CN220818685U - 分离塔余热利用系统及分离设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种分离塔余热利用系统及分离设备，分离塔余热利用系统包括塔顶余热回收单元和耦合式热泵机组；耦合式热泵机组包括吸收式热泵模块和压缩式热泵模块，工作时，自压缩式热泵模块的压缩机排出的至少部分冷媒进入吸收式热泵模块的耦合蒸发器内，加热耦合蒸发器内的冷剂，以制取吸收式热泵模块的吸收器所需的冷剂蒸汽；塔顶余热回收单元与吸收式热泵模块的发生器连通，工作时，塔顶余热回收单元内通入第一回收介质，回收了塔顶余热的第一回收介质进入发生器内，以作为吸收式热泵模块的驱动热源，压缩式热泵模块的蒸发器内通入待冷介质，以将待冷介质降温到更低温度。本申请实现了塔顶余热的回收再利用，降低了分离工艺成本。

Description

分离塔余热利用系统及分离设备

技术领域

本申请涉及分离生产技术领域，特别是一种分离塔余热利用系统及分离设备。

背景技术

目前，进行分离生产时，直接通过冷却水对分离塔的塔顶进行降温，分离塔的塔顶余热不能被有效利用，造成能源浪费。

另外，分离工艺所需的低温冷冻液，是通过电驱动制冷机组制取的，电驱动制冷机组能耗高。

以上两点导致分离工艺成本高，有鉴于此，如何降低分离工艺成本，是需要本领域技术人员解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种分离塔余热利用系统，用于回收利用分离塔余热，所述分离塔余热利用系统包括塔顶余热回收单元和耦合式热泵机组；所述耦合式热泵机组包括吸收式热泵模块和压缩式热泵模块，工作时，自所述压缩式热泵模块的压缩机排出的至少部分冷媒进入所述吸收式热泵模块的耦合蒸发器内，加热所述耦合蒸发器内的冷剂，以制取所述吸收式热泵模块的吸收器所需的冷剂蒸汽；所述塔顶余热回收单元与所述吸收式热泵模块的发生器连通，工作时，所述塔顶余热回收单元内通入第一回收介质，回收了塔顶余热的第一回收介质进入所述发生器内，以作为所述吸收式热泵模块的驱动热源，所述压缩式热泵模块的蒸发器内通入待冷介质，以将待冷介质降温到更低温度。

分离塔余热利用系统的一种实施方式，所述待冷介质为预定温度的冷冻液。

分离塔余热利用系统的一种实施方式，所述塔顶余热回收单元包括塔顶余热回收管路，所述塔顶余热回收管路与塔顶相连换热，工作时，所述塔顶余热回收管路内通入第一回收介质。

分离塔余热利用系统的一种实施方式，所述塔顶余热回收管路与所述吸收式热泵模块的发生器连通，形成第一回收介质的循环回路。

分离塔余热利用系统的一种实施方式，所述分离塔余热利用系统包括塔底余热回收单元，所述塔底余热回收单元包括第一换热器，工作时，所述第一换热器内通入第二回收介质，自塔底排出的分离产品进入所述第一换热器，与流经所述第一换热器的第二回收介质换热，由所述第二回收介质回收塔底余热。

分离塔余热利用系统的一种实施方式，所述塔底余热回收单元包括第二换热器，所述第二换热器与所述第一换热器连通，工作时，所述第二换热器内通入冷却介质，自所述第一换热器排出的分离产品进入所述第二换热器，与流经所述第二换热器的冷却介质换热，以将分离产品冷却到预定温度。

另外，本申请还提供一种分离设备，所述分离设备包括分离塔和上述任一项所述的分离塔余热利用系统。

本申请利用回收的塔顶余热作为耦合式热泵机组的吸收式热泵模块的驱动热源，能将待冷介质冷却到更低温度，实现了塔顶余热的回收再利用，降低了分离工艺成本。

附图说明

图1为本申请提供的分离设备一种实施例的示意图。

附图标记说明如下：

100分离塔；

200分离塔余热利用系统，201塔顶余热回收管路，202耦合式热泵机组，203第一换热器，204第二换热器。

具体实施方式

以往，进行分离生产时，直接利用冷却水对分离塔100的塔顶进行降温，分离塔100的塔顶余热不能被有效利用，造成能源浪费。另外，以往分离工艺所需的低温冷冻液，是通过电驱动制冷机组制取的，电驱动制冷机组能耗高。这两点导致分离工艺成本高。

