利用装置，包括液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道，所述液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道为废气单元；

液氮洗冷箱外排气管道与CO提纯装置的原料气进口相连，甲醇合成低压闪蒸气管道与曼海姆炉燃烧室的进口相连，甲醇中间槽驰放气管道与气化烘炉管线的进口相连；

所述废气单元与燃气锅炉单元相连。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中所述的煤制合成氨废气主要是指液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道中外排的废气，而本实用新型对于上述废气单元中的废气采用分别根据其特点进行梯级综合利用的形式，具体来说，本实用新型中液氮洗冷箱外排气管道中的外排气首先作为原料满足CO提纯装置使用，甲醇合成低压闪蒸气管道中的低压闪蒸气首先作为曼海姆炉的燃烧气使用；甲醇中间槽驰放气管道内的驰放气作为气化烘炉的燃烧气使用；当上述设备停车或使用废气的量过小时，可将液氮洗冷箱外排气管道、甲醇合成低压闪蒸气管道以及甲醇中间槽驰放气管道中外排的废气进入燃气锅炉单元中用于燃烧并副产蒸汽，以达到节省燃气锅炉原料的目的；本实用新型利用废气的各自特点对其进行利用，当量过大时通过燃气锅炉回收热量产生蒸汽，具有设计合理、将废气变废为宝，以实现节约能源的特点。

优选的，所述燃气锅炉单元包括燃气锅炉，燃气锅炉的内部设有炉膛以及给水通道，给水通道的进口与中压锅炉给水管线相连，给水通道的出口与中压蒸汽管网相连；炉膛的出口通过烟气处理装置以及烟气在线监测装置与烟囱相连。

优选的，所述燃气锅炉单元还包括缓冲罐，缓冲罐的出口与炉膛的进口相连，缓冲罐的进口与废气单元相连。

优选的，所述缓冲罐和废气单元之间设有第一三通，第一三通的第三端与火炬系统相连。

优选的，所述给水通道的出口与中压蒸汽管网之间设有第二三通，第二三通的第三端与中压蒸汽放空管道相连。

优选的，所述液氮洗冷箱外排气管道和燃气锅炉单元之间设有第一调节阀和第一压力传感器，甲醇合成低压闪蒸气管道和燃气锅炉单元之间设有第二调节阀和第二压力传感器，甲醇中间槽驰放气管道和燃气锅炉单元之间设有第三调节阀和第三压力传感器。

优选的，所述液氮洗冷箱外排气管道与CO提纯装置的原料气进口之间设有第十二调节阀，甲醇合成低压闪蒸气管道与曼海姆炉燃烧室的进口之间设有第十三调节阀，甲醇中间槽驰放气管道与气化烘炉管线的进口之间设有第十四调节阀。

优选的，所述第一三通的第三端与火炬系统之间设有第四调节阀，第一三通和缓冲罐之间设有第五调节阀。

优选的，所述缓冲罐的出口与炉膛的进口之间设有第四压力传感器以及第六调节阀，炉膛的出口与烟气处理装置之间设置有第十一调节阀；

中压锅炉给水管线和给水通道的进口之间设有第七调节阀，给水通道的排污口通过第八调节阀与循环水池相连，第二三通的第三端与中压蒸汽放空管道设有第九调节阀，第二三通与中压蒸汽管网之间设有第十调节阀。

按照上述方案制成的一种煤制合成氨废气综合利用装置，通过废气的各自的特点对其进行回收再利用，并且当废气的量过大时或相应设备停止运行时，可通过燃气锅炉对废气进行进一步的再利用以达到副产蒸汽和节约煤炭消耗的特点，另外，本实用新型在废气单元和燃气锅炉单元之间设置有火炬系统，当燃气锅炉单元的排放不达标时，可通过火炬系统进行燃烧后达标排放，以实现环境友好的目的，同时本实用新型还设置有缓冲罐以实现对废气单元中的废气进行稳压以及暂存的目的，并保证燃气锅炉单元长时间稳定运行；具有设计合理、对废气单元中的废气进行综合梯级利用，在节约煤炭消耗的同时实现环境友好的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的炉膛和给水通道的位置关系示意图。

