專利名稱：利用熱泵回收變換過程余熱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一了種合理利用變換氣生產(chǎn)過程余熱的工藝方法。適用于變換氣生產(chǎn)或相似工況的過程工業(yè)的節(jié)能設(shè)計或改造。
附圖2是傳統(tǒng)的變換氣生產(chǎn)過程的能量利用情況示意圖。
在該生產(chǎn)過程中，經(jīng)過壓縮的半水煤氣需由外界加入過程蒸氣或150℃左右的加壓熱水飽和后進行變換反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物變換氣經(jīng)余熱回收后被送出。而余熱的回收通常采用向界區(qū)外給熱的方法。
附圖3是變換氣生產(chǎn)過程傳統(tǒng)的余熱回收方法示意圖。
如附圖3所示230℃的變換氣在半水煤氣的預(yù)飽和過程以及向界區(qū)外物流給熱的過程中(向界區(qū)外提供部分余熱)被降溫至110℃左右，然后經(jīng)冷軟水預(yù)熱過程將冷軟水由23℃加熱到82℃，以80℃左右的溫度送至冷凝冷卻塔?？梢园l(fā)現(xiàn)，在上述的傳統(tǒng)變換氣生產(chǎn)過程中，一方面需要由外界輸入較高焓值品位的過程蒸氣或加壓熱水，另一方面在余熱回收時又向外界提供了相當?shù)臒崮?。被水蒸氣所飽和的變換氣中含有的大量冷凝熱，有待利用更為有效、合理的方法加以回收。
本發(fā)明的目的是減少向外界輸出的變換氣生產(chǎn)過程余熱，采用熱泵技術(shù)，將變換氣所含低品位余熱轉(zhuǎn)換成變換反應(yīng)生產(chǎn)所需的較高品位的熱能，以致減少或不必由外界輸入這部分能量。
基于上述目的，本發(fā)明的實施要點是1)在變換氣生產(chǎn)過程中采用升溫型化學(xué)類熱泵，將變換氣的低品位熱能，如110℃-85℃作為熱泵的熱源引入熱泵的發(fā)生器和蒸發(fā)器。
2)使變換氣生產(chǎn)過程中所需的冷軟水，通過熱泵的冷凝器，把熱泵消耗熱量的一部分排出熱泵系統(tǒng)，冷軟水被預(yù)熱后離開熱泵系統(tǒng)，進入另一軟水預(yù)熱器加熱后為生產(chǎn)過程所用。
3)熱泵消耗熱量的另一部分由通過熱泵冷凝器的冷卻介質(zhì)帶出熱泵系統(tǒng)。
4)由熱泵蒸發(fā)器引出的被利用過的低溫變換氣，通過軟水預(yù)熱器再次加熱軟水。
5)將變換氣生產(chǎn)過程中所需的加壓熱水，通過熱泵吸收器，升溫至接近使用溫度，然后進入加熱器，用生產(chǎn)過程中更高溫度的變換氣加熱至半水煤氣飽和塔前所需溫度。
下面以附圖給出的工況為例，對本發(fā)明詳細公開。
附

圖1是本發(fā)明的應(yīng)用實例流程示意圖。
如圖1所示由發(fā)生器1，冷凝器2a，2b，蒸發(fā)器3和吸收器4組成熱泵系統(tǒng)，將110℃-85℃左右的變換氣作為熱源引入熱泵，在流經(jīng)發(fā)生器與蒸發(fā)器時，變換氣由110℃降至86℃左右，將冷凝冷卻熱提供給熱泵，該熱量一部分做為驅(qū)動熱泵的消耗從冷凝器排出，另一部分作為系統(tǒng)的效益把經(jīng)過吸收器的熱軟水由120℃加熱到133℃左右，進入生產(chǎn)過程的過熱器7。熱泵所消耗熱量的一部分用冷卻循環(huán)水從冷凝器2a帶出熱泵系統(tǒng)。另一部分通過冷凝器2b將生產(chǎn)過程所需的冷軟水初預(yù)熱(由23℃升至38℃)帶出熱泵系統(tǒng)。初預(yù)熱軟水送至另一軟水預(yù)熱器5，這樣不僅合理地利用了余熱，而且減輕了循環(huán)水的冷凝負荷。從蒸發(fā)器3出來的被利用過的低溫變換氣，通過軟水預(yù)熱器5將冷凝器2b來的38℃左右軟水升至82℃左右，進入生產(chǎn)過程，而其本身降至58℃左右送至冷卻塔。由熱泵產(chǎn)生的133℃左右的熱軟水，流經(jīng)過熱器7時，被低變爐來的約230℃的變換氣加熱到147℃后送至飽和塔，作飽和半水煤氣之用。
本發(fā)明由于采用了熱泵技術(shù)合理的安排生產(chǎn)流程工藝，使變換過程余熱得到了有效的利用，取得明顯的效果
a、幾乎不必由變換工段界區(qū)外輸入變換反應(yīng)所需的過程蒸氣或加壓熱水。
b、送至冷凝冷卻塔的變換氣產(chǎn)品比傳統(tǒng)工藝降低了22℃左右，即增加了生產(chǎn)過程的余熱回收量。
c、本發(fā)明流程無論是在冷軟水的預(yù)熱，還是在飽和塔的熱軟水的發(fā)生過程中，傳熱溫差都適當?shù)販p少了，這意味著新的流程的熱力學(xué)完善程度更高，能量不僅在數(shù)量而且在質(zhì)量上更為有效地得到了利用。
權(quán)利要求
1.一種利用熱泵回收變換過程余熱的方法，其特征在于1)在變換氣生產(chǎn)過程中采用升溫型化學(xué)類熱泵，將變換氣的低品位熱能，如110℃-85℃作為熱泵的熱源引入熱泵，2)用變換氣生產(chǎn)過程中所需的冷軟水，通過熱泵的冷凝器，把熱泵消耗熱量的一部分帶出熱泵系統(tǒng)，冷軟水被初預(yù)熱后，進入軟水預(yù)熱器，3)由熱泵蒸發(fā)器引出的被利用過的低溫變換氣，通過軟水預(yù)熱器，把初預(yù)熱后的軟水再次加熱，4)將冷卻介質(zhì)通過熱泵的冷凝器，把熱泵消耗的另一部分熱量帶出熱泵系統(tǒng)，5)使變換氣生產(chǎn)過程所需的加壓熱水，通過熱泵吸收器升至接近使用溫度，然后進入過熱加熱器，用生產(chǎn)過程中更高溫度的變換氣將其加熱至半水煤氣飽和塔前所需溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收變換氣余熱的方法，其特征在于所述的冷卻介質(zhì)是冷卻循環(huán)水。
全文摘要
本發(fā)明提出一種合理利用變換氣生產(chǎn)過程中余熱的工藝方法。本發(fā)明采用升溫型化學(xué)類熱泵，如吸收式熱泵，將變換氣所含有的低溫余熱轉(zhuǎn)換成較高溫位的熱能，用以發(fā)生熱水，去飽和原料半水煤氣。改變了傳統(tǒng)工藝那種耗用過程蒸氣或需由外界提供熱水的方法。提高了過程的能量利用效率。
文檔編號C01C1/04GK1056089SQ9110321
公開日1991年11月13日 申請日期1991年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月25日
發(fā)明者陳耀東, 鄭丹星, 黃廣惠 申請人:北京化工學(xué)院