一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]合成氨行業(yè)、化肥行業(yè)及煤化工行業(yè)均涉及到合成氨相關(guān)工藝，合成氨工藝包括煤氣化、脫硫、壓縮與氨合成等幾個(gè)步驟，其中煤氣化就是將固體燃料汽化成半水煤氣后通往洗氣塔中進(jìn)行洗滌、冷卻。由于半水煤氣的溫度較高，且其中含在大量的固體顆粒。容易對一般的換熱器進(jìn)行賭塞。所以目前常用廢熱鍋爐進(jìn)行換熱處理。但其降溫效果不明顯，從廢熱鍋爐出來的半水煤氣溫度為150°C — 180°C，且含有大量水蒸氣，這些半水煤氣進(jìn)入洗氣塔后，則需要通過大量的水來冷凝該水蒸氣，并對煤氣進(jìn)行降溫。在洗氣塔中，半水煤氣的熱量被洗氣水帶走，造成能量浪費(fèi)；另一反面又要投入大量設(shè)備和運(yùn)營成本來冷卻洗氣水，這樣就形成了能源的重復(fù)浪費(fèi)。
[0004]另外，壓縮工段的進(jìn)氣口的半水煤氣溫度較高，尤其是夏季達(dá)到40°C以上，從而影響壓縮機(jī)效率。通過計(jì)算，半水煤氣溫度每降低1°C，壓縮機(jī)的效率就增加0.32%。所以在壓縮工段的進(jìn)氣口增設(shè)一臺換熱器來降低半水煤氣溫度，從而達(dá)到提高壓縮機(jī)的效率。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，根據(jù)半水煤氣與合成氨壓縮機(jī)的特點(diǎn)，有效地回收半水煤氣的余熱，并利用該余熱對壓縮工段的進(jìn)氣口的半水煤氣進(jìn)行降溫，達(dá)到降低能耗、提高產(chǎn)量的目的。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，煤氣爐產(chǎn)生的半水煤氣依次通過廢熱鍋爐、洗氣塔、脫硫塔、壓縮機(jī)后進(jìn)入合成塔中進(jìn)行合成，所述廢熱鍋爐的出氣端通過換熱器與洗氣塔連接；所述脫硫塔與壓縮機(jī)之間設(shè)有石墨換熱器。
[0008]進(jìn)一步，為了充分利用水流動(dòng)層換熱器的交換機(jī)，所述石墨換成熱器的進(jìn)水端與溴化鋰機(jī)組的冷水出口端連接，所述溴化鋰機(jī)組的熱源水進(jìn)、出端分別與所述換熱的冷卻水出、進(jìn)端連接形成一個(gè)循環(huán)。
[0009]更進(jìn)一步，為了避免半水煤氣中灰塵大而造成積灰嚴(yán)重，而導(dǎo)致管式換熱器的換熱效率不高的問題，本發(fā)明采用水流動(dòng)層換熱器，所述水流動(dòng)層換熱器包括換熱管，換熱管的進(jìn)氣端套設(shè)有與換熱管垂直密封連接的框形水槽，其頂端穿出水槽而位于水槽上方，位于水槽內(nèi)部的換熱管側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水孔。
[0010]為了使通過進(jìn)水孔進(jìn)入換熱管內(nèi)的水在換熱管內(nèi)壁形成均勻分布的水膜，所述換熱管的頂端管壁上套設(shè)有截面成η型的分水帽，且分水帽的內(nèi)側(cè)長度不小于所述水槽的高度。
[0011]所以本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明在廢熱鍋爐與洗氣塔之間設(shè)一水流動(dòng)層換熱器，將經(jīng)廢熱鍋爐冷卻的半水煤進(jìn)一步換熱降溫，使從換熱器出來的半水煤氣的溫度降為90°C左右；從而減少對洗氣塔內(nèi)半水煤氣進(jìn)行冷卻，減少成本。
