一种可回收能量的酸性气冷凝装置的制作方法

1.本实用新型属于酸性气冷凝装置用附属部件技术领域，具体为一种可回收能量的酸性气冷凝装置。


背景技术：

2.低温甲醇洗流程中，氮气气提后的富甲醇经增压和加热后送入热再生塔内，经甲醇蒸汽加热气提再生后，硫化物和残余co2随甲醇蒸汽由塔顶排出；按照常规工艺流程，热再生塔顶部的甲醇蒸汽通过冷却水冷却后进入回流罐，在回流罐内部分甲醇冷凝分离下来，作为回流液，而酸性气体经多级冷却分离后送至硫回收系统中。上述过程中不仅使热再生塔塔顶甲醇蒸汽的热量无法实现回收而且增加了公用工程中冷量的消耗，进一步地，热再生塔塔顶酸性气的冷却过程中存在冷凝温度偏高的问题，直接导致甲醇含量超标且进一步加大的冷量的消耗。


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、在实现热能向电能转换的同时再提高酸性气冷凝率的前提下减少冷凝不完全及酸性气带液现象、降低能耗以及系统醇耗少的可回收能量的酸性气冷凝装置。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种可回收能量的酸性气冷凝装置，包括酸性气体发生单元，所述酸性气体发生单元通过蒸发器的管程、酸性气冷凝器、酸性气分离罐和塔顶回流泵与酸性气体发生单元中的回流口相连；所述蒸发器的壳程与能量回收单元相连；所述酸性气分离罐的顶部气体出口与硫回收系统相连。
6.优选的，所述酸性气体发生单元包括带有再沸器的热再生塔，热再生塔的下部设有热再生塔进口管线，热再生塔的顶部酸性气体出口与蒸发器的管程相连，热再生塔上部的一侧设有回流口；热再生塔的底部液相出口与甲醇储罐相连。
7.优选的，所述能量回收单元包括缓冲罐，缓冲罐的出口依次通过增压泵、蒸发器的壳程、膨胀机和冷凝器管程，冷凝器的管程出口与缓冲罐的进口相连；膨胀机的机械端与负载设备相连。
8.优选的，所述蒸发器的管程两端分别设有第一三通和第二三通，第一三通和蒸发器的管程之间设有第一流量调节阀，蒸发器的管程和第二三通之间设有第一阀门，第一三通的第三端和第二三通的第三端之间设有第二流量调节阀。
9.优选的，所述第一三通和热再生塔的顶部酸性气体出口之间的管道上设有第一压力变送器和第一温度变送器。
10.优选的，所述蒸发器的壳程和膨胀机之间依次设有第二温度变送器和第二压力变送器；所述膨胀机和冷凝器管程之间第三温度变送器；所述缓冲罐上部设有第三压力变送器；所述缓冲罐的出口和增压泵之间第四压力变送器。
11.优选的，所述冷凝器壳程进口与冷却水上水管道相连，冷凝器壳程出口与回水管道相连。
12.优选的，所述冷却水上水管道上设有第四温度变送器，回水管道上设有第五温度变送器。
13.优选的，所述蒸发器的壳程和第二温度变送器之间设有带第二阀门的低沸点介质补充管道，缓冲罐上设有带第三阀门的低沸点介质外排管道。
14.本实用新型针对酸性气热量进行分析，采用低沸点工质与闪蒸气进行热交换，将闪蒸气的低温余热吸收，膨胀做功，以实现对化工生产中低温余热的有效回收，同时提高了煤气化渣水处理系统的能量回收水平，降低了运行成本，实现了资源的综合利用；气化炉处理量越大，能量回收率越高，针对单系列甲醇洗系统，回收能量可达250kw，每年回收电能约200万度；且具有结构简单可靠、便于操作控制、在实现热能向电能转换的同时再提高酸性气冷凝率的前提下减少冷凝不完全及酸性气带液现象、降低能耗以及系统醇耗少的优点。
附图说明
15.图1本实用新型的结构示意图。
16.图中:
[0017]1‑
热再生塔进口管线；2
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热再生塔；3
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再沸器；4
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第一压力变送器；5
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第一温度变送器；6
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第一流量调节阀；7
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第二流量调节阀；8
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蒸发器；9
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第二温度变送器；10
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第二压力变送器；11
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膨胀机；12
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第三温度变送器；13
