解吸塔塔顶气余热回收利用系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统，包括：解吸塔、重沸器、供汽装置以及冷却系统，重沸器分别连接解吸塔的塔底以及供汽装置，供汽装置向重沸器提供蒸汽以加热重沸器，重沸器向解吸塔提供其工作所需温度的蒸汽，冷却系统将解吸塔的塔顶气经冷凝后的塔顶气凝液降至预定温度，还包括位于解吸塔与冷却系统之间的余热回收系统，用以获取解吸塔的塔顶气的热量并产生蒸汽提供给重沸器。本实用新型提供的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，充分回收不可直接利用的低温热源并制取品位较高的蒸汽，以满足生产工艺或其他用户的需要，实现节能减排的经济和环境效益。
【专利说明】
解吸塔塔顶气余热回收利用系统
技术领域
[0001]本公开一般涉及化工生产热量回收利用领域，尤其涉及一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统。
【背景技术】
[0002]石油化工、煤化工、冶金和发电等行业为了使生产过程中产生的烟气达到排放标准，控制烟气中的二氧化硫含量，通常会建立烟气脱硫工艺，现今应用最为广泛的是有机胺法脱硫工艺。在有机胺法烟气脱硫工艺中通常会配备解吸塔，以将二氧化硫从有机胺溶液中解吸出来，并使吸收剂再生。解吸塔一般以汽提塔形式存在，塔顶气主要成分为水蒸气，含少量解吸出来的二氧化硫和硫化氢气体，温度在110?120°C，该温度范围的蒸汽很难再被其他工艺或用户直接使用，一般直接排放到环境中，并且解吸塔在正常运行时，塔顶需要有部分塔顶气凝液回流至塔内，塔底重沸器需要有外界能量输入产生蒸汽，以保证解吸塔的连续稳态操作。
[0003]现今，工业中对该部分塔顶气的处理方式为直接利用冷却水或空气将其冷凝，冷却系统主要有三种:一是全部循环水冷形式，二是全部空冷形式，三是循环水冷配合空冷形式。图1所示系统为烟气脱硫解吸塔塔顶气的第三种冷却形式，解吸塔I’排出的塔顶气首先进入空冷器3’，被初步冷凝成凝液，然后进入水冷器4’，根据工艺需要可进一步降至一定温度。该过程中，塔顶气所蕴含的低品位余热通过空气和循环冷却水直接排放到了环境中，造成了系统的能量浪费，而解吸塔塔底的重沸器2’又需要利用供汽装置5’为其补充额外的能量，虽然重沸器2’所需的热源品位要高于塔顶气余热的品位，但是该系统的能量利用仍存在一定的优化空间，因而，如何充分回收不可直接利用的低品位热源，并制取较高品位的热源以满足生产工艺或用户的需要，实现节能减排的经济和环境效益，正成为目前研究的重要课题之一。
【实用新型内容】
[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统。
[0005]本申请提供了一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统，包括:解吸塔、重沸器、供汽装置以及冷却系统，所述重沸器分别连接所述解吸塔的塔底以及所述供汽装置，所述供汽装置向所述重沸器提供蒸汽以加热所述重沸器，所述重沸器向所述解吸塔提供其工作所需温度的蒸汽，所述冷却系统将所述解吸塔的塔顶气经冷凝后的塔顶气凝液降至预定温度，还包括位于所述解吸塔与所述冷却系统之间的余热回收系统，用以获取所述解吸塔的塔顶气的热量并产生蒸汽提供给所述重沸器。
[0006]与现有技术相比，本实用新型提供的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，通过设置余热回收系统将解吸塔的塔顶气的热量回收利用，并产生蒸汽提供给重沸器，通过设置的余热回收系统实现将低品位热源转化为高品位热源，不仅为重沸器提供了部分热负荷，减少了原工艺系统中管网蒸汽的消耗量，而且回收解吸塔的塔顶气的热量、节约能源消耗，实现了节能减排的经济和环境效益。
【附图说明】
