本發(fā)明涉及一種發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)及工作方法，屬于節(jié)能領(lǐng)域。

技術(shù)背景

精餾是化工過程中最常用并且最有效的分離過程。但是在傳統(tǒng)的精餾工藝中，塔頂蒸汽冷凝時的熱量排棄以及塔釜液再沸時對熱量的需求，導(dǎo)致了整個工藝能耗巨大，能量利用率低下。目前雖有一些節(jié)能措施用以改進現(xiàn)有系統(tǒng)，如：多效精餾、熱泵精餾和熱偶精餾等，但是這些系統(tǒng)都有不同程度的局限性，存在系統(tǒng)復(fù)雜化、成本增加等問題。

如果能夠根據(jù)能量梯級利用思想，利用有機朗肯循環(huán)可對精餾塔塔頂?shù)推肺徽羝睦淠凉摕徇M行回收，則可能極大地減少了能量的損耗；同時通過有機朗肯循環(huán)可產(chǎn)生高品位電能，減少冷卻水的消耗量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)及工作方法，可將精餾過程塔頂冷凝廢熱通過有機朗肯循環(huán)轉(zhuǎn)化為高品位電能。

一種發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括有機朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和精餾過程子系統(tǒng)兩部分；有機朗肯循環(huán)子系統(tǒng)包括：蒸發(fā)冷凝器、透平、冷凝器、工質(zhì)泵、冷卻水；精餾過程子系統(tǒng)包括：精餾塔、蒸發(fā)冷凝器、再沸器、熱源、第一預(yù)熱器、第二預(yù)熱器；其中蒸發(fā)冷凝器是上述兩個子系統(tǒng)的公用設(shè)備；蒸發(fā)冷凝器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；第一預(yù)熱器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；第二預(yù)熱器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；再沸器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；冷凝器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；精餾塔包括進料入口、塔頂氣相出口和塔釜液相出口、塔頂回流液入口、塔釜蒸汽入口；有機工質(zhì)通過工質(zhì)泵與蒸發(fā)冷凝器冷側(cè)入口相連，蒸發(fā)冷凝器冷側(cè)出口通過透平與冷凝器熱側(cè)入口相連，冷凝器熱側(cè)出口與工質(zhì)泵入口相連；冷卻水與冷凝器冷側(cè)入口相連，并從冷凝器冷側(cè)出口流出；進料與第一預(yù)熱器冷側(cè)入口相連，第一預(yù)熱器冷側(cè)出口與第二預(yù)熱器冷側(cè)入口相連，第二預(yù)熱器冷側(cè)出口與精餾塔進料入口相連，精餾塔塔頂氣相出口與蒸發(fā)冷凝器熱側(cè)入口相連，蒸發(fā)冷凝器熱側(cè)出口分為兩路：一路與塔頂回流液入口相連，另一路與第一預(yù)熱器熱側(cè)入口相連，第一預(yù)熱器熱側(cè)出口排出輕組分產(chǎn)品；精餾塔塔釜液相出口分為兩路：一路與再沸器冷側(cè)入口相連，再沸器冷側(cè)出口與塔釜蒸汽入口相連，另一路與第二預(yù)熱器熱側(cè)入口相連，第二預(yù)熱器熱側(cè)出口排出重組分產(chǎn)品；熱源與再沸器熱側(cè)入口相連，并從再沸器熱側(cè)出口流出。

