一种尿素热水余热高效回收工艺制造技术

一种尿素热水余热高效回收工艺，采用高调热水供溴化锂制冷机组和热水ORC机组发电的热能回收利用方式，两个装置并联，互不影响，既可以单独运行，也可以同时运行；本发明专利技术的尿素热水余热回收工艺，不但可以保证全年全天候的热量回收，还保证了将高调热水的热量高效回收和经济效益最大化；将采用溴化锂制冷机组的能量损失率由现有技术的30%降低至10%

【技术实现步骤摘要】
一种尿素热水余热高效回收工艺


[0001]本专利技术涉及尿素生产
，具体涉及一种尿素热水余热高效回收工艺。

技术介绍

[0002]在CO2汽提法尿素生产工艺中，高压洗涤器的反应热主要由高调热水带走，1套45万吨/年的尿素系统中，高压洗涤器由热水带走的热量约18.8
×
104GJ，大约相当于6381吨标煤的热值；现有技术中，高压洗涤器对高调热水的进水温度有严格的要求，一般是热水进水温度约105
‑
110℃，出水温度约125
‑
130℃。进水温度过高或过低，都会降低生产效率。
[0003]目前国内尿素企业中高调热水热量大多由循环冷却水带走，通过凉水塔将热量释放到环境中，没有回收利用；少数企业在夏天利用高调热水带动溴化锂机组制取冷水，或冬季用于供暖，其他时间通过循环冷却水将热量带走，存在较大的能源浪费；也有一部分企业采用ORC热水发电，但夏季循环冷却水温度高，ORC机组真空度低，发电效率较低，热能回收效率低；虽然有一些公司将溴化锂制热机组和ORC热水发电回收结合，但是回收过程中的温度很难控制，工艺复杂，能量损失率很高，所以，寻找一种能够有效利用尿素生产中的余热，实现全年高调热水热量的稳定回收，并减少能源浪费的方法，实现高调热水热量全年高效回收，并降低回收过程中的能量损失率，是目前急需解决的问题。
[0004]专利CN104236161A公开了一种余热回收利用系统，包括有机朗肯余热发电模组和溴化锂吸收式热泵模组及耦合换热器模组，所述溴化锂吸收式热泵模组和所述有机朗肯循环(ORC)发电系统通过所述耦合换热器模组进行深度耦合，通过所述耦合换热器模组进行能量交换；所述余热回收利用系统具有供热、供电、热电联供三种模式；该专利的不足：上述专利是冬季利用溴化锂机组制热，然后对外供热，夏季利用ORC发电，但是该专利中溴化锂机组在冬天时循环水温度低，带走的热量占比太大，制热输出效率低；而且该专利中的热水温度太低，只有84℃，这个温度理论上能够使ORC机组发电，但是不会有任何经济效益，国内目前一般是不生产低于90℃的热水型ORC发电机组的。
[0005]此外，现有技术中尿素高调热水要求进水温度为125
‑
130℃，回水温度为105
‑
110℃，对温度和技术要求高，所以国内很难推广使用。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种尿素热水余热高效回收工艺，能够实现全年高调热水热量的稳定回收，解决一年中部分时间内难以回收高调热水热量的问题，同时还能够实现高调热水热量全年高效回收。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种尿素热水余热高效回收工艺，采用高调热水供溴化锂制冷机组和热水ORC机组发电的热能回收利用方式，两个装置并联，互不影响，既可以单独运行，也可以同时运行。
[0008]夏季6
‑
8月溴化锂制冷机组满负荷运行，尿素高调热水全部供溴化锂制冷机组，制取7
‑
12℃冷水供生产系统使用，此时热水ORC发电机组停运；每年的5月、9月、10月，溴化锂
制冷机组负荷只有48%
‑
52%，溴化锂制冷机组和热水ORC机组同时运行，将溴化锂制冷机组使用剩余的高调热水热量转化为电能回收；每年的1
‑
4月、11
‑
12月，溴化锂制冷机组停运，尿素高调热水全部供ORC机组满负荷发电。
[0009]一种尿素热水余热高效回收装置，包括：高压洗涤器，高调热水泵，高调热水冷却器，1号蒸发器，预热器，涡轮机，发电机，1号冷凝器，工质泵，2号蒸发器，吸收器，发生器，2号冷凝器，换热器，1号屏蔽泵，2号屏蔽泵。
[0010]一种尿素热水余热高效回收装置，包括ORZ发电机组和溴化锂组；所述ORZ机组，包括：1号蒸发器，预热器，涡轮机，发电机，1号冷凝器，工质泵。
[0011]所述溴化锂组，包括：2号蒸发器，吸收器，发生器，2号冷凝器，换热器，1号屏蔽泵，2号屏蔽泵。
[0012]所述高调热水供溴化锂制冷机组，溴化锂机组依靠在真空下制冷剂在2号蒸发器的换热管上蒸发，吸收换热管内水的热量，从而降低冷水温度制取冷水。
[0013]所述制冷剂为溴化锂溶液，溴化锂溶液的初始质量浓度为48%
‑
52%，在吸收冷剂蒸汽后浓度降低，当溶液达到饱和后就不再吸收冷剂蒸汽，然后将尿素高调热水作为热源，将稀溶液加热，稀溶液受热后得到分离出来的水蒸气，待溴化锂溶液的质量浓度达到58%
‑
62%，恢复吸收能力，继续将溴化锂溶液作为制冷剂循环使用。
[0014]所述分离出来的水蒸汽冷却凝结为冷剂水，冷剂水再喷淋到2号蒸发器传热管上蒸发制冷，浓缩后的溶液用来再次吸收冷剂蒸汽，不断循环，2号蒸发器连续不断地制取低温冷水。
