一种低温甲醇洗尾气能量回收装置的制作方法

1.本实用新型属于低温甲醇洗尾气再利用技术领域，具体为一种低温甲醇洗尾气能量回收装置。


背景技术：

2.低温甲醇洗装置一般用于吸收工艺气中的二氧化碳、硫化氢等气体，为下游用户提供合格的氢气。对于吸收的二氧化碳、硫化氢后的富甲醇在二氧化碳解析塔中进行解析，解析后在二氧化碳解析塔的纯度98.5％以上的二氧化碳经绕管式换热器加热至常温后送出低温甲醇洗界区；送出低温甲醇洗界区后可根据企业实际情况进行直接放空、加压作为尿素等产品的原料气或一部分加压作为原料气，一部分放空；在上述过程中尾气的温度一般不高没有回收利用的价值，但其具有一定的压力，该部分压力一方面不足以作为原料气直接使用，另一方面对其进行放空无疑造成了浪费。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，而提供一种结构简单可靠、便于操作控制、设备改造投资小、在实现系统平稳运行的前提下能够实现对压力的有效回收，同时通过对压力的有效回收能够实现对作为原料气部分的尾气进行加压以及为循环水提供冷源的低温甲醇洗尾气能量回收装置。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种低温甲醇洗尾气能量回收装置，包括低温甲醇洗工段中的二氧化碳解析塔，所述二氧化碳解析塔的尾气出口通过与第一三通的第一端相连，第一三通的第二端通过增压机与co2再利用装置相连；第一三通的第三端通过膨胀机、换热装置以及尾气水洗塔与放空管道相连；
6.所述膨胀机与电机电连接，电机的机械端与增压机的机械端相连。
7.优选的，所述co2再利用装置包括尿素生产系统、碳酸二甲酯生产系统和/或食品级co2生产系统。
8.优选的，所述换热装置为空冷器。
9.优选的，所述第一三通的第二端和增压机之间设有增压机进口阀。
10.优选的，所述增压机为多级压缩增压机。
11.优选的，所述第一三通的第三端通过膨胀机之间依次设有放空气经尾气放空阀、第二三通以及膨胀机进口阀。
12.优选的，所述膨胀机和换热装置之间设有第三三通。
13.优选的，所述第二三通的第三端通过节流膨胀阀与第三三通的第三端相连。
14.优选的，所述空冷器的管程进口设有循环水上水管道，空冷器的管程出口设有循环水回水管道。
15.按照上述方案制成的一种低温甲醇洗尾气能量回收装置，通过设置膨胀机能够实
现对放空尾气中压力的回收，通过对压力的回收驱动增压机做功，以实现对原料气尾气中压力的提升以达到降低增压机能耗的目的，同时放空尾气使用等熵膨胀机膨胀后，二氧化碳可作为换热装置的冷源对循环水或其他物料进行降温；具有结构简单可靠、便于操作控制、设备改造投资小、在实现系统平稳运行的前提下能够实现对压力的有效回收，同时通过对压力的有效回收能够实现对作为原料气部分的尾气进行加压以及为循环水提供冷源的优点。
附图说明
16.图1本实用新型的结构示意图。
17.图中:
[0018]1‑
二氧化碳解析塔；2
‑
第一三通；3
‑
增压机进口阀；4
‑
增压机；5
‑
膨胀机；6
‑
尾气放空阀；7
‑
第二三通；8
‑
膨胀机进口阀；9
‑
节流膨胀阀；10
‑
换热装置；11
‑
第三三通；12
‑
co2再利用装置；13
‑
循环水上水管道；14
‑
循环水回水管道；15
‑
电机；16
‑
尾气水洗塔；17
‑
放空管道。
具体实施方式
[0019]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
参看图1：本实用新型为一种低温甲醇洗尾气能量回收装置，包括低温甲醇洗工段中的二氧化碳解析塔1，所述二氧化碳解析塔1的尾气出口通过与第一三通2的第一端相连，第一三通2的第二端通过增压机4与co2再利用装置12相连；第一三通2的第三端通过膨胀机5、换热装置10以及尾气水洗塔16与放空管道17相连；所述膨胀机5与电机15电连接，电机15的机械端与增压机4的机械端相连。
[0021]
进一步地，所述co2再利用装置12包括尿素生产系统、碳酸二甲酯生产系统和/或食品级co2生产系统。
[0022]
进一步地，所述换热装置10为空冷器。
[0023]
进一步地，所述第一三通2的第二端和增压机4之间设有增压机进口阀3。
[0024]
进一步地，所述增压机4为多级压缩增压机。
[0025]
进一步地，所述第一三通2的第三端通过膨胀机5之间依次设有放空气经尾气放空阀6、第二三通7以及膨胀机进口阀8。
[0026]
