甲醇合成过程中余热利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于能源利用技术领域，具体涉及将有机朗肯循环发电工艺应用在甲醇合成过程中的余热利用装置，包括工质加热设备、透平机、冷凝设备、甲醇工艺介质热源管道和甲醇工艺介质后续管道，甲醇工艺介质热源管道的入口连接甲醇合成装置，甲醇工艺介质热源管道的出口与工质加热设备的壳程入口连通，甲醇工艺介质后续管道的入口接工质加热设备的壳程出口，工质加热设备管程出口与透平机入口管连通，透平机的出口管与冷凝设备的壳程入口连通，冷凝设备的壳程出口与工质加热设备的管程入口连通。本实用新型专利技术利用有机朗肯循环ORC技术，将现有需要采用风冷和水冷设备强制降温向自然环境排放的甲醇反应气混合物料的热量进行回收利用。利用。利用。

Waste heat utilization device in methanol synthesis process

【技术实现步骤摘要】
甲醇合成过程中余热利用装置


[0001]本技术属于能源利用
，具有涉及将有机朗肯循环发电工艺应用在甲醇合成过程中的余热利用装置。
技术背景
[0002]有机朗肯循环ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，原理为：有机工质在热力设备中吸收热量，生成具有一定压力和温度的工质蒸气，工质蒸气进入透平机械(例如涡轮机、压缩机、汽轮机、烟气轮机、膨胀机等)膨胀做功，从而带动发电机向外输出电力或拖动其他动力机械做功。从透平机排出的工质蒸气在冷凝设备中向冷却水放热，凝结成液态工质，最后借助工质泵加压回到工质加热设备中，如此不断地循环。
[0003]有机朗肯循环ORC的本质就是根据不同品位的热源选择不同的工质去匹配，有机朗肯循环ORC技术的难点在于系统整合及优化。
[0004]现有的甲醇合成过程中，对于大于100℃的甲醇反应气混合物料，一般采用风冷和水冷进行强制降温，将热量向自然环境中直接排放，虽然能够实现甲醇反应器混合物料的降温，但是会消耗大量的循环水与电能，同时造成甲醇反应气混合物料热量的浪费。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的甲醇合成过程中造成能量和热量浪费的技术问题，本技术提供一种甲醇合成过程中的余热回收装置。
[0006]本技术的技术解决方案：
[0007]一种甲醇合成过程中余热利用装置，包括工质加热设备、透平机、冷凝设备、甲醇工艺介质热源管道和甲醇工艺介质后续管道，所述甲醇工艺介质热源管道的入口连接甲醇合成装置，所述甲醇工艺介质热源管道的出口与工质加热设备的壳程入口连通，所述甲醇工艺介质后续管道的入口接工质加热设备的壳程出口，所述工质加热设备管程出口与透平机入口管连通，所述透平机的出口管与冷凝设备的壳程入口连通，所述冷凝设备的壳程出口与工质加热设备的管程入口连通。
[0008]进一步地，所述工质加热设备为蒸发器。
[0009]进一步地，所述透平机为涡轮机，所述涡轮机与蒸发器的管程出口连通。
[0010]进一步地，还包括发电机，所述涡轮机驱动发电机。
[0011]进一步地，所述冷凝设备为冷凝器，冷凝介质通过冷凝器的管程流动。
[0012]进一步地，所述冷凝器的出口与蒸发器之间设置工质泵。
[0013]进一步地，所述工质泵为涡轮工质泵。
[0014]进一步地，所述涡轮工质泵与甲醇工艺介质后续管道连通，所述甲醇工艺介质后续管道中的介质驱动涡轮工质泵。
[0015]进一步地，所述甲醇工艺介质后续管道设置主路管道和分流支路管道，所述涡轮工质泵与甲醇工艺介质后续管道的主路管道连通，所述分流支路管道上设置流量控制阀。
[0016]进一步地，所述工质加热设备的管程里流动有机物五氟丙烷。
[0017]本技术的有益效果：利用有机朗肯循环ORC技术，将现有需要采用风冷和水冷强制降温后向自然环境直接排放的甲醇反应气混合物料的热量进行利用。
[0018]1、本技术利用有机朗肯循环ORC技术，将现有需要采用风冷和水冷强制降温的向自然环境中直接排放的甲醇反应气混合物料的热量转化成了高品质的电能，实现了热能再利用，减少能源浪费。
[0019]2、将现有需要采用风冷和水冷强制降温后向自然环境直接排放的甲醇反应气混合物料的热量进行了转换利用，发电装置取代了风冷设备和/或水冷设备，将甲醇反应气混合物料降温降压，减少了制冷所需循环水与电能的消耗。
[0020]3、本技术冷凝器的出口与蒸发器之间设置涡轮工质泵，涡轮工质泵与甲醇工艺介质后续管道连通，甲醇工艺介质后续管道中的介质驱动涡轮工质泵，充分利用了甲醇工艺介质后续管道中介质(甲醇反应气混合物料)的动能，节省了驱动工质泵的动力能源，并使得工艺介质压力和温度进一步降低后进入后续工艺，减少能源的浪费，提高甲醇工艺介质能量的利用率。
[0021]4、本技术的工质采用有机物五氟丙烷，利用五氟丙烷的无毒不燃沸点低的物化性质进行膨胀循环发电，绿色环保。
