阅读说明：本技术 一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法 (Method for reducing air separation energy consumption by utilizing flash evaporation low-pressure steam refrigeration of gasification furnace ) 是由 凡殿才 高明林 潘建田 张超 官进军 于 2019-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法。所述利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法包括以下步骤：S1、通过将汽化炉底部灰水进入高压闪蒸罐被闪蒸后,进入低压闪蒸罐进行进一步闪蒸。本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法,通过利用气化炉闪蒸低压蒸汽和溴化锂溶剂组成溴化锂吸收式制冷机,制得溴化锂冷冻水,在空分冷冻水换热器中与水冷塔来的冷冻水进行换热,将冷冻水降温后,再进入氨蒸发器进一步降温,降低了氨蒸发器的液氨消耗,减小了氨蒸发器的负荷；溴化锂溶液循环使用,充分利用了汽化炉闪蒸低压蒸汽的余热,同时也降低了空分预冷系统液氨的消耗,能耗被降低。(The invention provides a method for reducing air separation energy consumption by utilizing flash evaporation low-pressure steam refrigeration of a gasification furnace. The method for reducing air separation energy consumption by utilizing gasification furnace flash evaporation low-pressure steam refrigeration comprises the following steps: and S1, the grey water at the bottom of the vaporizing furnace enters a high-pressure flash tank to be flashed, and then enters a low-pressure flash tank to be further flashed. The method for reducing air separation energy consumption by utilizing the flash evaporation low-pressure steam refrigeration of the gasification furnace, provided by the invention, comprises the steps of forming a lithium bromide absorption refrigerator by utilizing the flash evaporation low-pressure steam of the gasification furnace and a lithium bromide solvent to prepare lithium bromide chilled water, carrying out heat exchange with chilled water from a water cooling tower in an air separation chilled water heat exchanger, cooling the chilled water, and then entering an ammonia evaporator for further cooling, so that the liquid ammonia consumption of the ammonia evaporator is reduced, and the load of the ammonia evaporator is reduced; the lithium bromide solution is recycled, the waste heat of the low-pressure steam flash evaporation of the gasification furnace is fully utilized, the consumption of liquid ammonia of an air separation precooling system is reduced, and the energy consumption is reduced.)

一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法

技术领域

本发明涉及空分装置降低能耗领域，尤其涉及一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法。

背景技术

在空分装置中，因对氮气的需求量比较大，分子筛吸附器的再生也需要很大一部分污氮气，可供水冷塔使用的污氮气严重不足。所以要设置冷水机组，使空气出空气冷却塔的温度不高于17℃，保证分子筛吸附器的体积不至于过大和正常生产。

出水冷塔冷冻水设计温度为16.3℃，空冷塔上部进水设计温度为10℃，这样才能保证出空冷塔的空气温度达到设计值12℃。这就需要氨蒸发器有足够的换热能力，其液氨消耗为6136Kg/h；液氨消耗很大，对冰机的负荷影响很大，加重了冰机的负荷。

因此，有必要提供一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法，解决了液氨消耗很大，对冰机的负荷影响很大，加重了冰机的负荷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法包括以下步骤：

S1、通过将汽化炉底部灰水进入高压闪蒸罐被闪蒸后，进入低压闪蒸罐进行进一步闪蒸；

S2、低压闪蒸罐顶部的闪蒸低压蒸汽进入溴化锂吸收式制冷机组，在发生器中加热溴化锂稀溶液，使其浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽；

S3、再将S2中的冷剂蒸汽排进冷凝器内，这时就会被流经凝汽器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水；

S4、再将冷剂水经U型管节流后排至蒸发器，在蒸发器内闪发降温后流入蒸发器冷剂水盘；

S5、进入蒸发器冷剂水盘的冷剂水被冷剂水泵进行抽出，再通过冷剂水泵将抽出的冷剂水喷淋在蒸发器传热管表面，吸收传热管内冷水的热量，进行沸腾和蒸发，形成冷剂蒸汽；

S6、再通过将冷剂蒸汽排进吸收器内部，这时就会被回到吸收器的浓溶剂进行吸收，而浓溶剂吸收了冷剂蒸汽后变成稀溶剂，再进入发生器内被加热浓缩；

S7、冷水进入蒸发器内的热量被冷剂水换热后，使得温度降低，再经过水泵加压后送至空分预冷系统的冷冻水换热器的壳程，并且与管程中冷冻水泵的冷冻水换热，冷水经换热器换热后，温度升高返回发生器内降温，进行循环使用；

