[實用新型]甲醛生產中的余熱回收裝置

有效

• 申請號: 201520239814.0
• 申請日: 2015-04-20
• 公開（公告）號: CN204627688U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 張金權;李增新;梅毅;李國耀;李軍;霍正齊;羅葉欣
• 申請（專利權）人: 武漢新世界制冷工業有限公司;西安奇通能源科技有限公司;山東禹城大禹精細化工有限責任公司
• 主分類號: F01K11/00
• 分類號: F01K11/00;F01K25/08;F22B1/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型涉及化工原料生產工藝中的余熱回收技術，具體地指一種甲醛生產中的余熱回收裝置。

背景技術

目前，我國常見的甲醛生產工藝流程中，特別是利用甲醇氧化產生甲醛時，需要在加熱條件下完成甲醛合成反應。待甲醛反應器中的物料反應完全后，需要將這些高溫產物降溫至環境溫度，以便于甲醛存儲。

常見的甲醛反應器中的產物往往是250℃左右的低壓或常壓的氣體，需要將該產物降溫至環境溫度，以便于甲醛儲存。因為常規的余熱回收發電裝置需要達到350℃以上的高壓狀態的氣體做熱源，所以甲醛反應器的產物降溫過程產生的余熱無法作為發電熱源再收回利用。目前普遍采用常規的熱交換器對甲醛反應器的產物冷卻，具體的是以風冷或水冷降溫。如果采用以水為介質的熱交換器對甲醛反應的產物降溫，其產生的熱水往往無法進一步的利用，只能作為普通的采暖熱水或澡堂熱水使用。

上述甲醛生產中的這部分能源，目前缺乏有效的技術手段來利用或收集，導致這些低溫余熱資源沒有得到充分利用，造成巨大的浪費，既不經濟也不環保。

此外，在其他化工生產過程中、冶金領域、電力生產、醫藥生產或其他類似的工業領域中，同樣也存在類似的數量龐大但由于溫度較低、來源分散等因素不易利用的余熱，難以采用常規的余熱回收發電再利用的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種甲醛生產中的余熱回收裝置，其可以充分回收和再利用甲醛余熱，有效降低甲醛生產成本，達到節能環保的效果。

為實現上述目的，本實用新型所設計的甲醛生產中的余熱回收裝置，設置在甲醛反應器和甲醛儲存罐之間，包括通過管道和閥門相連的螺桿膨脹機、蒸發器和冷凝器，特別是：所述螺桿膨脹機的動力輸出端通過聯軸器與發電機的輸入軸相連，所述螺桿膨脹機的排氣口與冷凝器的有機工質進氣口相連，所述冷凝器的有機工質出液口通過工質泵與蒸發器的有機工質進液口相連，所述蒸發器的有機工質出氣口與螺桿膨脹機的吸氣口相連，所述蒸發器的熱源輸入端與甲醛反應器的甲醛輸出管道相連，所述蒸發器的熱源輸出端與甲醛儲存罐相連。

上述技術方案中，所述蒸發器采用換熱效率高、結構緊湊、占地面積小的板殼式換熱器。

上述技術方案中，所述冷凝器采用換熱效率高、結構緊湊、占地面積小的板殼式換熱器。

上述技術方案中，所述發電機采用結構簡單，運行牢固，可靠性高的異步發電機。

上述技術方案中，所述螺桿膨脹機采用整體節能，經濟效益好的開啟式螺桿膨脹機。

上述技術方案中，所述冷凝器的冷卻介質輸入端與水冷循環設備的輸出端相連，所述冷凝器的冷卻介質輸出端與水冷循環設備的輸入端相連。水冷循環設備內的冷水作為冷源保證冷凝器內的溫度適當，保證工作介質降溫至設計需要。

本實用新型的工作原理為：在甲醇氧化生產甲醛的工藝中，對甲醛產品設計余熱回收裝置；將甲醛產品和有機工質在蒸發器中換熱，使得甲醛產品降溫達到儲存要求，有機工質吸熱升溫后膨脹推動螺桿膨脹機做功，以帶動發電機發電，從而有效的利用該余熱資源。同時，將有機工質利用冷凝器降溫，并用工質泵輸送回到蒸發器中，再次吸收甲醛產品余熱，完成工作循環。

本實用新型的有益效果為：基于朗肯循環的原理，利用有機工質作為工作介質，有效的利用甲醛產品的余熱資源。解決了甲醛工藝中余熱無法有效回收利用的問題，可高效利用甲醛工藝流程中所產生的低溫低壓余熱資源，具有環保和經濟效益。同時還對于其他領域的低溫余熱資源回收提供了技術手段和設備的啟發，對于提高我國能源利用率、節能減排、保護環境具有重要意義。本實用新型拓寬了可以回收發電的余熱資源范圍同時，這項技術還可以推廣到可再生能源發電系統中，(如地熱、太陽能和生物質能)為可再生能源發電提供關鍵技術和設備。

附圖說明

圖1為甲醛生產中的余熱回收裝置的示意圖。

圖中：發電機1，聯軸器2，膨脹機3，蒸發器4，工質泵5，冷凝器6，甲醛反應器7，甲醛儲存器8，水冷循環設備9。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的設備作進一步的詳細描述。

如圖1中所示，本實用新型提供了一種甲醛生產中的余熱回收裝置，設置在甲醛反應器7和甲醛儲存器8之間，用以將甲醛反應器7中生產的甲醛產品降溫后存儲在甲醛儲存器8中。所述的甲醛反應器7的甲醛輸出管道連接蒸發器4的進料口，將250℃左右的甲醛產品注入蒸發器4，經過余熱回收裝置降溫后，從所述蒸發器4的出料口中流出80℃左右的甲醛產品。