[0012]2、同時(shí)在脫硫塔與壓縮機(jī)之間設(shè)置石墨換熱器，對脫硫后的半水煤氣的溫度進(jìn)一步降溫，降至20°C左右，從而大大提高壓縮機(jī)的工作效率。
[0013]3、石墨換熱器冷卻水由溴化鋰機(jī)組進(jìn)行提供，而溴化鋰機(jī)組的熱源水進(jìn)、出端分別與水流動(dòng)層換熱器的冷卻水出、進(jìn)端連接形成一個(gè)循環(huán)；使得水流動(dòng)層換熱器中冷卻水吸熱后提供給溴化鋰機(jī)組作為熱源水進(jìn)行制冷，充分利用了熱量循環(huán)，節(jié)能降耗。
[0014]4、由于半水煤氣和水的換熱系數(shù)較大，而水和碳鋼的換熱系數(shù)較大，所以本發(fā)明采用的水流動(dòng)層換熱器的換熱率高幾十倍，傳統(tǒng)的管式換熱器是將半水煤氣直接與碳鋼進(jìn)行換熱，其效率低。
[0015]5、水流動(dòng)層換熱器中的換熱管頂設(shè)有分水帽，使水槽內(nèi)的水在換熱管的內(nèi)壁形成均勻分布的一層流動(dòng)水膜，使熱量的傳遞更均勻；并且流動(dòng)水膜將進(jìn)入換熱管內(nèi)的灰塵沖到其底部進(jìn)行匯集，最后被流動(dòng)水帶出，避免換熱管積塵與堵塞；同時(shí)解決了其露點(diǎn)腐蝕問題，增加了換熱管與換熱器的使用壽命。
[0016]
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中水流動(dòng)層換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、煤氣爐，2、廢熱鍋爐，3、水流動(dòng)層換熱器，3-1、換熱管，3-2、水槽，3-3、分水帽，
4、洗氣塔，5、脫硫塔，6、石墨換熱器，7、壓縮機(jī)。8、溴化鋰機(jī)組。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，脫硫塔5與壓縮機(jī)7之間設(shè)有石墨換熱器6，石墨換熱器6的進(jìn)水端與溴化鋰機(jī)組8的冷水出口端連接，所述溴化鋰機(jī)組8的熱源水進(jìn)、出端口分別與水流動(dòng)層換熱器3的冷卻水出、進(jìn)端連接形成一個(gè)循環(huán)。
[0022]煤氣爐I產(chǎn)生的半水煤氣一次通過廢熱鍋爐2、水流動(dòng)層換熱器3、洗氣塔4、脫硫塔5、石墨換熱器6、壓縮機(jī)7后進(jìn)入合成塔中進(jìn)行合成。其溫度控制如下所述:
煤氣爐I制得300°C左右高溫的半水煤氣，經(jīng)過廢熱鍋爐2回收一部分熱量后溫度降為150°C左右；然后進(jìn)入水流動(dòng)層換熱器3中進(jìn)行換熱，器溫度降為90°C左右進(jìn)入洗氣塔4中，通過少量的循環(huán)水洗滌、冷卻后溫度降為40°C左右，然后經(jīng)過羅茨風(fēng)機(jī)加壓后去脫硫塔5中進(jìn)行脫硫，脫硫后的半水煤氣溫度在40°C左右，最后進(jìn)入石墨換熱器6中經(jīng)深冷卻溫度降為20°C左右后進(jìn)入壓縮機(jī)7進(jìn)行壓縮。
[0023]同時(shí)溴化鋰機(jī)組8的75°C左右的熱源出水進(jìn)入水流動(dòng)層換熱器3中進(jìn)行換熱，使其溫度升高到95°C左右；95°C的熱源水作為熱源回到溴化鋰機(jī)組8用于生產(chǎn)7°C的冷水，該7°C的冷水作為石墨換熱器的冷卻水對半水煤氣進(jìn)行降溫，換熱后溫度升至12°C，再回溴化鋰機(jī)組被冷卻循環(huán)使用。同時(shí)95°C的熱源水被溴化鋰水溶液吸熱后溫度降到75°C左右，然后再回水流動(dòng)層換熱器3被加熱循環(huán)利用。
