CN106500086A - 一种废蒸汽资源化利用及回收*** - Google Patents

一种废蒸汽资源化利用及回收*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种废蒸汽资源化利用及回收***，它包括蒸发压缩装置、蒸汽分配装置、蒸汽利用装置、凝液回收装置、凝液综合处理装置和废气资源化回收装置，蒸发压缩装置包括低压蒸汽缓冲罐（3）、蒸汽压缩机（4）和高压蒸汽缓冲罐（5），蒸发釜与低压蒸汽缓冲罐相连，低压蒸汽缓冲罐与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机与高压蒸汽缓冲罐相连，高压蒸汽缓冲罐与蒸汽增湿饱和器相连，蒸汽增湿饱和器与高压蒸汽分配器相连，高压蒸汽分配器分别与蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器相连，蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器分别与凝液回收罐相连，本发明可节约能量约35%以上，加之蒸汽冷凝时消耗的循环水可节省12%以上，整体***可节能约47%以上。

Description

一种废蒸汽资源化利用及回收***
技术领域
本发明涉及一种石化、化工、医药、冶金、环保等工业领域应用的废蒸汽资源化利用及回收***，尤其是含氨或硫化氢等蒸发产生的废低压饱和水蒸汽净化处理及资源化利用及回收的工业化应用，也特别适用于类似工艺过程的单元操作。
背景技术
在蒸发结晶或浓缩过程中，溶液中的氨、硫化氢等组分会随着蒸汽一起排出，由于该蒸汽含有有害成分，且温度较高，通常不能直接排放，需要进行无害化处理。通常该蒸汽首先需要利用循环水作为冷媒，将蒸汽变为经过冷凝变为液相，然后液相再经泵加压后送入汽提塔（或精馏塔）净化处理，处理过程中塔釜需要利用蒸汽作为热源加热，塔顶排出的气相也需要冷却水进行冷凝，在蒸汽发生相变反复的过程中，能耗相对较高，而且公用工程配套较多、占地大、投资大、人员配置多、运行费高，从而造成了资源的巨大浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述废蒸汽处理过程中的缺陷，最大限度的降低能耗和节约资源，达到最优的经济效果。
为了实现上述目的，本发明的采用的技术方案是：一种废蒸汽资源化利用及回收***，它包括蒸发压缩装置、蒸汽分配装置、蒸汽利用装置、凝液回收装置、凝液综合处理装置和废气资源化回收装置，所述蒸发压缩装置包括低压蒸汽缓冲罐、蒸汽压缩机和高压蒸汽缓冲罐，所述蒸汽分配装置包括蒸汽增湿饱和器和高压蒸汽分配器，所述蒸汽利用装置包括再沸器、蒸发釜和富裕蒸汽冷凝器，所述凝液回收装置包括凝液回收罐，所述凝液综合处理装置包括汽提塔、凝液冷却器、综合冷凝器和回流泵，所述废气资源化回收装置包括综合反应器、缓冲罐和出料泵；所述蒸发釜与低压蒸汽缓冲罐相连，低压蒸汽缓冲罐与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机与高压蒸汽缓冲罐相连，高压蒸汽缓冲罐与蒸汽增湿饱和器相连，蒸汽增湿饱和器与高压蒸汽分配器相连，高压蒸汽分配器分别与蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器相连，再沸器与汽提塔相连，蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器分别与凝液回收罐相连，凝液回收罐通过提升泵分别与汽提塔和凝液冷却器相连，汽提塔顶部与综合冷凝器上部相连，综合冷凝器下部通过回流泵与汽提塔相连，综合冷凝器上部与综合反应器相连，综合反应器与缓冲器相连，再沸器和汽提塔下端通过塔釜泵和热交换器与蒸发釜相连。
蒸发釜(或其他设备)产生废低压饱和蒸汽后进入蒸发压缩装置，利用蒸发压缩装置将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，经蒸汽压缩机后的过热高压蒸汽进入蒸汽分配装置，利用蒸汽增湿饱和器饱和后，在高压蒸汽分配器中进行缓冲和分配，送至各用汽点。
从蒸汽利用装置排出的凝液统一进入凝液回收罐，经提升泵然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽，加压后，送至凝液综合处理装置。
凝液综合处理装置后，凝液一部分直接送入汽提塔的中上部，塔顶排出的气相经综合冷凝器冷凝后生成高浓度凝液，该凝液经回流泵加压后与另外一部分原冷凝液经冷却混合后，送入塔顶，未经综合冷凝器完全冷凝的高浓度气相送入后续废气资源化回收装置。
废气资源化回收装置后，高浓度气相在综合反应器中与脱盐水(或酸、碱溶液)在综合反应器反应吸收生成氨水（或溶液）并排入缓冲罐中，反应热由冷却水吸收后从化水出口管流走，最终产品经出料泵加压后在液位控制下排出***。
净化水经塔釜泵加压后，与自界外来的原料液进行换热，余热回收利用后排出***，原料液被加热后进入蒸发釜。