进一步地，所述膨胀机5和换热装置10之间设有第三三通11。
[0027]
进一步地，所述第二三通7的第三端通过节流膨胀阀9与第三三通11的第三端相连。
[0028]
进一步地，所述空冷器的管程进口设有循环水上水管道13，空冷器的管程出口设有循环水回水管道14。
[0029]
本实用新型包括了包括膨胀机5、增压机4、空冷器、节流膨胀阀等相关设备和装
置；所述来自低温甲醇洗工段的二氧化碳解析塔1的co2气复热后在第一三通2分为co2产品气和放空气。所述co2产品气经增压机进口阀3进入增压机4加压后送入co2再利用装置12内进行再利用，所述增压机4由电机15驱动；所述放空气经尾气放空阀6后进入第二三通7，所述第二三通7的另外两端分别连接膨胀机进口阀8和节流膨胀阀9，一部分放空气经节流膨胀阀8进入膨胀机5进行等熵膨胀，膨胀后压力和温度降低；温度降低后的放空气进入第三三通11中，另一部分放空气通过节流膨胀阀9进入第三三通11中；两股气流混合后共同进入空冷器内进行升温，升温后的放空气进入尾气水洗塔16中洗涤合格后放空；上述放空气处于空冷器的壳程，空冷器的管程流股为循环水，空冷器的管程进口设有循环水上水管道13，空冷器的管程出口设有循环水回水管道14；循环水在空冷器的管程与放空气换热后进入其他系统中即可；需要注意的是，本实用新型中设置的节流膨胀阀9主要用于调节循环水的温度，当循环水的温度需要较低时可调小或关闭节流膨胀阀9的开度，当循环水的温度需要较高时可增大节流膨胀阀9的开度，同时本实用新型中放空气进入膨胀机5的量取决于产品气所需要的压力，当产品气需要的压力大时可提高放空气进入膨胀机5的流量，当产品气需要的压力小时可降低放空气进入膨胀机5的流量；基于上述内容可知，上述装置能够在实现系统平稳运行的情况下实现灵活调节，满足不同工况的需求。
[0030]
实验例1
[0031]
一种低温甲醇洗尾气能量回收装置的回收工艺，包括如下步骤：
[0032]
步骤一：所述来自低温甲醇洗二氧化碳解析塔1的co2气复热后在第一三通2分为产品气和放空气；二氧化碳解析塔1中的co2气复热后的温度为15
‑
30℃，压力：0.18mpag
‑
0.25mpag；产品气流量为：20000nm3/h
‑
28000nm3/h，所述放空气流量为：75000nm3/h
‑
85000nm3/h。
[0033]
步骤二：所述产品气经增压机进口阀3进入增压机4加压后送入co2再利用装置12内进行再利用；所述co2再利用装置12为食品级二氧化碳生产系统；增压机4出口压力2.5
‑
3.0mpag，所述增压机4为多级压缩、段间冷却，所述增压机4通过电机15驱动，增压机轴功率2250
‑
2500kw。
[0034]
步骤三：所述放空气经尾气放空阀6后进入第二三通7，放空气经节流膨胀阀8进入膨胀机5进行等熵膨胀，放空气膨胀后压力和温度降低经第三三通11进入空冷器10内；膨胀机5出口的放空气压力为：0.04
‑
0.06mpag，温度为：
‑
13℃～
‑
16.5℃，膨胀机5用于向电机5供电，其轴功率为：1200
‑
1350kw；另外，节流膨胀阀9用于保证调节膨胀机5进气量为：75000nm3/h
‑
85000nm3/h；通过节流膨胀阀9后的放空气压力为：0.04
‑
0.06mpag，温度为16.2℃
‑
18.5℃；通过节流膨胀阀9后的放空气通过第三三通11进入空冷器10内。
[0035]
步骤四：降温后的放空气进入空冷器10的壳程进行换热升温后进入尾气水洗塔16内进行洗涤，洗涤合格后由放空管道外排；所述空冷气10的换热负荷为：1.35
‑
1.6mw，排出空冷器10的放空气温度为15
‑
25℃。
[0036]
步骤五：所述空冷器10的管程流股为循环水，空冷器10管程进口连接循环水上水管道13，出口连接循环水回水管道14；所述循环水上水温度40℃，循环水回水温度30℃，所述循环水流量为：150
‑
200m3/h。
[0037]
本实用新型将直接放空的二氧化碳使用等熵膨胀机膨胀，驱动并节省增压机4的功耗，膨胀后的二氧化碳气在空冷器10中作为循环水降温的冷源，亦可作为工艺中其它热
物流的冷却流股。上书实验例整体的能量回收量达到2550
‑
2950kw，能量回收率为337kw/10000nm3放空气。
[0038]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0039]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。