[發明專利]一種熱泵蒸餾節能新工藝

有效

• 申請號: 201410328909.X
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104056461A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 任毅;李東林
• 申請（專利權）人: 成都華西堂投資有限公司
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D3/06;B01D3/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術領域

本發明涉及熱泵蒸餾技術領域，具體涉及一種熱泵蒸餾節能新工藝。

背景技術

化工行業是能耗大戶，其中蒸餾又是能耗極高的單元操作，而傳統的蒸餾方式熱力學效率很低，能量浪費很大。如文獻“康世富可再生胺法脫硫技術的應用”（《硫酸工業》，2007(1) :39-45）中從脫硫吸收液中通過蒸餾分離SO₂，每噸脫硫液體需消耗0.1- 0.2t0.6MPa的飽和水蒸汽；“蒸氨新工藝在首鋼京唐工程的應用”（《燃料與化工》，2008(4) :33-35）中從焦化氨水中通過蒸餾分離溶液中的氨，每噸剩余氨水需消耗-175Kg0.6MPa的飽和水蒸汽；“天然氣凈化廠脫硫裝置能耗分析及節能措施探討”（《油氣田環境保護》，2013(5) :20-25）采用MEDA從天然氣中脫H₂S、CO₂后通過蒸餾從溶液中回收溶液中H₂S、CO₂，該文獻分析了MDEA法脫硫能量流動情況，每噸剩溶液也需要消耗150-200Kg0.6MPa的飽和水蒸汽，提出了采用熱泵壓縮蒸餾塔頂的酸性氣體后用于再沸器加熱塔底的貧液。

在今天能源價格不斷上漲的情況下，如何降低蒸餾塔的能耗，充分利用低溫熱源，已成為人們普遍關注的問題。對此人們提出了許多節能措施，通過大量的理論分析、實驗研究以及工業應用表明，其中節能效果十分顯著的便是熱泵蒸餾技術。熱泵技術是近年來世界上倍受關注的能源回收利用技術，其主要通過消耗一部分機械能、電能等為補償，使熱能實現從低溫熱源向高溫熱源的傳遞。由于熱泵能將低溫熱能轉換為高溫熱能，提高能源的有效利用率，因此是回收低溫余熱的重要途徑。

一般采用熱泵蒸餾把蒸餾塔塔頂蒸汽加壓升溫，使其用作塔底再沸器的熱源， 回收塔頂蒸汽的冷凝潛熱。在文獻“化工節能中的熱泵精餾工藝流程分析”（《節能》，2004(10) :19-22）中描述了多種熱泵蒸餾流程。但這些流程在具體應用時存在明顯的不足，主要缺點是：

1、投資高、工藝流程復雜，高濃度有毒有害介質直接采用壓縮機壓縮，壓縮機腐蝕嚴重或材料等級要求高，熱量回收不充分；

2、壓縮后的氣體含不凝性氣體，導致再沸器傳熱效率低，再沸器操作壓力高，易腐蝕；

如焦化氨水蒸餾使用上述文獻中的任何流程均存在腐蝕嚴重或材料等級要求高、堵塞、流程復雜、熱回收不充分等問題。

201110128227.0，名稱為“溶劑循環吸收法煙氣脫硫中脫硫溶劑的熱泵再生流程”的發明專利，通過以壓縮機對脫硫溶劑再生時所產再生氣壓縮做功，使其成為高溫高壓過熱蒸汽，并以此過熱蒸汽為熱源對再生塔釜液進行加熱和汽化，從而實現了對塔頂低溫再生氣余熱的回收利用。該流程塔頂氣體含高濃度的SO₂，腐蝕嚴重，或者對材料等級要求高、流程復雜。

2010101232510，名稱為“熱泵閃蒸汽提脫氨法” ，和2012101536708，名稱為“一種基于蒸汽壓縮的高濃度含氨廢水的處理方法”的發明專利，兩種方法均需要使用再沸器，工藝流程復雜，仍然存在壓縮機與高濃度氨氣接觸，腐蝕嚴重，或者材料等級要求高的問題。

發明內容

本發明為了降低熱泵蒸餾的裝置能耗和簡化流程，提供了一種熱泵蒸餾節能新工藝。本發明從降低裝置能耗、提高能效、簡化流程、降低投資的角度出發，最大限度地實現了熱泵在蒸餾領域的應用優勢，將熱泵技術與蒸餾相結合，形成與蒸餾相適應的、工藝流程簡單、投資少、節能效率高達70%的蒸餾新工藝。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

一種熱泵蒸餾節能新工藝，其特征在于：工藝步驟如下：

A、蒸餾塔底的釜液送到閃蒸塔，在閃蒸塔內閃蒸；

B、閃蒸產生的閃蒸蒸汽送入壓縮機，用壓縮機對閃蒸蒸汽壓縮做功；

C、將壓縮機輸出的蒸汽送入蒸餾塔塔內底部，與汽化的釜液形成蒸餾所需的上升蒸汽，與塔上部下降的液體逆流進行傳質傳熱，完成蒸餾過程；

所述部分閃蒸后的釜液與蒸餾塔頂部排出的蒸汽進行換熱，回收蒸汽熱量后，返回閃蒸塔；余下閃蒸后的釜液與進入蒸餾塔的料液進行換熱，回收釜液熱量后，再經水冷卻后送到界區外。

本發明根據熱泵技術原理，通過將蒸餾塔底的釜液閃蒸形成閃蒸蒸汽，閃蒸后的釜液與塔頂的蒸汽進行換熱后再送去閃蒸；同時回收塔頂蒸汽和塔底釜液的熱量后的閃蒸汽，通過壓縮機壓縮做功后，使之成為高溫高壓過熱蒸汽，并將其送入蒸餾塔底部，用以加熱和汽化釜液，從而實現了對塔頂蒸汽和塔底釜液低溫余熱的同時回收利用。