氨吸收製冷在聚乙二醇二甲醚脫碳工藝上的應用的製作方法

2023-11-30 22:55:11 1

專利名稱：氨吸收製冷在聚乙二醇二甲醚脫碳工藝上的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種實用節能工藝—氨吸收製冷工藝首次應用於NHD(聚乙二醇二甲醚)脫碳系統，達到節能降耗操作穩定的滿意效果。
隨著市場經濟的日益推進和農業現代化程度的不斷提高，近年來化肥行業發展迅速，如何採用先進的技術在合理、高效、節能的基礎上增加現有的生產能力，使企業具備一定的市場競爭力，是所有中小氮肥企業擺脫危機的關鍵。
本發明的目的是將變換氣剩餘的低品位熱能用於氨吸收製冷，以保證NHD脫碳正常運行所需冷量。
採用氨吸收製冷的目的①NHD脫碳取代原熱鉀鹼法脫碳改造後，變換氣剩餘的低品位熱能較多，如果這部分熱量不能利用，不僅增加了低變水冷器的冷卻水用量還浪費了可以回收的熱量；②NHD脫碳屬物理吸收，需低溫操作，傳統的氨壓縮製冷需消耗大量的電能，而氨吸收製冷則利用低溫餘熱；綜合以上原因選擇氨吸收製冷。
為實現上述目的，採用了如下技術方案將氨吸收製冷工藝用於NHD脫碳系統，其工藝設備包括NHD脫碳氨冷器(1)、過冷器(2)、氨吸收器(3)、低變氣與氨水進行換熱的發生器(7)，將氨水蒸汽與從塔中部下來的濃氨水，濃度為42％，熱質交換並上升至波紋填料進行提餾與精餾，使氨氣純度達到99.8％以上的精餾塔(6)和回流冷凝器(12)，以及氨冷凝器(9)，氨水泵(4)連接的濃氨水貯槽(11)與氨水換熱器(5)組成。特點是採用了具有高效換熱的波紋管(波紋管傳熱係數為直壁列管式的1倍多)用於氨吸收器、氨冷凝器和回流冷凝器，同時在氨水換熱器中採用耐壓3.5MPa的板式換熱器(板式換熱器傳熱係數為直壁列管式的2.5倍)，都更大程度的提高了換熱效率，同時對氨吸收器的氨水出入口新增連通管線及閥門，使氨吸收器內液位得以更好調節，並將其噴淋板底部加以改進，新增氣氨分布管及其閥門，使進氣均勻且可適當調節進氣量；新增了開車初期配製氨水濃度的循環管，代替開工蒸發器，形成氨吸收器、濃氨水貯槽、氨水泵、調節閥的小循環。其中氨冷凝器的熱量用於鍋爐給水加熱。氨吸收製冷工藝流程簡述氨吸收製冷流程主要由吸收、精餾、冷凝、節流膨脹、蒸發所組成。來自NHD脫碳氨冷器的-10℃低壓氣氨(約0.3Mpa)同合成車間來的部分氣氨匯合後，先進入過冷器與1.4MPa的液氨換熱，再進入氨吸收器組(3組)，由稀氨水溶液(濃度30％，溫度46℃)進行吸收，吸收反應熱由低於28℃的冷卻水帶走。吸收後的濃氨水(濃度42％)溶液流入濃氨水貯槽，然後由氨水泵把濃氨水打入溶液換熱器，與來自精餾塔底的稀氨水溶液換熱，濃氨水被加熱至接近泡點溫度(92℃)後進入精餾塔中部，先噴淋在高效波紋填料層，與上升的氨水蒸氣進行熱質交換，本身濃度變稀，再流入發生段。精餾塔頂濃度為99.8％以上的氨氣少部分經回流冷凝器冷凝下來，大部分去氨冷凝器(2臺)，氨氣由循環冷卻水冷凝成液氨。由低變系統來的145-200℃變換氣供給發生器熱量，加熱精餾塔底溶液。塔底的稀溶液經氨水換熱器與濃氨水溶液換熱降溫至46℃後，去氨吸收器吸收氣氨，並增濃至42％，流量為40-140t/h。又從精餾塔頂放出高壓氨氣，經冷凝後供用戶使用。氣氨—液氨和氨水如此不斷循環。
氨吸收製冷工藝特點1、有利於熱能的綜合利用。如合成氨生產中的變換氣餘熱或低壓蒸氣都可作為熱源。
2、氨吸收製冷比氨壓縮製冷節電顯著。
3、設備簡單，容易加工製造，除氨水泵外都是靜置設備，全部可以露天安裝，且佔地面積小。
4、操作彈性大，一般適用於8.36～20.9×106kJ/h的規模，能在30～110％設計範圍內正常運行。
5、其裝置投資和操作費用都隨蒸發溫度的降低而升高。
下面結合附圖及實施例作進一步說明。


