[发明专利]合成氨工艺低位热能回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种合成氨工艺低位热能回收方法。

背景技术

目前，在合成氨工艺过程中，在热交换等工艺环节，会产生大量的温度相对较低（一般低于150℃）的低位热能的冷凝液、排污水和出口气等废水废气。

相对于已经广泛进行回收利用的高位热能而言，这些低位热能较难得到全面的回收利用。现有技术一般对这些低位热能的废水废气进行无害化处理后向外排放，在这过程中，甚至有时还需要补充能量进行处理。

尽管现有技术已经提出了一些低位热能回收的技术方案，但这些技术方案存在成本高和回收效率低等问题，从而导致无法在产业上大规模应用。

因此，如何经济高效的对合成氨工艺低位热能进行回收就成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术无法经济高效的对合成氨工艺低位热能进行回收的问题，本发明提供了一种合成氨工艺低位热能回收方法，包括以下步骤：

锅炉排污水液相在换热器中与燃料气进行换热，将换热后的燃料气通入天然气预热盘管；

使用逆流换热器对通入甲烷化气出口进水冷器前的工艺气与进入冷凝器前的锅炉给水进行换热；

对通入高变炉出气锅炉给水预热器前的低变气与高压换热器入口前炉水进行换热。

所述锅炉排污水液相通过换热器后温度降低至40℃。

所述燃料气换热后的温度升高95℃至100℃。

所述工艺气换热后的温度降至100℃至110℃。

所述锅炉给水换热后的温度升高至95℃至100℃。

所述低变气换热后的温度升高至110℃至120℃。

本发明的合成氨工艺低位热能回收方法可以有效的通过换热来对合成氨生产过程中产生的含有低位热能的锅炉水和工艺气中含有的热能进行有效的回收，从而使低位热能得到合理的利用。同时相应减少了其他能源的需求，从而有效的降低了生产成本，并且由于对能源需求的降低，还有利于环境的保护，进而有效的提高生产的经济效益和环境效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的合成氨工艺低位热能回收方法的实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明的合成氨工艺低位热能回收方法的实施例的示意图，如图1所示，本实施例的合成氨工艺低位热能回收方法可以包括：

锅炉排污水液相在换热器中与燃料气进行换热，将换热后的燃料气通入天然气预热盘管。

根据发明人所进行的实际生产实验，在一般工况下，燃料气比热容C_燃为：C_燃=∑_cixi=1.712KJ/(kg·℃)。

燃料气平均分子量M_燃为：M_燃=∑_mixi=17.157kg/mol。

燃料气质量流量T_燃为：T_燃=16000/22.4×M_燃=12255kg/h。

优选的，锅炉排污水液相通过换热器后温度降低至40℃。为达到最大换热温差，可以使排污水由140℃降至40℃，从而达到最大放热量，进而使低位热能得到更充分的利用。放出的热量Q1为：

Q1=T_排×C_排×Δt1=4000×4.18×（140-40）=1672000KJ/h

优选的，燃料气换热后的温度升高95℃至100℃。根据实际生产环境因素的差异，在某些特定环境下，例如在北方的夏季℃，燃料气平均温度为18℃，燃料气可以由18℃被加热至98℃。而在北方冬季时，由于气温相对低，燃料气入厂时平均温度在零度左右，从而会导致燃料气换热后的温度呈现一定的变化。

根据热量守恒定理，这些热量可以将一般生产条件下的18℃的燃料气加热到t1，则计算如下：