图中：1、液氮洗冷箱外排气管道；2、甲醇合成低压闪蒸气管道；3、甲醇中间槽驰放气管道；4、火炬系统；5、燃气锅炉；6、中压锅炉给水管线；7、中压蒸汽管网；8、中压蒸汽放空管道；9、烟气处理装置；10、烟气在线监测装置；11、烟囱；12、循环水池；13、第一调节阀；14、第二调节阀；15、第三调节阀；16、第四调节阀；17、第六调节阀；18、第七调节阀；19、第八调节阀；20、第九调节阀；21、第十调节阀；22、第一压力传感器；23、第二压力传感器；24、第三压力传感器；25、第四压力传感器；26、第十一调节阀；27、炉膛；28、给水通道；29、缓冲罐；30、CO提纯装置；31、曼海姆炉；32、气化烘炉管线；33、第十二调节阀；34、第十三调节阀；35、第十四调节阀；36、第五调节阀；37、第一三通；38、第二三通。

具体实施方式

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。

参照图1所示，一种煤制合成氨废气综合利用装置，包括液氮洗冷箱外排气管道1、甲醇合成低压闪蒸气管道2以及甲醇中间槽驰放气管道3，所述液氮洗冷箱外排气管道1、甲醇合成低压闪蒸气管道2以及甲醇中间槽驰放气管道3为废气单元；

液氮洗冷箱外排气管道1与CO提纯装置30的原料气进口相连，甲醇合成低压闪蒸气管道2与曼海姆炉31燃烧室的进口相连，甲醇中间槽驰放气管道3与气化烘炉管线32的进口相连，

所述废气单元与燃气锅炉单元相连。

本实用新型中所述的废气单元中的废气优先输送至相应的CO提纯装置30、曼海姆炉31以及气化烘炉管线32中，根据其废气各自的性质和特点进行利用；同时当上述装置处于检修停车状态或者废气的量较大时，可将多余的废气作为燃气锅炉单元中的燃烧气进行使用，上述方式能够实现对废气的梯级综合利用，尤其是作为燃烧气使用时能够节省煤等的用量，以达到降低成本的前提下减少碳排放的目的；需要注意的是：本实用新型中所述的曼海姆炉31用于复合肥生产系统中，所述的气化烘炉管线32用于气化系统中。

进一步地，参照图2所示，所述燃气锅炉单元包括燃气锅炉5，燃气锅炉5的内部设有炉膛27以及给水通道28，给水通道28的进口与中压锅炉给水管线6相连，给水通道28的出口与中压蒸汽管网7相连；炉膛27的出口通过烟气处理装置9以及烟气在线监测装置10与烟囱11相连。本实用新型中所述的燃气锅炉5中用于燃烧废气并对给水通道28中的水加热，以使其产生中压蒸汽；炉膛27中的废气经过烟气处理装置9后通过烟气在线监测装置10进行检测，当符合排放标准时可通过烟囱11进行外排。本实用新型中所述的烟气处理装置9优选的为与SCR脱硝+布袋除尘+氨-硫酸铵法脱硫相配套的装置。

进一步地，所述燃气锅炉单元还包括缓冲罐29，缓冲罐29的出口与炉膛27的进口相连，缓冲罐29的进口与废气单元相连。在本实用新型实际的使用过程中，由于液氮洗冷箱外排气管道1、甲醇合成低压闪蒸气管道2以及甲醇中间槽驰放气管道3中废气的量不相同，压力不同等条件的限制，通过设置缓冲罐29能够对废气进行统一收集后向燃气锅炉单元进行集中供气，以保证燃气锅炉单元的持续稳定运行。