S8、循环水经补水阀从水冷塔上部进入，与从水冷塔下部进入的污氮气传质传热，被降温后，由冷冻水泵加压后，进入冷冻水换热器的管程，与壳程的溴化锂冷水换热后，使其温度降低，并且排出的冷冻水换热器的冷冻水进入氨蒸发器的管程与壳程的液氨换热，温度被进一步降低后进入空冷塔的上部，为空冷塔提供冷却用水；

32℃的水冷塔C41102补水，经补水阀从水冷塔C41102上部进入，与从水冷塔C41102下部进入的污氮气传质传热，被降温至16.3℃后抽出，由冷冻水泵P41102加压后，进入冷冻水换热器的管程，与壳程的溴化锂冷水换热后温度降为11℃；出冷冻水换热器的冷冻水进入氨蒸发器的管程与壳程的液氨换热，温度被将至9℃后进入空冷塔的上部；为空冷塔提供冷却用水；

氨蒸发器的液氨消耗由6136Kg/h降低为1837Kg/h，使氨压机的3.8MPa蒸汽消耗，每小时减少0.8吨；同时出空冷塔空气温度由12℃降至10℃；最终使增压机的进气温度降低，使增压机的负荷降低，驱动机汽轮机的9.0MPa蒸汽消耗降低了0.1吨/h；进入冷箱的空气温度降低，装置的冷损减少，液体产量上升每天增加5吨液氧；如果3.8MPa蒸汽一顿按100元，如果9.0MPa蒸汽一顿按120元，液氧一顿700元，这样一天可以增加利润：0.8*100*24+0.1*120*24+5*700＝5708元。

优选的，所述S2中的闪蒸低压蒸汽的温度为140-150℃。

优选的，所述S8中降温至16.3℃-17.5℃。

优选的，所述冷冻水泵出口和氨蒸发器之间增加一台冷冻水换热器。

优选的，所述冷冻水换热器的换热面积为700m³，壳程走溴化锂冷冻水，设计压力为0.6Mpa。

优选的，所述管程走冷冻水泵来的冷冻水设计压力为1.3Mpa。

优选的，所述冷冻水换热器设有旁路阀，且所述冷冻水进换热器的管道高点出设有排气阀。

本发明还提供一种冷冻水泵安装组件，包括冷冻水泵本体和安装板，所述安装板的顶部固定连接有活动箱，所述活动箱的内壁的顶部和底部之间转动连接有转动轴，所述转动轴的外表面从上至下依次固定连接有第一锥齿轮和旋转板，所述冻水泵本体的底部的两侧均设置有L型限位块。

优选的，所述活动箱的内壁内壁的底部的两侧均滑动连接有滑动板，两个所述滑动板的顶部均固定连接有L型卡紧块，所述旋转板的顶部转动连接有两个驱动杆，两个所述驱动杆的另一端分别转动连接于两个所述滑动板的顶部。

优选的，所述活动箱的内壁的背面转动连接有旋转轴，所述旋转轴的外表面固定连接有与所述第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，所述旋转轴的一端贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的外部。

与相关技术相比较，本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法具有如下有益效果：

本发明提供一种利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法，本空分装置的预冷系统冷冻水是由水冷塔和氨蒸发器进行降温，对氨蒸发器的液氨消耗比较大，特别是在开车阶段，精馏系统没有污氮气采出时水冷塔基本上没有降温效果，冷冻水温度与水冷塔的补水温度是一样的；冷冻水的降温所需要的冷量全部由氨蒸发器提供，氨蒸发器的液氨消耗更大，而且很难把水温降到要求的工艺范围内，增加了冷冻水换热器后，能够很大限度地降低了氨蒸发器的负荷，而且能够把出空冷塔的空气温度降到设计值12℃；