[0007]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0008]图1为现有技术中用于冷凝解吸塔塔顶气装置的示意图；
[0009]图2为本实用新型实施例提供的解吸塔塔顶气余热回收利用系统的结构示意图；
[0010]图3为本实用新型的实施例中解吸塔的塔顶气并联进入自驱动型热栗的连接示意图；
[0011]图4为本实用新型的实施例中解吸塔的塔顶气串联进入自驱动型热栗串的连接示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
[0013]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0014]如图2所示，本申请的实施例提供了一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统，包括:解吸塔1、重沸器2、供汽装置5以及冷却系统3，重沸器2分别连接解吸塔I的塔底以及供汽装置5，供汽装置5向重沸器2提供蒸汽以加热重沸器2，重沸器2向解吸塔I提供其工作所需温度的蒸汽，冷却系统将解吸塔I的塔顶气凝液降至所需温度，还包括位于解吸塔I与冷却系统3之间的余热回收系统4，用以获取解吸塔I的塔顶气的热量并产生蒸汽提供给重沸器2。
[0015]其中，余热回收系统4获取解吸塔I的塔顶气的热量，对应的可视为余热回收系统4对解吸塔I的塔顶气进行冷凝得塔顶气凝液。
[0016]此外，冷却系统3根据实际工业生产的情况将塔顶气凝液降低到预定温度，该预定温度符合生产工艺的需求即可，例如塔顶气的温度为110?120°C，经余热回收系统4、冷却系统3处理后的塔顶气凝液的温度为80?90°C。
[0017]作为一种可选的实施方式，余热回收系统4包括自驱动型热栗6、循环水系统7和闪蒸罐8，循环水系统7为自驱动型热栗6提供循环冷却水，自驱动型热栗6利用进入的解吸塔I的塔顶气的热量产生热水，闪蒸罐8对自驱动型热栗6产生的热水进行闪蒸以产生蒸汽提供给重沸器2，闪蒸后的热水返回自驱动型热栗6。自驱动型热栗6、循环水系统7和闪蒸罐8之间通过管路连接。
[0018]结合图3和图4，自驱动型热栗6包含四个物料进口和四个物料出口，四个物料进口分别为第一塔顶气进口 Al、第二塔顶气进口 B1、热水进口 Cl和冷却水进口 Dl，四个物料出口分别为第一塔顶气出口A2、第二塔顶气出口B2、热水出口C2和冷却水出口D2。其中，第一塔顶气进口 Al与第一塔顶气出口 A2相连接，第二塔顶气进口 BI与第二塔顶气出口 B2相连接。
[0019]解吸塔I塔顶设有出气口，解吸塔I的出气口分别连接自驱动型热栗的第一塔顶气进口 Al和第二塔顶气进口 BI，第一塔顶气出口 A2和第二塔顶气出口 B2均连接冷却系统3，参照3所示的解吸塔的塔顶气并联进入自驱动型热栗的连接示意图。解吸塔I的塔顶气分两股分别从第一塔顶气进口 Al和第二塔顶气进口 BI并联进入自驱动型热栗6，并分别相应地从第一塔顶气出口A2和第二塔顶气出口B2输出，输出的两股塔顶气再次汇集至冷却系统3，图3所示的连接方式适用于解吸塔塔顶气充足的情况;或者，
[0020]解吸塔I的出气口连接自驱动型热栗6的第一塔顶气进口 Al，第一塔顶气出口 A2连接第二塔顶气进口BI，第二塔顶气出口B2连接冷却系统3，参照图4所示的解吸塔的塔顶气串联进入自驱动型热栗的连接形式。解吸塔的塔顶气先全部从第一塔顶气进口 Al进入自驱动型热栗，并从第一塔顶气出口A2输出，然后从第二塔顶气进口BI再次进入自驱动型热栗，最后从第二塔顶气出口B2输出并进入冷却系统3，图4所示的连接方式适用于解吸塔塔顶气较少的情况。
[0021]并且，如图3或图4所示，循环水系统7提供的冷却水从冷却水进口Dl进入自驱动型热栗6，再从冷却水出口 D2输出，并返回至循环水系统7。
[0022]可选的，循环冷却水系统中水的温度不高于50°C，用以取出自驱动型热栗6的内部工质对在循环过程中所放出的部分热量。
[0023]可选的，经自驱动型热栗6送往闪蒸罐8的热水的温度不低于100°C。
