CN220451998U - 一种甲醇产品气余热发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于工业余热利用与生产运行技术领域，具体涉及一种甲醇产品气余热发电装置。该装置包括循环气换热器、合成空冷器、合成水冷器、ORC发电系统以及若干阀门和管道，能够有效回收甲醇产品气中的低温余热用于副产电能，具有能量利用效果好，生产过程调节灵活，运行稳定，能够有效应对上游装置的生产波动，占地面积小，投资省等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于工业余热利用与生产运行技术领域，具体涉及一种甲醇产品气余热发电装置。
背景技术
在甲醇合成装置中，来自合成反应器的甲醇产品气主要由甲醇、CO、H2、CO2、N2、Ar和H2O等组分构成，该股气体经过循环气换热器后温度约140℃左右，属于较低品位热源。在传统工艺中，通常需要依次经过合成空冷器和水冷器将温度降低至40℃后，再进行闪蒸罐将甲醇和不凝气进行分离。
上述过程及装置主要存在的不足之处是采用空冷器冷却甲醇产品气，存在没有进行热量回收，所需空气器设备台数多，设备投资高，占地面积大，受气温影响较大，风机需要经常检维修，难以应对生产负荷波动工况等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足之处，提供了一种甲醇产品气余热发电装置，该装置能够有效回收甲醇产品气中的低温余热用于副产电能，具有能量利用效果好，生产过程调节灵活，运行稳定，能够有效应对上游装置的生产波动，占地面积小，投资省等特点。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种甲醇产品气余热发电装置，该装置包括循环气换热器、合成空冷器、合成水冷器、ORC发电系统以及若干阀门和管道；
来自合成反应器的甲醇产品气管道输出端与循环气换热器相连，所述循环气换热器依次通过1#阀门、合成空冷器和2#阀门后与合成水冷器的输入端管道相连；
所述ORC发电系统包括过热器、涡轮发电机、冷凝器、循环工质泵、预热器和蒸发器。
本实用新型技术方案中：循环气换热器还有一个输出端依次经过3#阀门、过热器、蒸发器、预热器和4#阀门后与合成水冷器的输入端管道相连。
本实用新型技术方案中：来自过热器的循环工质管道输入端与涡轮发电机相连，所述涡轮发电机通过管道依次经过冷凝器、循环工质泵、预热器、蒸发器与过热器相连。
本实用新型技术方案中：所述1#热回收系统和2#热回收系统的输出端相连后，分为两支路，其中一支路通过2#调节阀后分别送去1#未变换气系统和2#未变换气系统，另一支路与变换气冷却系统的输出端相连。
本实用新型技术方案中：所述变换气冷却系统的输出端管道上设置有一氧化碳浓度分析仪，该仪表与1#调节阀及信号线构成串级控制系统。
本实用新型的有益效果：该装置包括循环气换热器、合成空冷器、合成水冷器、ORC发电系统以及若干阀门和管道，能够有效回收甲醇产品气中的低温余热用于副产电能，具有能量利用效果好，生产过程调节灵活，运行稳定，能够有效应对上游装置的生产波动，占地面积小，投资省等特点。
附图说明
图1是本实用新型的流程示意图。
图中：1-循环气换热器，2-合成空冷器，3-合成水冷器，4-ORC发电系统，401-过热器，402-涡轮发电机，403-冷凝器，404-循环工质泵，405-预热器，406-蒸发器，V1-1#阀门，V2-2#阀门，V3-3#阀门，V4-4#阀门。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
如图1所示，一种甲醇产品气余热发电装置，该装置包括循环气换热器1、合成空冷器2、合成水冷器3、ORC发电系统4以及若干阀门和管道构成。所述ORC发电系统包括过热器401、涡轮发电机402、冷凝器403、循环工质泵404、预热器405和蒸发器406。