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第四温度变送器；14
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第五温度变送器；15
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冷凝器；16
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第三压力变送器；17
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缓冲罐；18
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第四压力变送器；19
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增压泵；20
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第一阀门；21
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酸性气冷凝器；22
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酸性气分离罐；23
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塔顶回流泵；24
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甲醇储罐；25
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负载设备；26
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第一三通；27
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第二三通；28
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第三阀门；29
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冷却水上水管道；30
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回水管道；31
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回流口；32
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硫回收系统；33
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第二阀门。
具体实施方式
[0018]
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。
[0019]
参看图1：本实用新型为一种可回收能量的酸性气冷凝装置，包括酸性气体发生单元，所述酸性气体发生单元通过蒸发器8的管程、酸性气冷凝器21、酸性气分离罐22和塔顶回流泵23与酸性气体发生单元中的回流口31相连；所述蒸发器8的壳程与能量回收单元相连；所述酸性气分离罐22的顶部气体出口与硫回收系统32相连。本实用新型中所述的酸性气体发生单元产生酸性气体，该酸性气体通过蒸发器8进行热量回收，回收后通过酸性气冷凝器21进行冷凝后由酸性气分离罐22实现气液分离，分离后的酸性气体进入硫回收系统32内进行硫回收，分离后的液相通过塔顶回流泵23加压后送至酸性气体发生单元的回流口中重复利用；上述结构形式能够实现对酸性气体中的热量进行有效回收，再提高酸性气冷凝率的前提下减少冷凝不完全及酸性气带液现象、降低能耗以及系统醇耗少的特点。需要指
出的是本实用新型中所述的硫回收系统32为常规硫回收系统，由于其不是保护的重点，因此其结构不再赘述。
[0020]
进一步地，所述酸性气体发生单元包括带有再沸器3的热再生塔2，热再生塔2的下部设有热再生塔进口管线1，热再生塔2的顶部酸性气体出口与蒸发器8的管程相连，热再生塔2上部的一侧设有回流口31；热再生塔2的底部液相出口与甲醇储罐24相连。
[0021]
进一步地，所述能量回收单元包括缓冲罐17，缓冲罐17的出口依次通过增压泵19、蒸发器8的壳程、膨胀机11和冷凝器15管程，冷凝器15的管程出口与缓冲罐17的进口相连；膨胀机11的机械端与负载设备25相连。本实用新型中所述的负载设备25可以是发电机，通过带动发电机运转发电，能够将产生的电能输送至用电设备中或采用并网的方式外售。本实用新型中的能量回收单元内循环的为低沸点介质，低沸点介质是指常压下沸点低于20℃的低沸点工质，如四氟乙烷、四氟一氯乙烷。
[0022]