[0024]本申请中，自驱动型热栗6无需外界再提供其他诸如蒸汽、热水和电等作为驱动源，自驱动型热栗使用的内部循环工质对可以是溴化锂/水、氨/水、氯化锂/水、氯化锂+溴化锂/水、氢氧化钾/水、氢氧化钠/水和硝酸锂胺/氨中的任意一对，工质对在循环过程中不断放热和吸热并将自闪蒸罐8进入自驱动型热栗6的热水加热到一定温度，该温度将明显高于塔顶气；并且循环水系统7为自驱动型热栗6提供循环冷却水可以取出自驱动型热栗6的内部工质对在循环过程中所放出的部分热量。
[0025]在上述一个或多个实施例中，余热回收系统4还包括:减压阀9，自驱动型热栗6上设有热水出口 C2，闪蒸罐8上设有液相进料口，减压阀9设置于自驱动型热栗6的热水出口 C2与闪蒸罐8的液相进料口相连接的管路上，用于调节闪蒸罐8内的压力，经自驱动型热栗6输出的高温热水经减压阀9的减压后进入闪蒸罐8。
[0026]在一个或多个实施例中，余热回收系统4还包括:热水循环栗10，自驱动型热栗6上设有热水进口 Cl，闪蒸罐8上设有液相出料口，热水循环栗10设置于自驱动型热栗6的热水进口 Cl与闪蒸罐8上的液相出料口相连接的管路上，用以实现热水在自驱动型热栗6和闪蒸罐8之间的循环，调节经闪蒸罐8流至所述自驱动型热栗6的热水的压力。其中，热水循环栗可以是一台或多台，工艺系统运行时仅有一台热水循环栗运行，其余为备用。
[0027]进一步地，本实用新型提供的解吸塔塔顶气余热回收利用系统中，余热回收系统还包括:补水系统11，补水系统11连接闪蒸罐8，用以向闪蒸罐提供软水并维持闪蒸罐内水的液位。补水系统11可以是公用工程的蒸汽凝结水管网，或者是其他提供软水的装置或系统。
[0028]在上述一种或多种实施例中，本实用新型提供的解吸塔塔顶气余热回收利用系统还包括:调节阀17，位于供汽装置5与重沸器2相连接的供汽管路上，供汽装置5连接重沸器2的蒸汽进口 ；闪蒸罐8的顶部设有汽相出口，汽相出口和该供汽管路相连接且汽相出口的接入点位于调节阀17与重沸器2之间。
[0029]此外，供汽装置5连接至重沸器2的供汽管路上还设有减温减压阀16，减温减压阀16位于调节阀17与供汽装置5之间，闪蒸罐8产生的蒸汽与来自供汽装置5的蒸汽汇集后共同送往重沸器2，闪蒸罐8产生的蒸汽可以为重沸器提供部分热负荷，减少了供汽装置5的蒸汽消耗量。
[0030]进一步地，冷却系统括空冷器和/或水冷器。参照图2-图4，冷却系统3优选为串联的空冷器30和水冷器31，其中空冷器30与自驱动型热栗6相连，塔顶气在经过自驱动型热栗6时被全部冷凝成塔顶气凝液，塔顶气凝液再经串联的空冷器30、水冷器31继续降至预定温度，符合生产工艺的要求即可。本实用新型利用自驱动型热栗6充分回收了解吸塔塔顶气蕴含的余热，有效降低了空冷器30的电力消耗和水冷器31的循环水消耗，其中水冷器31甚至可被停用，这在很大程度上又降低了设备投入。
[0031]本实用新型解吸塔塔顶气在经过自驱动型热栗时，余热被充分回收，一方面降低了塔顶气后续空冷和水冷的热负荷，有效减少冷却水和空冷中电力的消耗，降低了能源消耗，其中水冷器甚至可被停用，减少了设备投入;另一方面，自驱动型热栗以该余热为驱动热源制取了温度更高的热水，热水在闪蒸罐中闪蒸产生了蒸汽，将蒸汽接入到重沸器的蒸汽管网，可为重沸器提供部分热负荷，减少了原管网蒸汽的消耗量，节约了能源消耗，实现了节能减排的经济和环境效益。
[0032]将本申请提供的工艺系统应用于烟气脱硫工艺中，可以充分回收烟气脱硫工艺中解吸塔塔顶气的余热，并产生蒸汽，为解吸塔塔底的重沸器提供部分热负荷，自产自用。该工艺系统在降低塔顶气后续冷却负荷的同时，还有效降低了传统工艺系统的蒸汽消耗量。
[0033]以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
【主权项】