通过利用气化炉闪蒸低压蒸汽和溴化锂溶剂组成溴化锂吸收式制冷机，制得溴化锂冷冻水，在空分冷冻水换热器中溴化锂冷冻水与水冷塔来的冷冻水进行换热，将冷冻水降温后，再进入氨蒸发器进一步降温，大大降低了氨蒸发器的液氨消耗，减小了氨蒸发器的负荷。溴化锂溶液循环使用，充分利用了汽化炉闪蒸低压蒸汽的余热，同时也降低了空分预冷系统液氨的消耗，能耗被降低。

附图说明

图1为本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的预冷系统工艺流程图；

图3为本发明提供的冷冻水泵安装组件的一种较佳实施例的结构示意图；

图4为图3所示的活动箱的截面俯视图。

图中标号：1、冷水进口温度测点，2、冷水出口温度，3、冷却水进口温度，4、蒸汽凝水温度，5、浓溶液喷淋温度，6、浓溶液出口温度，7、冷凝温度，8、蒸发温度，9、融晶管温度，10、冷水流量，11、自抽装置压力，12、蒸汽压力，13、自动排气装置压力，14、冷冻水泵本体，15、安装板，16、活动箱，17、转动轴，18、第一锥齿轮，19、旋转板，20、L型限位块，21、滑动板，22、L型卡紧块，23、驱动杆，24、旋转轴，25、第二锥齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的预冷系统工艺流程图；图3为本发明提供的冷冻水泵安装组件的一种较佳实施例的结构示意图；图4为图3所示的活动箱的截面俯视图。利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法包括以下步骤：

S1、通过将汽化炉底部灰水进入高压闪蒸罐被闪蒸后，进入低压闪蒸罐进行进一步闪蒸；

S2、低压闪蒸罐顶部的闪蒸低压蒸汽进入溴化锂吸收式制冷机组，在发生器中加热溴化锂稀溶液，使其浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽；

S3、再将S2中的冷剂蒸汽排进冷凝器内，这时就会被流经凝汽器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水；

S4、再将冷剂水经U型管节流后排至蒸发器，在蒸发器内闪发降温后流入蒸发器冷剂水盘；

S5、进入蒸发器冷剂水盘的冷剂水被冷剂水泵进行抽出，再通过冷剂水泵将抽出的冷剂水喷淋在蒸发器传热管表面，吸收传热管内冷水的热量，进行沸腾和蒸发，形成冷剂蒸汽；

S6、再通过将冷剂蒸汽排进吸收器内部，这时就会被回到吸收器的浓溶剂进行吸收，而浓溶剂吸收了冷剂蒸汽后变成稀溶剂，再进入发生器内被加热浓缩；

S7、冷水进入蒸发器内的热量被冷剂水换热后，使得温度降低，再经过水泵加压后送至空分预冷系统的冷冻水换热器的壳程，并且与管程中冷冻水泵的冷冻水换热，冷水经换热器换热后，温度升高返回发生器内降温，进行循环使用；

S8、循环水经补水阀从水冷塔上部进入，与从水冷塔下部进入的污氮气传质传热，被降温后，由冷冻水泵加压后，进入冷冻水换热器的管程，与壳程的溴化锂冷水换热后，使其温度降低，并且排出的冷冻水换热器的冷冻水进入氨蒸发器的管程与壳程的液氨换热，温度被进一步降低后进入空冷塔的上部，为空冷塔提供冷却用水；

本空分装置的预冷系统冷冻水是由水冷塔和氨蒸发器进行降温，对氨蒸发器的液氨消耗比较大；特别是在开车阶段，精馏系统没有污氮气采出时水冷塔基本上没有降温效果，冷冻水温度与水冷塔的补水温度是一样的(通常30℃左右)；冷冻水的降温所需要的冷量全部由氨蒸发器提供，氨蒸发器的液氨消耗更大，而且很难把水温降到要求的工艺范围内；增加了冷冻水换热器后，能够很大限度地降低了氨蒸发器的负荷，而且能够把出空冷塔的空气温度降到设计值12℃；