来自合成反应器的甲醇产品气管道输出端与循环气换热器1相连，所述循环气换热器1分为两个输出支路，第一个支路依次通过1#阀门V1、合成空冷器2和2#阀门V2后与合成水冷器3的输入端管道相连；第二个支路依次经过3#阀门V3、过热器401、蒸发器406、预热器405和4#阀门V4后与合成水冷器3的输入端管道相连；来自过热器401的循环工质管道输入端与涡轮发电机402相连，所述涡轮发电机402通过管道依次经过冷凝器403、循环工质泵404、预热器405、蒸发器406与过热器401相连。
本实用新型的工作过程为：来自合成反应器的甲醇产品气经过循环气换热器后分为两股物料，分别对应两种操作工况：工况1：关闭3#阀门和4#阀门，打开1#阀门和2#阀门。甲醇产品气经1#阀门进入合成空冷器被冷却后，经2#阀门进入合成水冷器进一步被冷却后送至闪蒸罐。工况2：关闭1#阀门和2#阀门，打开3#阀门和4#阀门，甲醇产品气经3#阀门依次经过热器、蒸发器和预热器被冷却后，经4#阀门进入合成水冷器进一步被冷却后送至闪蒸罐。来自过热器的循环工质进入涡轮发电机副产电能后，依次经过冷凝器、循环工质泵、预热器和蒸发器后进入过热器后，继续重复上述循环过程。
具体实施过程为：来自合成反应器1650kg/h甲醇产品气(温度为143℃，压力为7.7MPag)经过循环气换热器至138℃后分为两股物料，分别对应两种操作工况：
工况1：关闭3#阀门和4#阀门，打开1#阀门和2#阀门。甲醇产品气经1#阀门进入合成空冷器被冷却至60℃后，经2#阀门进入合成水冷器进一步被冷却至40℃后送至闪蒸罐。
工况2：关闭1#阀门和2#阀门，打开3#阀门和4#阀门，甲醇产品气经3#阀门和过热器冷却至138℃，继续经蒸发器冷却至90℃，进一步被预热器冷却至60℃后，经4#阀门进入合成水冷器进一步被冷却至40℃后送至闪蒸罐。来自过热器的循环工质流量为2250kg/h(温度为120℃，压力为1.0MPag)进入涡轮发电机副产15.2kW电能，压力降低至0.15MPag后，经过冷凝器冷却至40℃后，被循环工质泵加压至1.0MPag，经预热器和蒸发器温度升高至98℃进入过热器后，继续重复上述循环过程。
本实用新型设计的甲醇产品气余热发电装置能够有效回收甲醇产品气中的低温余热用于副产电能，具有能量利用效果好，生产过程调节灵活，运行稳定，能够有效应对上游装置的生产波动，占地面积小，投资省等特点。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型创造的原理，并不因此而限定本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型创造精神和范围的前提下，本技术实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (3)
1.一种甲醇产品气余热发电装置，其特征在于：该装置包括循环气换热器(1)、合成空冷器(2)、合成水冷器(3)、ORC发电系统(4)以及若干阀门和管道；
来自合成反应器的甲醇产品气管道输出端与循环气换热器(1)相连，所述循环气换热器(1)依次通过1#阀门(V1)、合成空冷器(2)和2#阀门(V2)后与合成水冷器(3)的输入端管道相连；
所述ORC发电系统包括过热器(401)、涡轮发电机(402)、冷凝器(403)、循环工质泵(404)、预热器(405)和蒸发器(406)。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇产品气余热发电装置，其特征在于：循环气换热器(1)还有一个输出端依次经过3#阀门(V3)、过热器(401)、蒸发器(406)、预热器(405)和4#阀门(V4)后与合成水冷器(3)的输入端管道相连。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇产品气余热发电装置，其特征在于：来自过热器(401)的循环工质管道输入端与涡轮发电机(402)相连，所述涡轮发电机(402)通过管道依次经过冷凝器(403)、循环工质泵(404)、预热器(405)、蒸发器(406)与过热器(401)相连。
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