圖1是本發明的實施例——氨吸收製冷工藝應用於聚乙二醇二甲醚(即NHD)脫碳系統的工藝流程圖。
如圖1，圖中有1-NHD脫碳氨冷器；2-過冷器；3-氨吸收器(3組)；4-氨水泵；5-氨水換熱器；6-精餾塔；7-發生器；8-脫鹽水加熱器；9-氨冷凝器；10-液氨貯槽；11-濃氨水貯槽；12-回流冷凝器。
舉一實例，並加以說明我公司利用生產餘熱進行氨吸收製冷，總投資大約400萬元。獲得冷量約20.9×106kJ/h，這相當於12臺8AS17型冰機的製冷量。12臺冰機耗電費用780萬元/年，扣除氨水泵電費及其它費用後，年淨效益600萬元，再加上氨冷凝器回收的熱量(約300萬kcal/h，折人民幣160萬元/年)，氨吸收製冷系統每年可為工廠節約760萬元。從用水量方面，綜合氨吸收製冷和合成氨系統，水量並沒有增加。由此可見，氨吸收製冷用於NHD脫碳系統，為低品位熱能的回收開闢了新的途徑，同時給工廠帶來的可觀的經濟效益。
權利要求
1.專利特徵在於氨吸收製冷工藝用於NHD脫碳系統，其工藝設備包括NHD脫碳氨冷器(1)、過冷器(2)、氨吸收器(3)、發生器(7)、精餾塔(6)和回流冷凝器(12)，氨冷凝器(9)，以及與氨水泵(4)相連的濃氨水貯槽(11)和氨水換熱器(5)組成。
2.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝設備中的氨吸收器(3)、氨冷凝器(9)、回流冷凝器(12)均採用高效換熱的波紋管。
3.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝設備中氨水換熱器(5)採用耐壓3.5Mpa的板式換熱器。
4.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝設備中氨吸收器(3)的氨水出入口新增管線及連通閥使吸收器內液位得以更好調節。
5.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝設備中氨吸收器(3)的噴淋板底部新增氣氨分布管及閥門，使進氣均勻且可適當調節進氣量。
6.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝在流程上新增開車初期配製氨水濃度的循環管，代替開工蒸發器，形成氨吸收器(3)、濃氨水貯槽(11)、氨水泵(4)、調節閥的小循環。
7.按權利要求1所述的氨吸收製冷工藝設備氨冷凝器(9)的熱量用於鍋爐給水加熱。
全文摘要
氨吸收製冷在NHD脫碳工藝上的應用，是利用變換氣剩餘的低品位熱能，達到氣氨—液氨和氨水的循環使用，以保證NHD脫碳正常運行所需冷量。特點是採用了具有高效換熱的波紋管和板式換熱器，更大程度的提高了換熱效率，同時對吸收器的氨水出入口及其噴淋板底部加以改進，使液位和進氣量得以更好調節；新增了開車初期配製氨水濃度的循環管，使整套工藝完善化。具有設備簡單，易加工，易操作，節能顯著等特點。
文檔編號F25B15/04GK1621763SQ200310115809
公開日2005年6月1日 申請日期2003年11月26日 優先權日2003年11月26日
發明者金管會, 郭軍, 張書新, 孫秉秋, 林彬彬, 賀克農 申請人:吉林長山化肥集團長達有限公司機械廠, 中國天辰化學工程公司