所述的發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過程：有機工質(zhì)通過工質(zhì)泵加壓后進入蒸發(fā)冷凝器冷側(cè)，吸收蒸發(fā)冷凝器熱側(cè)熱量至完全蒸發(fā)后進入透平膨脹做功，再進入冷凝器熱側(cè)，對冷凝器冷側(cè)的冷卻水放熱，冷卻后通過工質(zhì)泵加壓完成有機朗肯子循環(huán)；冷卻水進入冷凝器冷側(cè)，吸收冷凝器熱側(cè)工質(zhì)熱量后從冷凝器冷側(cè)出口排出；進料進入第一預(yù)熱器冷側(cè)，吸收第一預(yù)熱器熱側(cè)的熱量提高溫度后進入第二預(yù)熱器冷側(cè)，吸收第二預(yù)熱器熱側(cè)的熱量進一步提高溫度后進入精餾塔；精餾塔塔頂氣相出口處，高純度輕組分氣體進入蒸發(fā)冷凝器熱側(cè)，向蒸發(fā)冷凝器冷側(cè)放熱，冷凝后的液相物料分為兩路：一路進入第一預(yù)熱器熱側(cè)，向第一預(yù)熱器冷側(cè)釋放熱量后排出輕組分產(chǎn)品，另一路進入塔頂回流液入口；精餾塔塔釜液相出口處，高純度重組分液體分為兩路：一路進入第二預(yù)熱器熱側(cè)，向第二預(yù)熱器冷側(cè)放熱后成為重組分產(chǎn)品，另一路進入再沸器吸收熱源熱量，成為飽和蒸汽后進入塔釜蒸汽入口；塔釜飽和蒸汽在上升的同時與向下流的塔頂回流液進行傳熱傳質(zhì)，通過氣化和冷凝的方式達到分離的目的，開始下一循環(huán)；熱源進入再沸器熱側(cè)，加熱再沸器冷側(cè)的物質(zhì)后從再沸器熱側(cè)出口排出。

與常規(guī)利用冷凝器通過冷卻水冷凝精餾塔塔頂蒸汽的方法相比，本發(fā)明提出的方法由于利用有機朗肯循環(huán)子系統(tǒng)通過蒸發(fā)冷凝器對精餾塔塔頂蒸汽潛熱進行了回收，且通過透平做功發(fā)電，實現(xiàn)了對熱能梯級回收利用，且具有較現(xiàn)有精餾塔的冷卻水耗量有所降低的特點。

附圖說明

圖1一種發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)；

圖中標號名稱：1、進料，2、第一預(yù)熱器,3、輕組分產(chǎn)品,4、第二預(yù)熱器，5、熱源，6、再沸器，7、精餾塔，8、重組分產(chǎn)品，9、蒸發(fā)冷凝器，10、透平，11、冷凝器，12、冷卻水，13、有機工質(zhì)，14、工質(zhì)泵。

具體實施方法

下面參照附圖1說明該發(fā)電精餾一體化系統(tǒng)及工作方法的運行過程：

有機工質(zhì)13通過工質(zhì)泵14加壓后進入蒸發(fā)冷凝器9冷側(cè)，吸收蒸發(fā)冷凝器9熱側(cè)熱量至完全蒸發(fā)后進入透平10膨脹做功，再進入冷凝器11熱側(cè)，對冷凝器11冷側(cè)的冷卻水12放熱，冷卻后通過工質(zhì)泵14加壓完成有機朗肯子循環(huán)；冷卻水12進入冷凝器11冷側(cè)，吸收冷凝器11熱側(cè)工質(zhì)熱量后從冷凝器11冷側(cè)出口排出；

進料1進入第一預(yù)熱器2冷側(cè)，吸收第一預(yù)熱器2熱側(cè)的熱量提高溫度后進入第二預(yù)熱器4冷側(cè)，吸收第二預(yù)熱器4熱側(cè)的熱量進一步提高溫度后進入精餾塔7進料入口；

精餾塔7塔頂氣相出口處，高純度輕組分氣體進入蒸發(fā)冷凝器9熱側(cè)，向蒸發(fā)冷凝器9冷側(cè)放熱，冷凝后的液相物料分為兩路：一路進入第一預(yù)熱器2熱側(cè)，向第一預(yù)熱器2冷側(cè)釋放熱量，另一路進入塔頂回流液入口；

精餾塔7塔釜液相出口處，高純度重組分液體分為兩路：一路進入第二預(yù)熱器4熱側(cè)，向第二預(yù)熱器4冷側(cè)放熱后成為重組分產(chǎn)品，另一路進入再沸器6吸收熱源熱量，成為飽和蒸汽后進入塔釜蒸汽入口；塔釜飽和蒸汽在上升的同時與向下流的塔頂回流液進行傳熱傳質(zhì)，通過氣化和冷凝的方式達到分離的目的，開始下一循環(huán)；

熱源5進入再沸器6熱側(cè)，加熱再沸器6冷側(cè)的物質(zhì)后從再沸器6熱側(cè)出口排出。