废蒸汽可由蒸发釜或其他类型设备产生（如汽提塔等），返回至蒸发釜的蒸汽也可返回至其他需要蒸汽的设备。
本发明整个废蒸汽资源化利用及回收***的特点在于：一是蒸发釜蒸发结晶或浓缩过程中产生的废蒸汽不用循环水冷却将其变为液相，液相也不经泵加压后送入汽提塔用蒸汽进行净化处理，而是将废蒸汽经蒸汽压缩机压缩后成为过热高压蒸汽，再进入蒸汽分配装置，利用蒸汽增湿饱和器饱和后，在高压蒸汽分配器中进行缓冲和分配进入蒸汽利用装置，再进入凝液回收罐，经提升泵加压后，凝液一部分直接送入汽提塔的中上部，从塔顶排出的气相经综合冷凝器冷凝后生成高浓度凝液，该凝液经回流泵加压后与另外一部分原冷凝液经冷却混合后，再送入塔顶，而未经综合冷凝器完全冷凝的高浓度气相送入后续废气资源化回收装置；二是利用废气资源化回收装置将塔顶排出的高浓度气相在综合反应器中与脱盐水(或酸、碱溶液)在综合反应器反应吸收生成氨水（或溶液）并排入缓冲罐中，反应热由冷却水吸收后从净化水出口进入塔釜泵加压后，与自界外来的原料液进行换热，余热回收利用后排出***，原料液被热交换器加热进入蒸发釜，最终产品经出料泵加压后在液位控制下排出***。
本发明在不改变相态下，只需要利用少量电能就可将低压饱和蒸汽热焓（显热）提高。低压蒸汽在压缩机加压过程中，会使蒸汽温度上升至过热，此时经蒸汽增湿饱和器处理后，蒸汽量增加，而且达到了饱和状态，进而作为二次能源使用。经过核算，实际压缩机消耗电能和常规生蒸汽相比，可节约能量约35%以上，加之蒸汽冷凝时消耗的循环水可节省12%以上，整体***可节能约47%以上。
附图说明
图1是本发明的利用和回收***各部份连接关系示意图。
在图中，1、蒸发釜 2、副含蒸汽管 3、低压蒸汽缓冲罐 4、蒸汽压缩机 5、高压蒸汽缓冲罐 6、蒸汽增湿饱和器 7、高压蒸汽分配器 8、富裕蒸汽冷凝器 9、再沸器10、热交换器 11、凝液回收罐 12 、凝液冷却器 13、缓冲罐 14、综合反应器 15、综合冷凝器 16、汽提塔 17、循环回水端 18、循环进水端 19、蒸母液进口 20、原料液进口 21、塔釜泵 22、回流泵 23、出料泵 24、提升泵 25、脱水出口 26、溶液出口 27、净化水出口 28、疏水阀。
具体实施方式
在图1中，废蒸汽资源化利用及回收***包括蒸发压缩装置、蒸汽分配装置、蒸汽利用装置、凝液回收装置、凝液综合处理装置和废气资源化回收装置，所述蒸发压缩装置包括低压蒸汽缓冲罐3、蒸汽压缩机4和高压蒸汽缓冲罐5，所述蒸汽分配装置包括蒸汽增湿饱和器6和高压蒸汽分配器7，所述蒸汽利用装置包括再沸器9、蒸发釜1和富裕蒸汽冷凝器8，所述凝液回收装置包括凝液回收罐11，所述凝液综合处理装置包括汽提塔16、凝液冷却器12、综合冷凝器15和回流泵22，所述废气资源化回收装置包括综合反应器14、缓冲罐13和出料泵23；所述蒸发釜通过副含蒸汽管2与低压蒸汽缓冲罐3相连，低压蒸汽缓冲罐与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机与高压蒸汽缓冲罐相连，高压蒸汽缓冲罐与蒸汽增湿饱和器相连，蒸汽增湿饱和器与高压蒸汽分配器相连，高压蒸汽分配器分别与蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器相连，再沸器与汽提塔相连，蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器分别与凝液回收罐相连，凝液回收罐通过提升泵24分别与汽提塔和凝液冷却器相连，汽提塔顶部与综合冷凝器15上部相连，综合冷凝器下部通过回流泵22与汽提塔相连，综合冷凝器上部与综合反应器14相连，综合反应器与缓冲器13相连，再沸器和汽提塔下端通过塔釜泵21和热交换器10与蒸发釜相连，热交换器分别与原料液进口20和溶液出口26相连，蒸发釜下端与蒸母液进口19相连，缓冲器通过出料泵23与脱水出口25相连，富裕蒸汽冷凝器分别与循环进水端18和循环回水端17相连，综合反应器、凝液冷却器分别与循环进水端和循环回水端相连，综合反应器上还连接有净化水出口27。此外再沸器与凝液回收罐之间设置有疏水阀28，各组成部份的连接管路上设置有压力表和阀门等。
在现有技术中常规废蒸汽处理过程中，首先需要将蒸汽冷凝，由于冷凝过程中释放出大量的冷凝热，即1吨废蒸汽需要消耗约90吨循环水冷却，循环水***占地较大，不仅需要消耗电能，而且还需要补充新鲜水。本发明的使用可使循环水的消耗量大幅减小，而且占地面积也大大降低。
在现有技术中常规废蒸汽处理过程中，凝液需要消耗循环水进行全部过冷。本发明仅仅需要10%的液体过冷，其余均可在泡点进料，从而减少了蒸汽的消耗，节约了能源。
本发明汽提塔顶排放气经过冷凝器冷预冷凝冷却后，冷凝液作为回流液泵送直接返回塔顶，未凝蒸汽进入后续***，在综合反应器中与脱盐水（或酸、碱溶液)在综合反应器反应吸收生成氨水（或溶液）并排入缓冲罐中，最终泵送出***。传统技术需要将塔顶气过冷，生产出较纯的气体，同时副产的凝液量较大。本发明根据水蒸气的性质，冷却至80℃左右，不仅产生凝液量较少，气体中含有的水分也可减小脱盐水的补充，而且可使冷凝过程的循环水消耗量降低。

