CN221027725U - 一种无动力氨回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氨气回收技术领域，公开了一种无动力氨回收系统，第一换热器连接来自高压膜后尾气，第一换热器连接中压膨胀机，第三管路阀上设有尾气旁路管，尾气旁路管接入膨胀机的轴承润滑气进口，中压膨胀机通过缓冲管连接低压膨胀机、第二换热器、第一换热器，连接内换热器通往尾气三废锅炉；第二分离器经过第二换热器和第一分离器连接第一换热器；第一换热器连接机前分离器，连接低压膨胀机经过内换热器连接中压膨胀机去往气氨去冰机一段进口总管。本系统使无动力氨回收系统长周期运行，大大减少了镍片的清洗频率，减少因轴承气供应不足而停车的次数。

Description

一种无动力氨回收系统

技术领域

本实用新型涉及氨气回收技术领域，具体为一种无动力氨回收系统。

背景技术

在合成车间对氨气进行回收通常采用无动力氨气回收系统，其中，TMU-18/12-0.7型膨胀机组是氨气回收装置系统的配套主机之一，其原理是利用混合气体在机内绝热膨胀产生冷量为系统提供低温冷源，以回收球罐驰放气中的氨。

现有的无动力氨气回收系统中，随着运行时间的延长，出现设备老化的问题，其中超滤过滤器尤为明显，中、低压膨胀机轴承气超滤过滤器导致堵塞现象严重，设备压差增大趋势明显，超滤过滤器进、出口压差大，极易造成轴承气镍片前压力偏低，轴承气供气不足，需要每月需要停一次车，每次停车时常约2小时，在无法解决超滤过滤器堵塞问题的情况下，清洗进口镍片，处理轴承气压力不足问题，才得以满足轴承气压力要求，因此，无动力氨回收系统停车较频繁，造成氨回收效果差，同时因轴承气压力不稳定，造成无动力氨回收系统中的膨胀机转速维持在较低水平，回收氨效果差。

发明内容

本实用新型为了解决现有的无动力氨气回收系统中，超滤过滤器进、出口压差大，造成轴承气镍片前压力偏低，轴承气供气不足，需要清洗进口镍片，处理轴承气压力不足问题导致的停车较频繁，造成氨回收效果差，同时膨胀机转速维持在较低水平，回收氨效果差等一系列问题，提供了一种无动力氨回收系统。

本实用新型采用如下技术实现：包括第一换热器、第二换热器、超滤过滤器，第一换热器上部的热流进口接入来自球罐的驰放气，第一换热器的下部通过第一管路连接第一分离器的上部进口，第一分离器的顶部出口通过管路连接第二换热器，第二换热器的下部出口通过管路连接第二分离器的顶部进口，第二分离器的顶部出口连接第二换热器的底部第二氨进口，第二换热器顶部连接第一总管，第一总管分为第一支管和第二支管，第一支管连接低压氢回收系统；

第一换热器的顶部通过第二管路连接来自高压膜后尾气，第二管路上设有干燥器，第一换热器的底部通过第三管路连接中压膨胀机上部进口，第三管路阀与第二支管的连接点之间设有尾气旁路管，尾气旁路管上装有旁路阀，尾气旁路管与来自连接超滤过滤器的第五管线汇合依次接入中压膨胀机和低压膨胀机的轴承润滑气进口，超滤过滤器的进口分别连接低压蒸汽和高压膜后尾气；中压膨胀机的顶部连接缓冲管，缓冲管连接低压膨胀机的上部进口，低压膨胀机的上部出口连接第二换热器的第二冷流进口，第二换热器的第二冷流出口连接第一换热器的第一冷流进口，第一换热器的第一冷流出口连接内换热器的顶部进口，内换热器的底部出口连接尾气三废锅炉；

第二分离器的底部出口经过第二液位调节阀连接第二换热器的底部进口，第二换热器的上部出口连接第一换热器底部的第一氨进口，第一换热器的底部出口经过第一液位调节阀连接第一换热器的底部进口；第一换热器顶部的氨出口接入第四管线，第四管线连接机前分离器的顶部入口和气氨总管，机前分离器的出口通过管路连接低压膨胀机的下部进口，低压膨胀机的下部出口连接内换热器的下部进口，内换热器的上部出口连接中压膨胀机的下部进口，中压膨胀机的下部出口连接气氨去冰机一段进口总管。

