[发明专利]尿素中压生产系统热能利用装置

说明书

技术领域

本发明属于热能利用装置，具体涉及一种不但能够充分利用尿素系统中压冷却换热产生的大量低温热能，而且可以产生温度很低的冷水作为氨合成塔后冷却系统的换热介质提高氨冷却效率的尿素中压生产系统热能利用装置。

背景技术

目前在合成氨尿素生产系统中，有大量的低温热能无法有效回收利用，只能通过凉水塔采用循环水换热的方式白白散失到大气中，既造成了大量的热能损失，也对空气环境产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种结构简单、操作方便，节能降耗和提高氨冷效率的尿素中压生产系统热能利用装置。

本发明的目的是这样实现的：包括尿素中压系统一分塔气相出口与降膜式闪蒸热能利用器相连，所述的降膜式闪蒸热能利用器依次与中压换热器的壳程和一吸塔相连；中压换热器管程的热水出口依次与水冷机组的发生器的管程和中压换热器管程的冷水进口相连；合成循环水冷却器依次与合成水冷却器的管程和合成冷交换器相连；所述的合成水冷却器壳程的热水出口依次与水冷机组的蒸发器管程和合成水冷却器壳程的冷水进口相连；所述的凉水塔冷水出口分为两路，一路与水冷机组的冷凝器管程进口相连，另一路与水冷机组的吸收器的管程进口相连；所述的凉水塔热水进口分为两路，一路与水冷机组的冷凝器管程热水出口相连，另一路与水冷机组的吸收器的管程热水出口相连。所述的水冷机组的发生器和中压换热器管程的冷水进口之间安装有中压换热器补水阀。所述的合成水冷却器壳程的热水出口依次与水冷机组的蒸发器之间安装有补水阀。

由于凉水塔占地面积大，冷却效果受外界温度影响很大，特别是夏季的时候，如果合成冷水也用凉水塔冷却，夏季水温四十度左右，对生产很不利。采用凉水塔会造成较大的水蒸发损失，蒸发损耗率2％左右，而采用水冷机组由于凉水塔循环水量小得多，蒸发损耗也少得多，比如对于200m³/h的循环水量来说，如果都采用传统的凉水塔冷却，夏天每天损失水量50m³以上，而如果采用本技术，每天损失水量还不到5m³。本发明根据水冷机组的制冷原理：中压换热器来的热水走管程进入发生器，加热发生器中的稀浓度制冷溶液，稀浓度制冷溶液受热产生冷剂蒸汽后浓缩成浓溶液，浓溶液进入吸收器。受热产生的冷剂蒸汽进入冷凝器内，被凉水塔来的一路冷却水冷凝成冷剂水然后进入蒸发器，吸收蒸发器管内合成水冷却器来的热水的热量而蒸发又形成冷剂蒸汽。蒸发器产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被发生器来的浓溶液吸收。冷剂蒸汽被浓溶液吸收时放出的热量由凉水塔来的另一路冷却水带走。浓溶液吸收冷剂蒸汽形成的稀浓度制冷溶液，再送往发生器被中压换热器来的热水加热，这个过程不断循环。

本发明具有结构简单、操作方便，节能降耗和提高氨冷效率的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括尿素中压系统一分塔15气相出口与降膜式闪蒸热能利用器1相连，所述的降膜式闪蒸热能利用器1依次与中压换热器2的壳程和一吸塔3相连；中压换热器2管程的热水出口依次与水冷机组4的发生器11的管程和中压换热器2管程的冷水进口相连；合成循环水冷却器5依次与合成水冷却器6的管程和合成冷交换器7相连；所述的合成水冷却器6壳程的热水出口依次与水冷机组4的蒸发器12管程和合成水冷却器6壳程的冷水进口相连；所述的凉水塔8冷水出口分为两路，一路与水冷机组4的冷凝器13管程进口相连，另一路与水冷机组4的吸收器14的管程进口相连；所述的凉水塔8热水进口分为两路，一路与水冷机组4的冷凝器13管程热水出口相连，另一路与水冷机组4的吸收器14的管程热水出口相连。所述的水冷机组4的发生器11和中压换热器2管程的冷水进口之间安装有中压换热器补水阀9。所述的合成水冷却器6壳程的热水出口依次与水冷机组4的蒸发器12之间安装有补水阀10。

如图1所示，本发明尿素中压系统一分塔15气相出口经过降膜式闪蒸热能利用器1换热后温度降为110～130℃，进入中压换热器2壳程进一步换热，温度降至85～100℃，然后进入一吸塔3进行吸收利用。中压换热器2管程换热后产生的热水温度为90～115℃，这些温度较高的热水进入水冷机组4发生器11的管程进行热能回收利用，出水冷机组4后温度降至60～85℃，这些温度降低的热水重新进入中压换热器2管程，对中压气相进行换热降温。水冷机组4利用中压换热器2来的热水能量，根据水冷机组的制冷原理，对合成系统合成水冷却器6壳程来的热水进行换热降温，使出合成水冷却器6壳程的温度为10～20℃的冷水温度进一步降低为7～15℃，重新回到合成水冷却器6的壳程为经合成循环水冷却器5来的合成介质换热降温。经过合成循环水冷却器5换热后的合成介质温度降为20～40℃，再经过合成水冷却器6换热降温后温度降至10～22℃，然后进入合成冷交换器7继续换热降温。水冷机组4需要的冷却循环水通过凉水塔8在空气中自然冷却。中压换热器2通过中压换热器补水阀9补充换热循环过程中损失的水分，合成水冷却器6通过补水阀10补充换热循环过程中损失的水分。