[0024]如圖2所示，水流動(dòng)層換熱器3包括換熱管3-1，換熱管3-1的進(jìn)氣端套設(shè)有與換熱管垂直密封連接的框形水槽3-2，其頂端穿出水槽而位于水槽3-2上方；位于水槽內(nèi)部的換熱管3-1側(cè)壁上設(shè)有對個(gè)進(jìn)水孔。換熱管3-1的頂端管壁上套設(shè)有截面成η型的分水帽3-3，且分水帽3-3的內(nèi)側(cè)長度不小于水槽3-2的高度。
[0025]水槽3-2內(nèi)的循環(huán)水通過設(shè)于換熱管3-1上部側(cè)壁的進(jìn)水孔進(jìn)入換熱管3-1的內(nèi)管，并通過套設(shè)在換熱管3-1頂端的分手帽3-3把進(jìn)入換熱管3-1的水均勻分布在其內(nèi)壁形成一層流動(dòng)的水膜。將進(jìn)入換熱管3-1內(nèi)的高溫的半水煤氣熱量迅速傳遞給換熱管3-1內(nèi)壁的流動(dòng)水膜，流動(dòng)水膜在把熱量傳遞到換熱管3-1的外壁，提高其換熱效率，并避免了灰塵在換熱管3-1內(nèi)壁堆積而磨損或堵塞。
[0026]以上實(shí)施例并非僅限于本半水煤氣余熱回收綜合利用系統(tǒng)保護(hù)范圍，所有基于本方法思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，煤氣爐產(chǎn)生的半水煤氣依次通過廢熱鍋爐、洗氣塔、脫硫塔、壓縮機(jī)后進(jìn)入合成塔中進(jìn)行合成，所述廢熱鍋爐的出氣端通過換熱器與洗氣塔連接；所述脫硫塔與壓縮機(jī)之間設(shè)有石墨換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述石墨換成熱器的進(jìn)水端與溴化鋰機(jī)組的冷水出口端連接，所述溴化鋰機(jī)組的熱源水進(jìn)、出端分別與所述換熱的冷卻水出、進(jìn)端連接形成一個(gè)循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱器為水流動(dòng)層換熱器，所述水流動(dòng)層換熱器包括換熱管，換熱管的進(jìn)氣端套設(shè)有與換熱管垂直密封連接的框形水槽，其頂端穿出水槽而位于水槽上方，位于水槽內(nèi)部的換熱管側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱管的頂端管壁上套設(shè)有截面成η型的分水帽，且分水帽的內(nèi)側(cè)長度不小于所述水槽的高度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)，煤氣爐產(chǎn)生的半水煤氣依次通過廢熱鍋爐、洗氣塔、脫硫塔、壓縮機(jī)后進(jìn)入合成塔中進(jìn)行合成，所述廢熱鍋爐的出氣端通過換熱器與洗氣塔連接；所述脫硫塔與壓縮機(jī)之間設(shè)有石墨換熱器。半水煤氣余熱回收綜合利用系統(tǒng)，采用水流動(dòng)層換熱器來降低半水煤氣的溫度，其回收的熱能產(chǎn)生熱水推動(dòng)溴化鋰機(jī)組制備冷卻水供石墨換熱器給壓縮機(jī)進(jìn)口的半水煤氣降溫，實(shí)現(xiàn)余熱的有效回收利用，增加了壓縮機(jī)的效率，提高了合成氨產(chǎn)量。
【IPC分類】C01C1-04
【公開號】CN104876241
【申請?zhí)枴緾N201510273637
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】安徽瀚洋節(jié)能科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月26日