实施时，包括第一换热器、第二换热器、超滤过滤器，第一换热器上部的热流进口接入来自球罐的驰放气，第一换热器的下部通过第一管路连接第一分离器的上部进口，分离出部分冷凝的液氨，第一分离器的顶部出口通过管路连接第二换热器，第二换热器的下部出口通过管路连接第二分离器的顶部进口，第二分离器的顶部出口连接第二换热器的底部第二氨进口，第二换热器顶部连接第一总管，第一总管分为第一支管和第二支管，第二支管上安装有闭合的第二支管阀，第二支管阀处于闭合状态，第一支管连接用于洗涤的低压氢回收系统。

第一换热器的顶部通过第二管路连接来自高压膜后尾气，第一换热器初步冷却驰放气，第二管路上设有干燥器，干燥器设有两个，两个干燥器并联连接，第一换热器的底部通过第三管路连接中压膨胀机上部进口，驰放气在中压膨胀机中作为动力气为中压膨胀机提供驱动压力，第二支管接入第三管路，第三管路在第二支管的连接点后设有第三管路阀，第三管路阀与第二支管的连接点之间设有尾气旁路管，用于控制轴承气提供气压力，尾气旁路管上装有旁路阀，尾气旁路管与来自连接超滤过滤器的第五管线汇合依次接入中压膨胀机和低压膨胀机的轴承润滑气进口，超滤过滤器减压至0.8Mpa，超滤过滤器的轴承气进口分别连接低压蒸汽和高压膜后尾气；中压膨胀机的顶部连接缓冲管，缓冲管连接低压膨胀机的上部进口，此时驰放气压力降至0.15Mpa，温度降至-70℃左右，低压膨胀机的上部出口连接第二换热器的第二冷流进口，第二换热器的第二冷流出口连接第一换热器的第一冷流进口，第一换热器的第一冷流出口连接内换热器的顶部进口，为第一换热器和第二换热器提供冷量冷却上述步骤中球罐的驰放气，内换热器的底部出口连接尾气三废锅炉。

第二分离器的底部出口经过第二液位调节阀连接第二换热器的底部进口，第二换热器的上部出口连接第一换热器底部的第一氨进口，第一氨进口上连接有开车用液氨，第二分离器分离出的液氨经过换热进入第一换热器，第一换热器的底部出口经过第一液位调节阀连接第一换热器的底部进口，第一换热器中与驰放气一同在第一换热器中换热后，绝大部分被挥发成为气氨；第一换热器顶部的氨出口接入第四管线，第四管线连接机前分离器的顶部入口和气氨总管，机前分离器通过蒸汽加热将全部氨转化为气态氨，机前分离器的出口通过管路连接低压膨胀机的下部进口，低压膨胀机的下部出口连接内换热器的下部进口，内换热器的上部出口连接中压膨胀机的下部进口，中压膨胀机的下部出口连接气氨去冰机一段进口总管。

使用时，来自球罐的驰放气进入第一换热器进行换热，温度降低至-20℃左右，从下部通过第一管路进入第一分离器，在第一分离器中分离出部分冷凝的液氨，从第一分离器的顶部出口通过管路进入第二换热器，温度降至-40℃左右，驰放气从第二换热器的下部出口进入第二分离器，随后再返回第二换热器从底部的第二氨进口进入，冷却来流驰放气，第二换热器顶部排出后分为第一支管和第二支管两条线路，安装在第二支管上的第二支管阀常态下处于闭合状态，第二支管阀打开时也可作为动力气进入中压膨胀机，第一支管去往低压氢回收系统进行洗涤，此条线路不经过膨胀机。

来自膜提氢岗位的高压膜后尾气属于非渗透气，高压膜后尾气连接通往干燥器中，通过第二管路通往第一换热器的顶部，在第一换热器中初步冷却驰放气，从第三管路进入中压膨胀机上部进口；第三管路的第三管路阀前设有尾气旁路管与来自超滤过滤器的轴承气共同作为控制轴承气提供气压力，为中压膨胀机和低压膨胀机提供轴承润滑气，解决超滤过滤器进、出口压差大，造成轴承气镍片前压力偏低，轴承气供气不足，需要停车检修的问题；第三管路的第三管路阀后进入中压膨胀机作为动力气提供驱动压力，随后进入缓冲管降低压力，进入低压膨胀机驰放气压力降至0.15Mpa，温度降至-70℃左右，从第二冷流进口进入第二换热器，从第二冷流出口至第一冷流进口进入第一换热器，为第一换热器降温，为第一换热器和第二换热器提供冷量冷却上述步骤中球罐的驰放气，从第一换热器的第一冷流出口进入内换热器并从内换热器的底部出口排放至尾气三废锅炉。