为降低分离工艺成本，本申请提供一种分离塔100的余热利用系统，用于回收利用分离塔100余热。

本申请提供的余热利用系统包括塔顶余热回收单元和耦合式热泵机组202。

耦合式热泵机组202包括吸收式热泵模块和压缩式热泵模块。

吸收式热泵模块包括耦合式蒸发器、冷凝器、吸收器、发生器等。压缩式热泵模块包括压缩机、蒸发器、节流部件等。

塔顶余热回收单元与吸收式热泵模块的发生器连通，工作时，塔顶余热回收单元内通入第一回收介质，回收了塔顶余热的第一回收介质进入吸收式热泵模块的发生器内，作为吸收式热泵模块的驱动热源。

耦合式热泵机组202的工作过程是:

在发生器内，吸收剂稀溶液在驱动热源的驱动下蒸发成吸收剂浓溶液后进入吸收器，蒸发形成的冷剂蒸汽去往冷凝器。

在吸收器内，吸收剂浓溶液吸收冷剂蒸汽被稀释成吸收剂稀溶液后返回发生器，流经吸收器的冷却介质被稀释过程释放出的热量加热后去往冷凝器。

在冷凝器内，冷剂蒸汽与冷却介质换热冷凝成液态冷剂后进入耦合式蒸发器。

在耦合式蒸发器内，自压缩机排出的冷媒冷凝成液态冷媒后经节流部件进入蒸发器，液态冷剂被冷媒冷凝过程中放出的热量加热蒸发成冷剂蒸汽后去往吸收器。

在蒸发器内，液态冷媒吸收流经蒸发器的待冷介质潜热蒸发形成冷媒蒸汽后去往压缩机，以此达到降低待冷介质温度的目的。

上述设计，利用回收的塔顶余热作为耦合式热泵机组的吸收式热泵模块的驱动热源，将待冷介质冷却到更低温度，实现了塔顶余热的回收再利用，降低了分离工艺成本。

一种具体实施例中，待冷介质可以是预定温度的冷冻液。工作时，预定温度的冷冻液通入耦合式热泵机组202的蒸发器内，制取出更低温度的低温冷冻液。这样，相比用电驱动制冷机组制取低温冷冻液而言，能耗降低，从而能进一步降低分离工艺成本。

一种具体实施例中，塔顶余热回收单元包括塔顶余热回收管路201，塔顶余热回收管路201与塔顶相连换热。具体的，塔顶余热回收管路201可以部分管段直接伸到塔顶内部实现与塔顶的换热，也可以将塔顶热量引入到塔外的换热器中，让塔顶余热回收管路201与塔外的换热器连通实现与塔顶的换热。工作时，塔顶余热回收管路201中通入第一回收介质。这样设计，塔顶余热回收效率高。

一种具体实施例中，塔顶余热回收管路201与吸收式热泵模块的发生器的内部管路连通，形成第一回收介质的循环回路，使自发生器排出的第一回收介质能再次进入塔顶内部回收塔顶余热。这样设计，能进一步提升塔顶余热回收效率。

一种具体实施例中，余热利用系统还包括塔底余热回收单元，塔底余热回收单元包括第一换热器203，工作时，第一换热器203内通入第二回收介质，自塔底排出的分离产品进入第一换热器203，与流经第一换热器203的第二回收介质换热，由第二回收介质回收塔底余热。

一种具体实施例中，塔底余热回收单元还包括第二换热器204，第二换热器204与第一换热器203连通，工作时，第二换热器204内通入冷却介质，自第一换热器203排出的分离产品进入第二换热器204，与流经第二换热器204的冷却介质换热，以将分离产品冷却到预定温度。