进一步地，所述蒸发器8的管程两端分别设有第一三通26和第二三通27，第一三通26和蒸发器8的管程之间设有第一流量调节阀6，蒸发器8的管程和第二三通27之间设有第一阀门20，第一三通26的第三端和第二三通27的第三端之间设有第二流量调节阀7。本实用新型中所述的酸性气体可采用全部通过蒸发器8管程、部分经过蒸发器8管程或不通过蒸发器8管程的方式，以实现整个系统的平稳运行；如当系统正常运行时，可采用酸性气体全部通过蒸发器8管程的方式，当热再生塔2运行不稳定时或处于开车状态初期时可采用部分酸性气体通过蒸发器8管程的方式，当能量回收单元出现故障时，可采用酸性气体不通过蒸发器8管程的方式；而上述方式的实现是通过第一流量调节阀6以及第二流量调节阀7的启闭来实现的。
[0023]
进一步地，所述第一三通26和热再生塔2的顶部酸性气体出口之间的管道上设有第一压力变送器4和第一温度变送器5。通过设置第一压力变送器4和第一温度变送器5能够实现对酸性气体实现监控，以达到使系统平稳性的目的。
[0024]
进一步地，所述蒸发器8的壳程和膨胀机11之间依次设有第二温度变送器9和第二压力变送器10；所述膨胀机11和冷凝器15管程之间第三温度变送器12；所述缓冲罐17上部设有第三压力变送器16；所述缓冲罐17的出口和增压泵19之间第四压力变送器18。
[0025]
进一步地，所述冷凝器15壳程进口与冷却水上水管道29相连，冷凝器15壳程出口与回水管道30相连。
[0026]
进一步地，所述冷却水上水管道29上设有第四温度变送器13，回水管道30上设有第五温度变送器14。
[0027]
进一步地，所述蒸发器8的壳程和第二温度变送器9之间设有带第二阀门33的低沸点介质补充管道，缓冲罐17上设有带第三阀门28的低沸点介质外排管道。
[0028]
本实用新型包括了热再生系统、能量回收系统以及循环水系统，其中热再生系统包括了热再生塔2、再沸器3以及甲醇储罐24，含硫甲醇在热再生塔2内通过精馏即升温解吸实现再生，使硫化物等杂质解吸出来，在塔底得到合格的甲醇，解吸出来的硫化物等酸性气从塔顶排出塔底再沸器通过外来蒸汽为热再生系统提供热量；能量回收系统主要包括蒸发器8、膨胀机11、冷凝器15、缓冲罐17以及增压泵19等，在蒸发器8中利用酸性气的潜热与低沸点工质进行热交换，低沸点工质吸收热量后转变为高温高压的气态工质，进入膨胀机11进行膨胀做功，进而带动负载设备25运行或者并入电网系统，实现电能的输出。做功后的气
态低温低压工质，排出膨胀机11进入冷凝器15，经冷凝成为液态，通过增压泵19再次进入蒸发器8，如此往复循环，实现从闪蒸汽的热能转化电能输出。循环水系统：主要是指与冷凝器15进行换热的用于完成膨胀发电后的低沸点工质进行热交换为其提供冷量的冷却水上水管道29和回水管道30；在使用本实用新型的过程中其酸性气的冷凝工艺包括如下步骤：步骤一：富硫甲醇液体通过热再生塔进口管线1进入热再生塔2中，经塔底再沸器3提供热量进行升温解吸，富硫甲醇液体经甲醇蒸汽加热气提再生后，硫化物和二氧化碳随甲醇蒸汽由塔顶排出，即塔顶排出的酸性气；步骤二：富硫甲醇再生产生的酸性气经热再生塔2塔顶排出，经第一压力变送器4和第一温度变送器5后，进入蒸发器8管程；同时，热再生塔2塔顶排出的酸性气，也可全部直接进入酸性气冷凝器21，也可一部分进入蒸发器8，一部分进入酸性气冷凝器21；第一流量调节阀6以及第二流量调节阀7的启闭来控制能量回收系统中的酸性气气量；所述第一压力变送器4检测到蒸汽的压力为0.1～0.4mpa(g)，第一温度变送器5检测到蒸汽的温度为80～100℃。步骤三：步骤二中的温度为80～100℃的酸性气进入蒸发器8管程中与低沸点工质进行热交换，低沸点工质吸收热量气化，进入膨胀机11中，所述第二温度变送器9检测到低沸点工质的温度为15～60℃，第二压力变送器10检测到低沸点工质的压力为0.1～2.0mpa(g)。气化后的高温高压的低沸点工质进入膨胀机11，膨胀做功，进而带动负载设备25运行。做功后的气态低温低压工质，排出膨胀机11，所述第三温度变送器12检测到做功后的低沸点工质温度为15～25℃。做功后的低沸点工质进入冷凝器15经冷凝成为液态，进入缓冲罐17，所述经第四温度变送器13和第五温度变送器14检测到的冷凝器的冷却水上水温度和回水温度分别为10～35℃和22～42℃，所述第三压力变送器16检测到的缓冲罐17压力为0.05～1.8mpa(g)。冷凝后的低沸点工质通过增压泵19增压后再次进入蒸发器8的壳程，如此往复循环，实现从酸性气的热能转化电能输出，实现热再生塔酸性气的能量回收。步骤四：经过第一流量调节阀6以及第二流量调节阀7的酸性气最终进入到酸性气冷凝器21中进行冷凝，冷凝后进入酸性气分离罐22中进行气液分离，分离后的气相进入硫回收系统32中，分离后的液相通过塔顶回流泵23加压后由回流口31进入到热再生塔2中。
[0029]
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。
[0030]
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。