第二分离器分离出的液氨换热后经过第二液位调节阀后进入第二换热器，从第二换热器进入第一换热器的第一氨进口，与来自第一分离器的汇合绝大部分蒸发吸热后被挥发成为气氨，从第一换热器顶部的氨出口进入第四管路，在机前分离器中通过蒸汽加热将全部氨转化为气态氨，机前分离器中还接有来自总管的气氨，气氨进入低压膨胀机的下部进口进行压缩，进入内换热器后进入中压膨胀机，最后去往气氨去冰机一段进口总管。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种无动力氨回收系统，通过利用高压膜尾气中固体杂质基本为零，而进口镍片过滤器完全可以满足无动力轴承气的过滤需求，通过新增管线，把换热后的高压膜尾气引至膨胀机进口镍片过滤器前，而无需经过超滤过滤器，在超滤过滤器出口压力偏低时，适当开启旁路阀，亦可实现两条管线同时供气，保证轴承气压力在正常指标内稳定，同时保证超滤过滤器两端的压差平稳，避免损坏轴承，解决了现有技术中轴承润滑气经常性堵塞，即轴承气进口前超滤过滤器堵塞，导致膨胀机无法正常工作而需要停车检修的技术问题，使无动力氨回收系统长周期运行，大大减少了镍片的清洗频率，减少因轴承气供应不足而停车的次数，同时，在无动力氨回收膨胀机组轴承气供应稳定的前提下，提高膨胀机转速，增加氨的回收效率。

根据实践数据，采用本系统前，超滤过滤器前后的压力分别为1.4~1.6Mpa和0.8~0.9Mpa，轴承气镍片后压力为0.4~0.8Mpa，无动力氨回收膨胀机轴承气进口压力指标为:0. 6~0.8Mpa；本实用新型所提供的无动力氨回收系统超滤过滤器前后的压力分别为1.4~1.6Mpa和0.8~1.6Mpa，轴承气镍片后压力为0.6~0.8Mpa，每年因清洗镍片停车的次数由12次降低为4次，大大减少了无动力氨回收因清洗镍片过滤器停车的时间，每年可节约停车时间约16小时，多回收液氨约4吨。

无动力氨回收轴承气供气管线改造后，制冷端进口压力由改造前的的0.2~0.4Mpa提高至0.5~0.6Mpa，相比2020年6~8月份（夏季液氨球罐蒸发量大），每天多回收液氨0.2~0.5吨。

本系统有效避免因轴承气供气不足导致的停车问题，系统运行稳定，氨回收效率明显提升，全系统配合使用效果良好，完全满足无动力氨回收膨胀机轴承气供气需求，生产效率高且稳定，改造方便，适合广泛推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：1-第一换热器，2-第二换热器，3-热流进口，4-球罐，5-第一分离器，6-第二分离器，7-低压氢回收系统，8-高压膜后尾气，9-干燥器，10-中压膨胀机，11-缓冲管，12-低压膨胀机，13-内换热器，14-尾气三废锅炉，15-第一冷流进口，16-第一冷流出口，17-第二冷流进口，18-第二冷流出口，19-低压蒸汽， 20-机前分离器，21-第一液位调节阀，22-第二液位调节阀，23-气氨总管，24-第二支管阀，25-旁路阀，26-第一氨进口，27-第二氨进口，28-气氨去冰机一段进口总管，29-超滤过滤器，30-氨出口，31-开车用液氨，32-第三管路阀，

L1-第一管路，L10-第一总管，L11-第一支管，L12-第二支管，L2-第二管路，L3-第三管路， L4-第四管线，L5-第五管线，L6-尾气旁路管。

实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。

一种无动力氨回收系统，如图1所示：包括第一换热器1、第二换热器2、超滤过滤器29，第一换热器1上部的热流进口3接入来自球罐4的驰放气，第一换热器1的下部通过第一管路L1连接第一分离器5的上部进口，分离出部分冷凝的液氨，第一分离器5的顶部出口通过管路连接第二换热器2，第二换热器2的下部出口通过管路连接第二分离器6的顶部进口，第二分离器6的顶部出口连接第二换热器2的底部第二氨进口27，第二换热器2顶部连接第一总管L10，第一总管L10分为第一支管L11和第二支管L12，第二支管L12上安装有闭合的第二支管阀24，第二支管阀处于闭合状态，第一支管L11连接用于洗涤的低压氢回收系统7。

