[发明专利]低品位热源获取冷量的联合制冷工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型煤化工项目，具体的说是一种制冷工艺中低品位热源获取冷量的联合制冷工艺及装置。

背景技术

十二五规划将节能减排作为重要目标，目前煤化工项目向着大型化发展，节能减排任务依然严峻。大型煤化工项目低品位热源的综合利用是降低能耗的主要途径之一，以合成氨尿素为例，装置副产大量的0.35MPa G，145℃的饱和蒸汽和饱和蒸汽冷凝液，这部分低品位热源不能充分利用是十分浪费的，也不符合国家节能减排的目标。大型煤化工项目需要大量不同等级的冷量，如合成氨尿素项目一般利用压缩制冷获取不同等级的冷量，如正常经蒸发器换热后的气氨需通过压缩机压缩后再送入冷凝器冷凝，导致压缩制冷需要消耗大量的高品位蒸汽，而副产的低品位蒸汽和饱和蒸汽冷凝液无法充分利用，造成能量利用率低，不利于节能降耗。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、能有效利用低品位热源、节能降耗的低品位热源获取冷量的联合制冷工艺。

本发明还提供一种用于上述工艺的结构简单、操作简便、动设备少、运行稳定的低品位热源获取冷量的联合制冷装置。

本发明装置包括依次连接的冷凝器、制冷剂受槽以及蒸发器，所述蒸发器的气态制冷剂出口与喷射器的第一气态制冷剂进口连接，制冷剂受槽经制冷剂泵、气化器与喷射器的第二气态制冷剂进口连接，所述喷射器的出口与冷凝器连接。

所述冷凝器的不凝气出口也与制冷剂受槽连接。

所述喷射器为并联的2个以上。

一种低品位热源获取冷量的联合制冷工艺，包括以下步骤，来自压缩机的气态制冷剂经冷凝器冷凝后形成液态制冷剂送入制冷剂受槽，所述制冷剂受槽流出的部分液态制冷剂送入蒸发器与热流体进行换热气化，为热流体提供冷量，气化后由蒸发器的气态制冷剂出口流出；所述制冷剂受槽流出的另一部分液态制冷剂经制冷剂泵送入气化器，在气化器内被通入的低品位热源气化，产生高压气态制冷剂，气化后的高压气态制冷剂由喷射器的第二气态制冷剂进口喷入，将由蒸发器流出的提供冷量后的气态制冷剂由第一气态制冷剂进口吸入，在喷射器内提升压力喷出后，再与来自压缩机的气态制冷剂混合后送入冷凝器冷凝。

所述冷凝器引出的不凝气送入制冷剂受槽。

所述引入气化器内的低品位热源为压力0.1~0.5MPa G，温度120~159℃的饱和蒸汽或饱和蒸汽冷凝液。

控制所述喷射器出口的压力与来自压缩机的气态制冷剂的压力相同。

所述得到的冷量等级能够在-10℃～10℃之间调整，能够提供多个等级的冷量，可根据具体需要设置并联的若干个喷射器，以获得不同等级的冷量。

在大型煤化工项目中，副产的大量低品位热源低压蒸汽或饱和蒸汽冷凝液，此低品位热源不能得到充分利用。大型煤化工项目需要不同等级的冷量（一般为-40℃至-10℃～10℃），此冷量均由由压缩制冷提供，压缩制冷会消耗大量高品位的高压蒸汽，而低品位热源（如低压蒸汽或饱或蒸汽冷凝液）却无法充分利用。

所述来自压缩机的气态制冷剂可以为氨，丙烯，乙烯等其它制冷剂，制冷工艺常应用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制油、煤制天然气和煤制乙二醇等大型煤化工项目。由于这类工艺中都副产大量低品位热源，且需要提供不同等级的冷量，因此这类工艺均可适用于本发明。

本发明利用低品位热源，利用喷射制冷原理提供-10℃～10℃左右的冷量，充分合理利用了低品位热源的同时，节约了高品位的高压蒸汽，达到了节能减排，综合利用能源的目的。本发明装置结构简单、操作灵活简便、制备投资和运行成本低、系统可靠性好；本发明工艺简单、操作成本低、能够充分使用副产的低品位热源、节能降耗、对环境友好。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图暨工艺流程图。

其中，1—制冷剂受槽、2—气化器、3—喷射器、3.1—第二气态制冷剂进口、3.2—第一气态制冷剂进口、3.3—出口、4—冷凝器、4.1—不凝气出口、5—蒸发器、5.1—气态制冷剂出口、6—制冷剂泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置作进一步解释说明：