上述各具体实施例，在不冲突的情况下可以自由组合。

本申请对第一回收介质和第二回收介质的类型不作限制，只要是满足一定温度要求的流体即可，例如可以是热水或者蒸汽或者乏气或者烟气或者生产所用的物料或者有机介质等。

本申请对分离塔100的类型和用途不作限制，可以是分离塔100-用于分离乙二醇、精馏塔-用于精馏醋酸、蒸馏塔-用于整理氨水等。

本申请对吸收式热泵模块的级数不作限制，可以是单级，单级吸收式热泵模块仅设置一个吸收器和一个耦合式蒸发器，也可以是N(N≥2)级，N级吸收式热泵模块设置N个吸收器和N个蒸发器，一级蒸发器与一级吸收器连通，一级吸收器与二级蒸发器连通，二级蒸发器与二级吸收器连通，以此类推。

本申请对压缩式热泵模块的级数不作限制，可以是单级，单级压缩式热泵模块仅设置一个压缩机，也可以是N(N≥2)级，N级压缩式热泵模块设置N个压缩机。

本申请对压缩机的类型不作限制，例如可以是电动压缩机、气动压缩机等任意能够起到压缩功能的结构。

本申请对节流部件的类型不作限制，例如可以是膨胀阀、节流管等任意起到节流膨胀功能的结构，

一种应用例中，如图1所示，分离塔100为醋酸精馏塔，塔底温度大致为120℃～130℃，塔顶温度为大致为80℃-85℃。第一回收介质采用57℃左右的余热水，回收塔顶余热后，余热水升温到65℃左右。第二回收介质采用70℃左右余热水，回收塔底余热后，余热水升温到120℃左右。冷却介质采用32℃左右的冷却水，换热后，冷却水升温到40℃左右。自第一换热器203排出的醋酸温度在75℃左右，自第二换热器204排出的醋酸温度在40℃左右。待冷介质为-5℃左右的冷冻液，最终制取出-10℃左右的低温冷冻液。

以上应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种分离塔余热利用系统(200)，用于回收利用分离塔(100)余热，其特征在于，所述分离塔余热利用系统(200)包括塔顶余热回收单元和耦合式热泵机组(202)；所述耦合式热泵机组(202)包括吸收式热泵模块和压缩式热泵模块，工作时，自所述压缩式热泵模块的压缩机排出的至少部分冷媒进入所述吸收式热泵模块的耦合蒸发器内，加热所述耦合蒸发器内的冷剂，以制取所述吸收式热泵模块的吸收器所需的冷剂蒸汽；所述塔顶余热回收单元与所述吸收式热泵模块的发生器连通，工作时，所述塔顶余热回收单元内通入第一回收介质，回收了塔顶余热的第一回收介质进入所述发生器内，以作为所述吸收式热泵模块的驱动热源，所述压缩式热泵模块的蒸发器内通入待冷介质，以将待冷介质降温到更低温度。

2.根据权利要求1所述的分离塔余热利用系统(200)，其特征在于，所述待冷介质为预定温度的冷冻液。

3.根据权利要求1所述的分离塔余热利用系统(200)，其特征在于，所述塔顶余热回收单元包括塔顶余热回收管路(201)，所述塔顶余热回收管路(201)的与塔顶相连换热，工作时，所述塔顶余热回收管路(201)内通入第一回收介质。

4.根据权利要求3所述的分离塔余热利用系统(200)，其特征在于，所述塔顶余热回收管路(201)与所述吸收式热泵模块的发生器连通，形成第一回收介质的循环回路。

5.根据权利要求1-4任一项所述的分离塔余热利用系统(200)，其特征在于，所述分离塔余热利用系统(200)包括塔底余热回收单元，所述塔底余热回收单元包括第一换热器(203)，工作时，所述第一换热器(203)内通入第二回收介质，自塔底排出的分离产品进入所述第一换热器(203)，与流经所述第一换热器(203)的第二回收介质换热，由所述第二回收介质回收塔底余热。

6.根据权利要求5所述的分离塔余热利用系统(200)，其特征在于，所述塔底余热回收单元包括第二换热器(204)，所述第二换热器(204)与所述第一换热器(203)连通，工作时，所述第二换热器(204)内通入冷却介质，自所述第一换热器(203)排出的分离产品进入所述第二换热器(204)，与流经所述第二换热器(204)的冷却介质换热，以将分离产品冷却到预定温度。

7.一种分离设备，其特征在于，所述分离设备包括分离塔(100)和权利要求1-6任一项所述的分离塔余热利用系统(200)。