第一换热器1的顶部通过第二管路L2连接来自高压膜后尾气8，第一换热器1初步冷却驰放气，第二管路L2上设有干燥器9，干燥器9设有两个，两个干燥器并联连接，第一换热器1的底部通过第三管路L3连接中压膨胀机10上部进口，驰放气在中压膨胀机10中作为动力气为中压膨胀机10提供驱动压力，第二支管L12接入第三管路L3，第三管路L3在第二支管L12的连接点后设有第三管路阀32，第三管路阀32与第二支管L12的连接点之间设有尾气旁路管L6，用于控制轴承气提供气压力，尾气旁路管L6上装有旁路阀25，尾气旁路管L6与来自连接超滤过滤器29的第五管线L5汇合依次接入中压膨胀机10和低压膨胀机12的轴承润滑气进口，超滤过滤器29减压至0.8Mpa，超滤过滤器29的轴承气进口分别连接低压蒸汽19和高压膜后尾气8；中压膨胀机10的顶部连接缓冲管11，缓冲管11连接低压膨胀机12的上部进口，此时驰放气压力降至0.15Mpa，温度降至-70℃左右，低压膨胀机12的上部出口连接第二换热器2的第二冷流进口17，第二换热器2的第二冷流出口18连接第一换热器1的第一冷流进口15，第一换热器1的第一冷流出口16连接内换热器13的顶部进口，为第一换热器1和第二换热器2提供冷量冷却上述步骤中球罐的驰放气，内换热器13的底部出口连接尾气三废锅炉14。

第二分离器6的底部出口经过第二液位调节阀22连接第二换热器2的底部进口，第二换热器2的上部出口连接第一换热器1底部的第一氨进口26，第二分离器6分离出的液氨经过换热进入第一换热器1，第一换热器1的底部出口经过第一液位调节阀21连接第一换热器1的底部进口，在第一换热器1中与驰放气一同在第一换热器1中换热后，绝大部分被挥发成为气氨；第一换热器1顶部的氨出口30接入第四管线L4，第四管线L4连接机前分离器20的顶部入口和气氨总管23，机前分离器20通过蒸汽加热将全部氨转化为气态氨，机前分离器20的出口通过管路连接低压膨胀机12的下部进口，低压膨胀机12的下部出口连接内换热器13的下部进口，内换热器13的上部出口连接中压膨胀机10的下部进口，中压膨胀机10的下部出口连接气氨去冰机一段进口总管28。

使用时，来自球罐4的驰放气进入第一换热器1进行换热，温度降低至-20℃左右，从下部通过第一管路L1进入第一分离器5，在第一分离器5中分离出部分冷凝的液氨，从第一分离器5的顶部出口通过管路进入第二换热器2，温度降至-40℃左右，驰放气从第二换热器2的下部出口进入第二分离器6，随后再返回第二换热器2从底部的第二氨进口27进入，冷却来流驰放气，第二换热器2顶部排出后分为第一支管L11和第二支管L12两条线路，安装在第二支管L12上的第二支管阀24常态下处于闭合状态，第二支管阀24打开时也可作为动力气进入中压膨胀机，第一支管L11去往低压氢回收系统7进行洗涤，此条线路不经过膨胀机。

来自膜提氢岗位的高压膜后尾气8属于非渗透气，高压膜后尾气8连接通往干燥器9中，通过第二管路L2通往第一换热器1的顶部，在第一换热器1中初步冷却驰放气，从第三管路L3进入中压膨胀机10上部进口；第三管路L3的第三管路阀32前设有尾气旁路管L6与来自超滤过滤器29的轴承气共同作为控制轴承气提供气压力，为中压膨胀机10和低压膨胀机12提供轴承润滑气，解决超滤过滤器进、出口压差大，造成轴承气镍片前压力偏低，轴承气供气不足，需要停车检修的问题；第三管路L3的第三管路阀32后进入中压膨胀机10作为动力气提供驱动压力，随后进入缓冲管11降低压力，进入低压膨胀机12驰放气压力降至0.15Mpa，温度降至-70℃左右，从第二冷流进口17进入第二换热器2，从第二冷流出口18至第一冷流进口15进入第一换热器1，为第一换热器1降温，为第一换热器1和第二换热器2提供冷量冷却上述步骤中球罐4的驰放气，从第一换热器1的第一冷流出口16进入内换热器13并从内换热器13的底部出口排放至尾气三废锅炉14。

