一种硝酸装置联产热电的生产系统的制作方法

1.本发明创造属于硝酸生产领域，尤其是涉及一种硝酸装置联产热电的生产系统。


背景技术：

2.稀硝酸作为一种重要的基础化工产品，在化工、化肥行业的应用非常广泛，目前的生产工艺主要有双加压法和单加压法，在传统的生产工艺中，大多采用汽轮机为压缩机组提供动力。装置开车时，要消耗大量的高压蒸汽，有相当一部分企业须为硝酸装置开车专门投资建设一台锅炉，装置化工投料以后，锅炉便停掉，硝酸装置正常一年停车两次，这导致锅炉的利用率很低，锅炉的价值不能完全体现。压缩机组的能量消耗在硝酸装置的能耗数据中也占有很大的比例。这就需要一种开车装置简便，开车费用低，并且可以降低综合能耗的新的硝酸生产系统。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在提出一种可以摆脱开车锅炉的依赖，开车及正常操作更为简便，开车费用低，可以降低硝酸装置综合能耗和成本的硝酸装置联产热电的生产系统。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：一种硝酸装置联产热电的生产系统，包括氨氧化反应器(1)、热回收器(2)、发电机(3)、汽轮机(4)、循环泵(5)和汽包(6)；所述热回收器(2)安装在所述氨氧化反应器(1)下部，所述汽包(6)通过循环泵(5)与所述热回收器(2)连接，所述汽包(6)与所述汽轮机(4)连接，所述汽轮机(4)与所述发电机(3)连接。
5.进一步地，所述氨氧化反应器(1)顶部设有进气管道(101)，所述氨氧化反应器(1)内部设有气体分布器(102)，所述气体分布器的下部放置有催化剂(103)。
6.进一步地，所述热回收器(2)内包括若干换热管，所述换热管从上往下依次为包括预蒸发段换热管(201)、过热段换热管(202)和蒸发段换热管(203)，壳体内壁上分布有水冷壁换热管(204)，所述四种换热管分别有各自的进水/汽口和出水/汽口，所述热回收器(2)的底部设有气体出口(207)。
7.进一步地，所述换热管为多层盘管结构，所述热回收器(2)上还包括热回收器支耳(205)、点火器口(206)。
8.进一步地，所述汽包(6)设有给水进口(601)和三个汽包水下降口(610)，所述三个汽包水下降口(610)通过所述循环泵(5)分别与所述热回收器(2)内的预蒸发段换热管(201)、蒸发段换热管(203)和水冷壁换热管(204)的进水/汽口连接，三个换热管的出水/汽口与所述汽包(6)内的多个汽液分离器(602)的进水/汽口连接，所述汽液分离器(602)的出汽口与所述热回收器(2)中的过热段换热管(202)连接，过热段换热管的出汽口与所述汽包(6)连接。
9.进一步地，过热段换热管的出汽口通过所述汽包(6)内的换热管与所述汽轮机(4)
连接。
10.本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型让硝酸生产摆脱对开车锅炉的依赖、降低硝酸装置开车费用、降低投资及生产成本。副产蒸汽全部用于发电，发电后的低压蒸汽可以内部使用或者外送使用，降低了硝酸装置的综合能耗，适用于不同工艺、不同规模硝酸装置项目。本实用新型采用电机替代汽轮机拖动压缩机组，使用的也是本系统产生的电能，设备数量减少，投资降低，装置开车及正常操作更为简便，开车费用大幅降低。本实用新型用于但不仅限于双加压法、单加压法硝酸生产过程。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明创造实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明创造的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本实用新型的整体结构示意图；
13.图2是本实用新型中氨氧化反应器和热回收器的设备结构示意图；
14.图3是本实用新型中汽包的设备结构示意图。
15.图中：
16.1、氨氧化反应器2、热回收器3、发电机4、汽轮机
17.5、循环泵6、汽包101、进气管道102、气体分布器
18.103、催化剂201、预蒸发段换热管202、过热段换热管203、蒸发段换热管
19.204、水冷壁换热管205、热回收器支耳206、点火器口207、气体出口
20.601、给水进口602、汽液分离器603、鞍座604、液位计
21.605、压力表606、排污口607、观察孔608、加药口
22.609、安全阀接口610、汽包水下降口
具体实施方式
23.下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明创造，但是本发明创造还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明创造内涵的情况下做类似推广，因此本发明创造不受下面公开的具体实施例的限制。