1.一种解吸塔塔顶气余热回收利用系统，包括:解吸塔、重沸器、供汽装置以及冷却系统，所述重沸器分别连接所述解吸塔的塔底以及所述供汽装置，所述供汽装置向所述重沸器提供蒸汽以加热所述重沸器，所述重沸器向所述解吸塔提供其工作所需温度的蒸汽，所述冷却系统将所述解吸塔的塔顶气经冷凝后的塔顶气凝液降至预定温度，其特征在于，还包括位于所述解吸塔与所述冷却系统之间的余热回收系统，用以获取所述解吸塔的塔顶气的热量并产生蒸汽提供给所述重沸器。2.根据权利要求1所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述余热回收系统包括自驱动型热栗、循环水系统和闪蒸罐，所述循环水系统为所述自驱动型热栗提供循环冷却水，所述自驱动型热栗利用进入的所述解吸塔的塔顶气的热量产生热水，所述闪蒸罐对所述自驱动型热栗产生的热水进行闪蒸以产生蒸汽提供给所述重沸器，闪蒸后的热水返回所述自驱动型热栗。3.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述解吸塔塔顶设有出气口，所述自驱动型热栗上设有第一塔顶气进口、与所述第一塔顶气进口相连接的第一塔顶气出口、第二塔顶气进口以及与所述第二塔顶气进口相连接的第二塔顶气出P; 所述解吸塔的出气口分别连接所述自驱动型热栗的第一塔顶气进口和第二塔顶气进口，所述第一塔顶气出口和所述第二塔顶气出口均连接所述冷却系统。4.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述解吸塔塔顶设有出气口，所述自驱动型热栗上设有第一塔顶气进口、与所述第一塔顶气进口相连接的第一塔顶气出口、第二塔顶气进口以及与所述第二塔顶气进口相连接的第二塔顶气出P; 所述解吸塔的出气口连接所述自驱动型热栗的第一塔顶气进口，所述第一塔顶气出口连接所述第二塔顶气进口，所述第二塔顶气出口连接所述冷却系统。5.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述自驱动型热栗包括循环的工质对，所述工质对为溴化锂/水、氨/水、氯化锂/水、氯化锂+溴化锂/水、氢氧化钾/水、氢氧化钠/水和硝酸锂胺/氨中的任意一对，所述工质对在循环过程中不断放热和吸热。6.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述余热回收系统还包括:减压阀； 所述自驱动型热栗上设有热水出口，所述闪蒸罐上设有液相进料口，所述减压阀设置于所述热水出口与所述液相进料口相连接的管路上，用以调节所述闪蒸罐内的压力。7.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述余热回收系统还包括:热水循环栗； 所述自驱动型热栗上设有热水进口，所述闪蒸罐上设有液相出料口，所述热水循环栗设置于所述液相出料口与所述热水进口相连接的管路上，用以调节经所述闪蒸罐流至所述自驱动型热栗的热水的压力。8.根据权利要求7所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述余热回收系统还包括:补水系统，所述补水系统连接所述闪蒸罐，用以向所述闪蒸罐提供软水并维持所述闪蒸罐内水的液位。9.根据权利要求2所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，还包括:调节阀，位于所述供汽装置与所述重沸器相连接的供汽管路上； 所述闪蒸罐上设有汽相出口，所述汽相出口与所述供汽管路相连接且所述汽相出口的接入点位于所述调节阀与所述重沸器之间。10.根据权利要求1-9任一所述的解吸塔塔顶气余热回收利用系统，其特征在于，所述冷却系统包括空冷器和/或水冷器，用以降低塔顶气凝液的温度。
【文档编号】F25B30/06GK205641682SQ201620143536
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】凡伟伟, 张世程, 郑军如, 黄浩
【申请人】上海齐耀热能工程有限公司, 中国船舶重工集团公司第七研究所, 中国船舶重工集团公司第七一一研究所