第二分离器6分离出的液氨换热后经过第二液位调节阀22后进入第二换热器2，从第二换热器2进入第一换热器1的第一氨进口26，与来自第一分离器5的汇合绝大部分蒸发吸热后被挥发成为气氨，从第一换热器1顶部的氨出口30进入第四管路，在机前分离器20中通过蒸汽加热将全部氨转化为气态氨，机前分离器20中还接有来自总管的气氨，气氨进入低压膨胀机12的下部进口进行压缩，进入内换热器13后进入中压膨胀机10，最后去往气氨去冰机一段进口总管28。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无动力氨回收系统，其特征在于：包括第一换热器（1）、第二换热器（2）、超滤过滤器（29），所述第一换热器（1）上部的热流进口（3）接入来自球罐（4）的驰放气，所述第一换热器（1）的下部通过第一管路（L1）连接第一分离器（5）的上部进口，所述第一分离器（5）的顶部出口通过管路连接第二换热器（2），所述第二换热器（2）的下部出口通过管路连接第二分离器（6）的顶部进口，所述第二分离器（6）的顶部出口连接第二换热器（2）的底部第二氨进口（27），所述第二换热器（2）顶部连接第一总管（L10），所述第一总管（L10）分为第一支管（L11）和第二支管（L12），所述第一支管（L11）连接低压氢回收系统（7）；

所述第一换热器（1）的顶部通过第二管路（L2）连接来自高压膜后尾气（8），所述第二管路（L2）上设有干燥器（9），所述第一换热器（1）的底部通过第三管路（L3）连接中压膨胀机（10）上部进口，所述第三管路（L3）在第二支管（L12）的连接点后设有第三管路阀（32），所述第三管路阀（32）与第二支管（L12）的连接点之间设有尾气旁路管（L6），所述尾气旁路管（L6）上装有旁路阀（25），所述尾气旁路管（L6）与来自连接超滤过滤器（29）的第五管线（L5）汇合依次接入中压膨胀机（10）和低压膨胀机（12）的轴承润滑气进口，所述超滤过滤器（29）的进口分别连接低压蒸汽（19）和高压膜后尾气（8）；所述中压膨胀机（10）的顶部连接缓冲管（11），所述缓冲管（11）连接低压膨胀机（12）的上部进口，所述低压膨胀机（12）的上部出口连接第二换热器（2）的第二冷流进口（17），所述第二换热器（2）的第二冷流出口（18）连接第一换热器（1）的第一冷流进口（15），所述第一换热器（1）的第一冷流出口（16）连接内换热器（13）的顶部进口，所述内换热器（13）的底部出口连接尾气三废锅炉（14）；

所述第二分离器（6）的底部出口经过第二液位调节阀（22）连接第二换热器（2）的底部进口，所述第二换热器（2）的上部出口连接第一换热器（1）底部的第一氨进口（26），所述第一换热器（1）的底部出口经过第一液位调节阀（21）连接第一换热器（1）的底部进口；所述第一换热器（1）顶部的氨出口（30）接入第四管线（L4），所述第四管线（L4）连接机前分离器（20）的顶部入口和气氨总管（23），所述机前分离器（20）的出口通过管路连接低压膨胀机（12）的下部进口，所述低压膨胀机（12）的下部出口连接内换热器（13）的下部进口，所述内换热器（13）的上部出口连接中压膨胀机（10）的下部进口，所述中压膨胀机（10）的下部出口连接气氨去冰机一段进口总管（28）。

2.根据权利要求1所述的一种无动力氨回收系统，其特征在于：所述第二支管（L12）上安装有闭合的第二支管阀（24）。

3.根据权利要求1所述的一种无动力氨回收系统，其特征在于：所述干燥器（9）设有两个，两个干燥器并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种无动力氨回收系统，其特征在于：所述第二支管（L12）接入第三管路（L3）。

5.根据权利要求1所述的一种无动力氨回收系统，其特征在于：所述第一换热器（1）的第一氨进口（26）上连接有开车用液氨（31）。