[0015]所述溴化锂机组的制冷量为4600
‑
4700kW，冷水流量为780
‑
820m3/h，冷水温度为7
‑
12℃，溴化锂溶液为48%
‑
52%的钼酸锂。
[0016]所述高调热水供溴化锂制冷机组的能量损失率为10%
‑
20%。
[0017]所述溴化锂溶液吸收蒸汽后浓度降低，当溶液达到饱和后就不再吸收冷剂蒸汽，由泵打入发生器壳程，以尿素高调热水作为热源，将稀溶液由9
‑
11℃加热到79
‑
81℃，稀溴化锂溶液受热后水蒸发出来，溴化锂溶液浓度提高到58
‑
62%，恢复吸收能力；分离出来的水蒸汽在2号冷凝器内被冷却水冷却到35
‑
40℃，凝结为冷剂水，然后再进一步降温；冷剂水再喷淋到2号蒸发器的传热管上蒸发制冷，浓缩后的溶液用来再次吸收冷剂蒸汽，不断循环降温。
[0018]所述尿素高调热水的温度为123
‑
127℃，压力为1.5
‑
1.7MPa，与溴化锂稀溶液换热，温度降到105
‑
110℃后，回到尿素高调循环水泵入口，经水泵加压后回到高压洗涤器循环使用。
[0019]从溴化锂冷水缓冲槽来的15
‑
20℃热脱盐水经过冷水泵加压后，进入溴化锂制冷机机组2号蒸发器的管内，被管外蒸发的冷剂水降温至7
‑
12℃，然后出溴化锂制冷机组，冷水供生产系统使用，温度升高到15
‑
20℃后，回到溴化锂冷水缓冲槽循环使用。
[0020]所述热水ORC机组发电的热能回收利用，通过低温发电技术回收热能，将尿素高调热水与加热工质在1号蒸发器、预热器内换热，得到高温高压的热工质蒸汽，热工质蒸汽驱动涡轮发电机运转产生电能；从涡轮发电机出来的乏汽经冷凝器冷却和凝结成液态工质；液态工质经工质泵，增压后送回1号蒸发器，重复循环；热水ORC机组发电功率为1010
‑
1020kw；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，采用高调热水供溴化锂制冷机组和热水ORC机组发电的热能回收利用方式，两个装置并联，互不影响，既可以单独运行，也可以同时运行。2.根据权利要求1所述的尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，夏季6
‑
8月溴化锂制冷机组满负荷运行，尿素高调热水全部供溴化锂制冷机组，制取7
‑
12℃冷水供生产系统使用，此时热水ORC发电机组停运；每年的5月、9月、10月，溴化锂制冷机组负荷只有48%
‑
52%，溴化锂制冷机组和热水ORC机组同时运行，将溴化锂制冷机组使用剩余的高调热水热量转化为电能回收；每年的1
‑
4月、11
‑
12月，溴化锂制冷机组停运，尿素高调热水全部供ORC机组满负荷发电。3.根据权利要求1所述的尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，所述工艺用装置包括ORZ发电机组和溴化锂组；所述ORZ机组，包括：1号蒸发器（4），预热器（5），涡轮机（6），发电机（7），1号冷凝器（8），工质泵（9）；所述溴化锂组，包括：2号蒸发器（10），吸收器（11），发生器（12），2号冷凝器（13），换热器（14），1号屏蔽泵（15），2号屏蔽泵（16）。4.根据权利要求1所述的尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，所述高调热水供溴化锂制冷机组，溴化锂机组依靠在真空下制冷剂在2号蒸发器（10）的换热管上蒸发，吸收换热管内水的热量，从而降低冷水温度制取冷水。5.根据权利要求4所述的尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，所述制冷剂为溴化锂溶液，溴化锂溶液的初始质量浓度为48%
‑
52%；在吸收冷剂蒸汽后浓度降低，当溶液达到饱和后就不再吸收冷剂蒸汽，然后将尿素高调热水作为热源，将稀溶液加热，稀溶液受热后得到分离出来的水蒸气，待溴化锂溶液的质量浓度达到58%
‑
62%，恢复吸收能力，继续将溴化锂溶液作为制冷剂循环使用。6.根据权利要求5所述的尿素热水余热高效回收工艺，其特征在于，所述溴化锂溶液吸收蒸汽后浓度降低，当溶液达到饱和后就不再吸收冷剂蒸汽，由泵打入发生器（12）壳程，以尿素高调热水作为热源，将稀溶液由9
‑
11℃加热到79
‑
81℃，稀溴化锂溶液受热后水蒸发出来，溴化锂溶液浓度提高到58
‑
62%，恢复吸收能力；分离出来的水蒸汽在2号冷凝器（13）内被冷却水冷却到35
‑
40℃，凝结为冷剂水，然后再进一步降温；冷剂水再喷淋到2号蒸发器（10）的传热管上蒸发制冷，浓缩后的溶液用来再次吸收冷剂蒸汽，不断循环降温。...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖玉波，常吉松，王德强，胡全利，吴广明，
申请(专利权)人：山东联盟化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：