[实用新型]一种氢回收压力能和气体综合利用系统

说明书

本实用新型涉及合成氨放空气膜法氢回收气体优化利用，具体是一种氢回收压力能和气体综合利用系统，运行干燥塔的入口与水洗塔的出口相连，所述运行干燥塔的出口与膜分离器的入口相连，所述膜分离器的渗透气出口与再生分子筛的入口相连，再生分子筛的出口连接至一段合成气压缩机入口处，所述膜分离器的非渗透气出口连接至膨胀机的入口，膨胀机的出口连接至换热器的冷侧入口，换热器的冷侧出口连接至加热器的冷侧入口，加热器的冷侧出口连接至再生干燥塔的入口。本实用新型中的膜分离器的非渗透气通过膨胀机减压回收非渗透气压力能；将经过膨胀机膨胀后的低温气体与合成氨系统的气氨换热回收冷量。

技术领域

本实用新型涉及合成氨放空气膜法氢回收气体优化利用领域，具体是一种氢回收压力能和气体综合利用系统。

背景技术

现有的合成氨装置，如图1所示，从前工段来的脱碳气经过一段合成气压缩机1压缩，进入双甲净化系统2净化，将绝大部分的CO和CO₂转化为甲醇、甲烷，冷却分离后进入分子筛干燥系统，分子筛吸附干燥是利用吸附剂对气体的吸附容量随吸附压力和温度不同而变化的原理，一台吸附塔作为运行分子筛3进行高压低温吸附，另一台吸附塔作为再生分子筛4减压加热再生，两台吸附塔交替使用，实现气体连续干燥。经过运行分子筛3干燥后的新鲜气H₂、N₂大部分经过二段合成气压缩机5压缩补入合成氨系统6，用于合成气氨；小部分的气体减压加热用于再生分子筛4再生，然后重新返回一段合成气压缩机1进行循环压缩，浪费合成气压缩机的有效做功。合成氨系统6的尾气经过水洗塔7洗去气氨，进入加热器8提温，然后进入膜分离器9采用半渗透膜法来回收氢气，经过膜分离器的渗透气氢气回到一段合成气压缩机1进口回收利用；而非渗透气都是通过减压阀10降压后送到其他工段，存在极大的能量浪费，且现场减压阀10噪声较大。

实用新型内容

本实用新型为了解决回收非渗透气膨胀减压时的大量能量，同时也为了减少压缩机的做功，提供了一种氢回收压力能和气体综合利用系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种氢回收压力能和气体综合利用系统，包括一段合成气压缩机、双甲净化系统、运行分子筛、再生分子筛、二段合成气压缩机、合成氨系统、水洗塔、加热器以及膜分离器；

还包括运行干燥塔和再生干燥塔，所述一段合成气压缩机、双甲净化系统、运行分子筛、二段合成气压缩机、合成氨系统以及水洗塔依次相连，所述运行干燥塔的入口与水洗塔的出口相连，所述运行干燥塔的出口与膜分离器的入口相连，所述膜分离器的渗透气出口与再生分子筛的入口相连，再生分子筛的出口连接至一段合成气压缩机入口处，所述膜分离器的非渗透气出口连接至膨胀机的入口，膨胀机的出口连接至换热器的冷侧入口，换热器的冷侧出口连接至加热器的冷侧入口，加热器的冷侧出口连接至再生干燥塔的入口。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述换热器的热侧入口连接至合成氨系统的出口。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述再生干燥塔的出口连接至燃烧炉。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述换热器的热侧入口连接至合成氨系统出口上的第一氨冷器的出口上。

本实用新型所述氢回收压力能和气体综合利用系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型取消水洗塔出口的加热器，增加干燥塔，将经过水洗塔的气体进行干燥，保证气体中的水气浓度能够满足膨胀机和分子筛再生的要求，并使用所述系统内的非渗透气作为干燥塔的再生气，不浪费其他系统的气体；

(2)本实用新型中的膜分离器的非渗透气通过膨胀机减压回收非渗透气压力能；

(3) 本实用新型将经过膨胀机膨胀后的低温气体与合成氨系统的气氨换热回收冷量；