[實(shí)用新型]一種用于合成氨半水煤氣的余熱回收利用系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420036643.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN203700298U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯典峰;徐席東;武虎;葉汪海;張永林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽節(jié)源節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/84
• 分類號(hào): C10J3/84;C10J3/86;C10K1/00;C10K1/10;C10K1/04;F25B27/02;F28F25/04
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 汪貴艷

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型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)。

背景技術(shù)

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(duì)一般的換熱器進(jìn)行堵塞，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℃-180℃，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汽，并對(duì)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)；另一方面又要投入大量設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本來冷卻洗氣水，這樣就形成了能源的重復(fù)浪費(fèi)。

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℃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℃，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(tái)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。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實(shí)用新型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(duì)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。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型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。

進(jìn)一步，為了充分利用水流動(dòng)層換熱器的交換熱，所述石墨換熱器的進(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器的冷卻水出、進(jìn)端連接形成一個(gè)循環(huán)。

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，本實(shí)用新型采用水流動(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。

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n型的分水帽，且分水帽的內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度不小于所述水槽的高度。

所以本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型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氣進(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℃左右；從而減少對(duì)洗氣塔內(nèi)半水煤氣進(jìn)行冷卻，減少成本。

2、同時(shí)在脫硫塔與壓縮機(jī)之間設(shè)置石墨換熱器，對(duì)脫硫后的半水煤氣的溫度進(jìn)一步降溫，降至20℃左右，從而大大提高壓縮機(jī)的工作效率。

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。

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，所以本實(shí)用新型采用的水流動(dòng)層換熱器的換熱效率高幾十倍，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。

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)部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。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中的水流動(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。

具體實(shí)施方式

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)。