[發明專利]高壓液氨壓力能回收工藝與回收系統

有效

• 申請號: 201610095057.3
• 申請日: 2016-02-21
• 公開（公告）號: CN105545394A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 侯國建;馬文亮;徐小勤;張正軍;張斌;董激烈;楊博云;羅飆;索亮亮;呂玉康
• 申請（專利權）人: 北京中科瑞奧能源科技股份有限公司;云南解化清潔能源開發有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10
• 代理公司: 北京惟誠致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11536
• 代理人: 王慧鳳;呂品

技術領域

本發明涉及壓力能與熱量的回收利用領域，特別是涉及一種高壓液氨壓力 能回收工藝與回收系統。

背景技術

氨的用途十分廣泛。以氨為原料可生產多種氮肥，如尿素、硫酸銨、硝酸 銨、碳酸氫銨等，還可生產多種復合肥，如磷肥等。氨也是重要的工業原料， 可以參與形成硝酸、純堿及各種含氮無機鹽。

合成氨的原料是氫氣和氮氣。合成氨工藝中，根據操作壓力可以分為高壓 法、中壓法和低壓法。由于中壓法具有技術上和經濟上的優勢，因此國內大部 分小型合成氨廠主要采用中壓法進行氨合成。合成氨反應結束后，合成氣由合 成塔排出，合成氣經冷卻分離出高壓液氨，高壓液氨通過節流閥減壓至2MPa 左右的壓力進入儲罐儲存。通常，合成氣分離的高壓液氨帶有很多熱量及壓力 能，現有技術中缺乏對之有效利用的手段，造成極大的浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可以對高壓液氨所攜帶的熱能與壓 力能充分利用的高壓液氨壓力能回收工藝與回收系統。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，包括：

用于對液氨進行加熱的加熱器，使所述液氨變成氨氣；

用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的膨脹機，與所述加熱器通過管路連 接；

做功設備，與所述膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；

用于冷卻膨脹降溫降壓處理后的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備， 與所述膨脹機通過管路連接。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，包括：

用于對液氨進行加熱的第一加熱器；

用于對第一加熱器加熱后的液氨進行二次加熱，使所述液氨變成氨氣的第 二加熱器，與所述第一加熱器通過管路連接；

用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的膨脹機，與所述第二加熱器通過管路 連接；

做功設備，與所述膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；

用于冷卻膨脹降溫降壓處理后的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備， 與所述膨脹機通過管路連接。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器、第二加熱器 為電加熱器或加熱爐。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器、第二加熱器 為低品位熱源加熱器，所述第一加熱器、第二加熱器中的加熱媒介為蒸汽，所 述第一加熱器與第二加熱器的結構相同，所述第一加熱器中蒸汽的溫度低于第 二加熱器中的蒸汽溫度。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器包括換熱腔室、 一端與蒸汽管網連通且另一端伸入所述換熱腔室的輸入管路以及輸出管路，所 述輸出管路的一端伸入所述換熱腔室，所述輸出管路的另一端與凝液管網連 通，用于輸送所述液氨的輸氨管路經過所述換熱腔室，以利用所述換熱腔室內 的蒸汽對所述液氨加熱。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器還包括安裝于 所述輸出管路上的蒸汽凝液罐以及凝液管路，所述凝液管路的一端與所述輸入 管路連通，所述凝液管路的另一端與所述蒸汽凝液罐連通。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器包括多個串聯 或并聯的第一子加熱器，所述第二加熱器包括多個串聯或并聯的第二子加熱 器，所述第一子加熱器、所述第二子加熱器為低品位熱源加熱器或電加熱器或 加熱爐。

本發明的高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述膨脹機為螺桿膨脹機或渦 輪膨脹機或透平膨脹機或活塞膨脹機，所述做功設備為發電機或壓縮機或泵， 所述冷卻設備為水冷器或空冷器或制冷機。

本發明的高壓液氨壓力能回收工藝，包括：

對液氨進行第一次加熱；

對第一次加熱后的液氨進行二次加熱，使所述液氨變成氨氣；

對所述氨氣膨脹降溫降壓處理，利用所述氨氣做功；

冷卻膨脹降溫降壓處理后的氨氣，使所述氨氣變成液氨。

本發明的高壓液氨壓力能回收工藝，其中，包括：

對40℃、絕壓80bar的液氨進行第一次加熱，加熱到130℃；

對第一次加熱后的液氨進行二次加熱，加熱到170℃，使所述液氨變成氨 氣；

對所述氨氣膨脹降溫降壓處理，降溫降壓到49℃，絕壓18bar，利用所述 氨氣做功；

冷卻膨脹降溫降壓處理后的氨氣，使所述氨氣降溫至40℃變成液氨。