进一步地，所述缓冲罐29和废气单元之间设有第一三通37，第一三通37的第三端与火炬系统4相连。在本实用新型实际的使用过程中，由于废气中的含量会存在着差别，当烟气在线监测装置10中检测的烟气氮氧化物、二氧化硫超标时，可停止燃气锅炉单元的运行，使废气直接通过火炬系统4进行燃烧外排。

进一步地，所述给水通道28的出口与中压蒸汽管网7之间设有第二三通38，第二三通38的第三端与中压蒸汽放空管道8相连。

进一步地，所述液氮洗冷箱外排气管道1和燃气锅炉单元之间设有第一调节阀13和第一压力传感器22，甲醇合成低压闪蒸气管道2和燃气锅炉单元之间设有第二调节阀14和第二压力传感器23，甲醇中间槽驰放气管道3和燃气锅炉单元之间设有第三调节阀15和第三压力传感器24。本实用新型中所述的第一压力传感器22、第二压力传感器23和第三压力传感器24用于检测相应废气的压力，并通过第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15进行调节，以满足后续火炬系统4或缓冲罐29的工艺要求。

进一步地，所述液氮洗冷箱外排气管道1与CO提纯装置30的原料气进口之间设有第十二调节阀33，甲醇合成低压闪蒸气管道2与曼海姆炉31燃烧室的进口之间设有第十三调节阀34，甲醇中间槽驰放气管道3与气化烘炉管线32的进口之间设有第十四调节阀35。本实用新型通过设置第十二调节阀33、第十三调节阀34以及第十四调节阀35，以实现废气进入相应的装置实现再利用，同时与第一调节阀13、第二调节阀14和第三调节阀15相配合，能够实现对废气进入相应装置过程实现灵活调整。

进一步地，所述第一三通37的第三端与火炬系统4之间设有第四调节阀16，第一三通37和缓冲罐29之间设有第五调节阀36。

进一步地，所述缓冲罐29的出口与炉膛27的进口之间设有第四压力传感器25以及第六调节阀17，炉膛27的出口与烟气处理装置9之间设置有第十一调节阀26；中压锅炉给水管线6和给水通道28的进口之间设有第七调节阀18，给水通道28的排污口通过第八调节阀19与循环水池12相连，第二三通38的第三端与中压蒸汽放空管道8设有第九调节阀20，第二三通38与中压蒸汽管网7之间设有第十调节阀21。

本实用新型的工作原理为：本实用新型可采用自动控制或手动控制的方式，液氮洗冷箱外排气管道1中的外排气作为原料满足CO提纯装置30使用，甲醇合成低压闪蒸气管道2中的低压闪蒸气作为曼海姆炉31燃烧室的燃烧气使用，甲醇中间槽驰放气管道3内的驰放气作为气化烘炉管线32的燃烧气使用；此时，液氮洗冷箱外排气管道1、甲醇合成低压闪蒸气管道2和甲醇中间槽驰放气管道3优先进入上述装置中，当有余量废气时，可开启相应的阀门使废气进入缓冲罐29中进行暂存；当上述装置处于检修或停车状态时，液氮洗冷箱外排气管道1、甲醇合成低压闪蒸气管道2和甲醇中间槽驰放气管道3中的废气全部进入缓冲罐29中或缓冲罐29存贮一定废气时，开启燃气锅炉单元，使缓冲罐29中的废气进入炉膛27中燃烧加热来自中压锅炉给水管线6的脱盐水，脱盐水在给水通道28中被加热后产生中压蒸汽，该中压蒸汽进入中压蒸汽管网7中供给其他中压蒸汽使用设备；由炉膛27外排的烟气通过烟气处理装置9进行脱除氮氧化合物后送入烟气在线监测装置10中进行检测，当检测合格时由烟囱11外排；当烟气在线监测装置10检测烟气检测不合格时，关闭第五调节阀36，开启第四调节阀16，使废气进入火炬系统4中进行处理；本实用新型的操作可以实际工况为准，即优先供给CO提纯装置30、曼海姆炉31和气化烘炉装置32；当有余量或上述装置停车时用于中压蒸汽的制备，从而实现综合梯级利用，以实现环境友好和节能减排的目的，当制备中压蒸汽时的烟气排放超标时，可通过火炬系统4进行处理；本实用新型中提出的烟气排放超标是以现行的国家或地方烟气排放标准为准。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种煤制合成氨废气综合利用装置，包括液氮洗冷箱外排气管道(1)、甲醇合成低压闪蒸气管道(2)以及甲醇中间槽驰放气管道(3)，其特征在于：所述液氮洗冷箱外排气管道(1)、甲醇合成低压闪蒸气管道(2)以及甲醇中间槽驰放气管道(3)为废气单元；