25.其次，本发明创造结合示意图进行详细描述，在详述本发明创造实施例时，为便于说明，表示装置件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明创造保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。
26.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
28.如图1所示，本发明创造包括氨氧化反应器(1)、热回收器(2)、发电机(3)、汽轮机(4)、循环泵(5)和汽包(6)；所述热回收器(2)安装在所述氨氧化反应器(1)下部，所述汽包(6)通过循环泵(5)与所述热回收器(2)连接，所述汽包(6)与所述汽轮机(4)连接，所述汽轮机(4)与所述发电机(3)连接。
29.如图2所示，所述氨氧化反应器(1)的顶部为椭圆封头(端盖)，所述顶部设有进气管道(101)，氨气和空气的混合气体通过进气管道(101)进入所述氨氧化反应器(1)内，所述氨氧化反应器(1)内部设有气体分布器(102)，所述气体分布器(102)的下部放置有催化剂(103)，混合气体通过所述气体分布器(102)混合均匀后，在催化剂(103)的作用下进行反应，氨气在催化作用下，与空气中的氧气发生反应，并放出大量的热，反应后的混合气体温度在860℃～900℃。反应后的混合气体穿过催化剂网，进入所述热回收器(2)，再从气体出口(207)出来。
30.所述热回收器(2)的壳体通过法兰安装在所述氨氧化反应器(1)下部。所述热回收器(2)的壳体为耐高温不锈钢材料。所述热回收器(2)内包括若干换热管，所述换热管从上往下依次为包括预蒸发段换热管(201)、过热段换热管(202)和蒸发段换热管(203)，壳体内壁上分布有水冷壁换热管(204)，所述四种换热管分别有各自的进水/汽口和出水/汽口，反应后的高温混合气体从所述热回收器(2)内穿过，与上述换热管进行热交换。高温混合气体走管外，水和蒸汽走管内，此特殊的设计可在满足工艺要求的条件下，热量回收率达到最大。
31.所述换热管为多层盘管结构。所述热回收器(2)上还包括热回收器支耳(205)、点火器口(206)。
32.如图3所示，所述汽包(6)为卧式结构，设有与外界连通的给水进口(601)，水进入所述汽包(6)后，再从三个汽包水下降口(610)出来，再通过所述循环泵(5)分别送至所述热回收器(2)内的预蒸发段换热管(201)、蒸发段换热管(203)和水冷壁换热管(204)，在所述热回收器(2)内与反应后的高温混合气体进行换热，保证换热管内不会出现传质恶化现象，防止换热管爆管。达到饱和状态后再返回所述汽包(6)，然后在所述汽包(6)内的多个汽液分离器(602)中进行分离，得到3.5～4.5mpag饱和中压蒸汽，饱和中压蒸汽又进入到所述热回收器(2)中的所述过热段换热管(202)中继续与反应后的高温混合气体换热，得到3.5～
4.5mpag过热中压蒸汽，为控制过热蒸汽温度，此过热中压蒸汽经过所述汽包(6)内的换热管换热后就会送去所述汽轮机(4)。
33.所述汽轮机(4)为背压式，做功用于发电机(3)发电，所述发电机(3)发出的电可直接上网，可以供本系统内的机组和厂区内的用电设备使用，所述汽轮机(4)背压得到的0.6～1.5mpag的低压蒸汽可以直接送至厂区蒸汽管网，即可用于本系统，也可以供全厂使用，这样可省去锅炉系统。
34.汽液分离器(602)装在所述汽包(6)内的支架上。所述汽包(6)的壳体底部还设有鞍座(603)，所述汽包(6)内安装有液位计(604)和压力表(605)，所述汽包(6)的壳体上设置有排污口(606)、观察孔(607)、加药口(608)、安全阀接口(609)和各种水/汽进出口，蒸汽出口还设有丝网除沫器。
35.本系统主要应用于稀硝酸生产工艺中。
36.所述汽包(6)的给水进口(601)进入的可以是锅炉循环水，或者饱和水蒸汽。
37.本实用新型提供了一种硝酸装置联产热电的生产系统，是将硝酸生产装置中氨氧化放出的大量热，用于副产高压过热蒸汽，然后再将此蒸汽用于背压式汽轮机或者膨胀机发电，发出的电直接供给硝酸装置内部的用电设备使用，汽轮机/膨胀机背压得到的蒸汽为低压蒸汽，供工厂使用或外售。
38.本实用新型不但可以发电，还可以副产低压饱和蒸汽，可降低硝酸装置的生产运行成本；目前大多数化工厂都缺少蒸汽，燃煤锅炉受政策限制，燃气锅炉生产成本太高，本流程副产的蒸汽可弥补此空缺；硝酸生产采用此系统后，与传生产统流程比较，开车时不再消耗大量的高压蒸汽，缩短了开车时间，大幅降低了开车费用和运行费用，而且省去了锅炉的投资费用和运行费用。
39.采用本实用新型，硝酸装置开车不再消耗高品位蒸汽，简化了开车程序，开车时间大幅缩短，开车费用大幅降低；热电联产既能满足工艺装置部分用电需求，又能满足厂区蒸汽需求，使得没有建设锅炉条件的企业有了生存空间；降低了硝酸装置的综合能耗指标，有利于整个项目的报批。
40.以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。