Claims (2)

1.一种废蒸汽资源化利用及回收***，其特征是：它包括蒸发压缩装置、蒸汽分配装置、蒸汽利用装置、凝液回收装置、凝液综合处理装置和废气资源化回收装置，所述蒸发压缩装置包括低压蒸汽缓冲罐（3）、蒸汽压缩机（4）和高压蒸汽缓冲罐（5），所述蒸汽分配装置包括蒸汽增湿饱和器（6）和高压蒸汽分配器（7），所述蒸汽利用装置包括再沸器（9）、蒸发釜（1）和富裕蒸汽冷凝器（8），所述凝液回收装置包括凝液回收罐（11），所述凝液综合处理装置包括汽提塔（16）、凝液冷却器（12）、综合冷凝器（15）和回流泵（22），所述废气资源化回收装置包括综合反应器（14）、缓冲罐（13）和出料泵（24）；所述蒸发釜与低压蒸汽缓冲罐相连，低压蒸汽缓冲罐与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机与高压蒸汽缓冲罐相连，高压蒸汽缓冲罐与蒸汽增湿饱和器相连，蒸汽增湿饱和器与高压蒸汽分配器相连，高压蒸汽分配器分别与蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器相连，再沸器与汽提塔相连，蒸发釜、富裕蒸汽冷凝器和再沸器分别与凝液回收罐相连，凝液回收罐通过提升泵分别与汽提塔和凝液冷却器相连，汽提塔顶部与综合冷凝器上部相连，综合冷凝器下部通过回流泵与汽提塔相连，综合冷凝器上部与综合反应器相连，综合反应器与缓冲器相连，再沸器和汽提塔下端通过塔釜泵和热交换器（10）与蒸发釜相连。
2.根据权利要求1所述的一种废蒸汽资源化利用及回收***，其特征是：所述再沸器与凝液回收罐之间设置有疏水阀（28）。
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