附图说明
[0022]图1为本技术提供的第一种实施方式的原理框图；
[0023]图2为本技术提供的第二种实施方式的原理框图；
[0024]图中：1
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蒸发器；2
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涡轮机；3
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冷凝器；4
‑
工质泵；41
‑
涡轮工质泵；5
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发电机；6
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甲醇工艺介质热源管道；7
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甲醇工艺介质后续管道；8
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流量阀。
具体实施方式
[0025]本技术提供的第一种实施方式：
[0026]本技术是将甲醇合成过程中产生的温度在110～130℃的甲醇反应气混合物料的余热利用朗肯循环发电工艺进行回收利用，利用这部分低品位热量发电，将原先需要采用风冷设备和/或水冷设备强制降温的工艺介质向自然环境直接排放的热量转化为高品质的电能，减少了热能的浪费，并将其转化为高品质的电能，完成能源的重复利用；发电装置取代了风冷设备和/或水冷设备，将甲醇反应气混合物料降温至65～80℃，后续经过自然冷却至40℃，完成甲醇的分离，减少了制冷所需循环水与电能的消耗。
[0027]有机朗肯循环ORC发电应用在甲醇合成装置的流程，如图1所示，该系统包括三个回路：
[0028]有机工质回路：甲醇合成装置产出的温度在110～130℃的甲醇反应气混合物料作为供热源，通过甲醇工艺介质热源管道6进入工质加热设备，即图1中的蒸发器1中，蒸发器1中的有机工质吸收甲醇反应气混合物料释放的热量气化，形成工质蒸气，工质蒸气进入透平机即图1中的涡轮机2膨胀做功，将热能转化为机械能，做功后的工质蒸气放热，并进入冷凝设备即图1中的冷凝器3再次放热，转化为液态工质，重新回到工质加热设备蒸发器1中循环使用。
[0029]甲醇工艺介质回路：甲醇合成装置产生的甲醇反应气混合物料在甲醇工艺介质热源管道6的管程内流动，进入工质加热设备蒸发器1后，将热量传递给蒸发器1壳程中内的有机工质，甲醇反应气混合物料的温度降低并通过甲醇工艺介质后续管道7离开蒸发器，送入后续工艺。
[0030]冷却水回路：冷凝器3选用水冷式冷凝器，冷却效果好，制冷效率高，冷却水通过循环冷却水管道进入冷凝器3，对有机工质进行冷却，冷却水温度升高并离开冷凝器3，经过循环冷却水回水管道送回循环水系统进行循环冷却。
[0031]本技术装置中有机朗肯循环ORC的有机工质采用有机物五氟丙烷。利用五氟丙烷的无毒不燃沸点低的物化性质进行膨胀循环发电。
[0032]进一步地优化，液态五氟丙烷进入蒸发器1机组，吸收反应气混合物料热源的热量，成为饱和或过热蒸气，进入涡轮机2，涡轮机2连接并驱动发电机5，将热能转化为机械能之后，带动发电机5向外输出电力，进一步将机械能转化为电能。
[0033]进一步地优化，在冷凝器3和蒸发器1之间增设工质泵4，做功后的五氟丙烷蒸气随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇合成过程中余热利用装置，其特征在于：包括工质加热设备、透平机、冷凝设备、甲醇工艺介质热源管道(6)和甲醇工艺介质后续管道(7)，所述甲醇工艺介质热源管道(6)的入口连接甲醇合成装置，所述甲醇工艺介质热源管道(6)的出口与工质加热设备的壳程入口连通，所述甲醇工艺介质后续管道(7)的入口接工质加热设备的壳程出口，所述工质加热设备管程出口与透平机入口管连通，所述透平机的出口管与冷凝设备的壳程入口连通，所述冷凝设备的壳程出口与工质加热设备的管程入口连通。2.根据权利要求1所述的甲醇合成过程中余热利用装置，其特征在于：所述工质加热设备为蒸发器(1)。3.根据权利要求2所述的甲醇合成过程中余热利用装置，其特征在于：所述透平机为涡轮机(2)，所述涡轮机(2)与蒸发器(1)的管程出口连通。4.根据权利要求3所述的甲醇合成过程中余热利用装置，其特征在于：还包括发电机(5)，所述涡轮机(2)驱动发电机(5)。5.根据权利要求4所述的甲醇合成过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建利，李锦，张兴无，
申请(专利权)人：兖州煤业榆林能化有限公司，
类型：新型
国别省市：