液氮洗冷箱外排气管道(1)与CO提纯装置(30)的原料气进口相连，甲醇合成低压闪蒸气管道(2)与曼海姆炉(31)燃烧室的进口相连，甲醇中间槽驰放气管道(3)与气化烘炉管线(32)的进口相连，

所述废气单元与燃气锅炉单元相连。

2.根据权利要求1所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述燃气锅炉单元包括燃气锅炉(5)，燃气锅炉(5)的内部设有炉膛(27)以及给水通道(28)，给水通道(28)的进口与中压锅炉给水管线(6)相连，给水通道(28)的出口与中压蒸汽管网(7)相连；炉膛(27)的出口通过烟气处理装置(9)以及烟气在线监测装置(10)与烟囱(11)相连。

3.根据权利要求2所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述燃气锅炉单元还包括缓冲罐(29)，缓冲罐(29)的出口与炉膛(27)的进口相连，缓冲罐(29)的进口与废气单元相连。

4.根据权利要求3所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述缓冲罐(29)和废气单元之间设有第一三通(37)，第一三通(37)的第三端与火炬系统(4)相连。

5.根据权利要求3所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述给水通道(28)的出口与中压蒸汽管网(7)之间设有第二三通(38)，第二三通(38)的第三端与中压蒸汽放空管道(8)相连。

6.根据权利要求1所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述液氮洗冷箱外排气管道(1)和燃气锅炉单元之间设有第一调节阀(13)和第一压力传感器(22)，甲醇合成低压闪蒸气管道(2)和燃气锅炉单元之间设有第二调节阀(14)和第二压力传感器(23)，甲醇中间槽驰放气管道(3)和燃气锅炉单元之间设有第三调节阀(15)和第三压力传感器(24)。

7.根据权利要求1所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述液氮洗冷箱外排气管道(1)与CO提纯装置(30)的原料气进口之间设有第十二调节阀(33)，甲醇合成低压闪蒸气管道(2)与曼海姆炉(31)燃烧室的进口之间设有第十三调节阀(34)，甲醇中间槽驰放气管道(3)与气化烘炉管线(32)的进口之间设有第十四调节阀(35)。

8.根据权利要求4所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述第一三通(37)的第三端与火炬系统(4)之间设有第四调节阀(16)，第一三通(37)和缓冲罐(29)之间设有第五调节阀(36)。

9.根据权利要求5所述的一种煤制合成氨废气综合利用装置，其特征在于：所述缓冲罐(29)的出口与炉膛(27)的进口之间设有第四压力传感器(25)以及第六调节阀(17)，炉膛(27)的出口与烟气处理装置(9)之间设置有第十一调节阀(26)；

中压锅炉给水管线(6)和给水通道(28)的进口之间设有第七调节阀(18)，给水通道(28)的排污口通过第八调节阀(19)与循环水池(12)相连，第二三通(38)的第三端与中压蒸汽放空管道(8)设有第九调节阀(20)，第二三通(38)与中压蒸汽管网(7)之间设有第十调节阀(21)。