本空分装置采用的时氨蒸发器作为给冷冻水进一步降温的换热器，使满足空冷塔上段的冷却用水。利用合成氨压缩机来的液氨作为制冷剂。中压液氨通过节流阀减压(并降温)进入氨蒸发器，使其吸热汽化，吸收冷冻水的热量，使冷冻水进一步降温。汽化后的气氨在回到氨压缩机的进口经压缩、冷凝后循环使用；

水冷塔为水冷塔C41102、冷冻水泵为冷冻水泵P41102、氨蒸发器为氨蒸发器E41101、进出水管口为进出水管口DN200

32℃的水冷塔补水，经补水阀从水冷塔上部进入，与从水冷塔下部进入的污氮气传质传热，被降温至16.3℃后抽出，由冷冻水泵P41102加压后，进入冷冻水换热器的管程，与壳程的溴化锂冷水换热后温度降为11℃；出冷冻水换热器的冷冻水进入氨蒸发器的管程与壳程的液氨换热，温度被将至9℃后进入空冷塔的上部；为空冷塔提供冷却用水；

氨蒸发器的液氨消耗由6136Kg/h降低为1837Kg/h，使氨压机的3.8MPa蒸汽消耗，每小时减少0.8吨；同时出空冷塔空气温度由12℃降至10℃；最终使增压机的进气温度降低，使增压机的负荷降低，驱动机汽轮机的9.0MPa蒸汽消耗降低了0.1吨/h；进入冷箱的空气温度降低，装置的冷损减少，液体产量上升每天增加5吨液氧；如果3.8MPa蒸汽一顿按100元，如果9.0MPa蒸汽一顿按120元，液氧一顿700元，这样一天可以增加利润：0.8*100*24+0.1*120*24+5*700＝5708元。

优选的，所述S2中的闪蒸低压蒸汽的温度为140-150℃。

优选的，所述S8中降温至16.3℃-17.5℃。

优选的，所述冷冻水泵出口和氨蒸发器之间增加一台冷冻水换热器；

冷冻水泵出口和氨蒸发器之间增加一台冷冻水换热器，用于冷冻水与溴化锂冷水换热。

优选的，所述冷冻水换热器的换热面积为700m³，壳程走溴化锂冷冻水，设计压力为0.6Mpa。

优选的，所述管程走冷冻水泵来的冷冻水设计压力为1.3Mpa。

优选的，所述冷冻水换热器设有旁路阀，且所述冷冻水进换热器的管道高点出设有排气阀；

冷冻水换热器设有旁路阀，若没有供给溴化锂冷水或换热器检修时，可打开冷冻水换热器旁路阀，关闭冷冻水进出冷冻水换热器手阀，将冷冻水换热器切掉；同时在冷冻水换热器上设有壳程排气阀，在冷冻水进换热器的管道高点出设有排气阀，在冷冻水换热器投用时排尽管道和换热器内空气，保证冷冻水换热器的换热效果。在换热器和管道的低点设有导淋，用于冷冻水换热器停运后排尽换热器和管道内的积水。

本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法的工作原理如下：

通过将汽化炉底部灰水进入高压闪蒸罐被闪蒸后，进入低压闪蒸罐进行进一步闪蒸；

低压闪蒸罐顶部的闪蒸低压蒸汽进入溴化锂吸收式制冷机组，在发生器中加热溴化锂稀溶液，使其浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽；

再将S2中的冷剂蒸汽排进冷凝器内，这时就会被流经凝汽器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水；

再将冷剂水经U型管节流后排至蒸发器，在蒸发器内闪发降温后流入蒸发器冷剂水盘；

进入蒸发器冷剂水盘的冷剂水被冷剂水泵进行抽出，再通过冷剂水泵将抽出的冷剂水喷淋在蒸发器传热管表面，吸收传热管内冷水的热量，进行沸腾和蒸发，形成冷剂蒸汽；

再通过将冷剂蒸汽排进吸收器内部，这时就会被回到吸收器的浓溶剂进行吸收，而浓溶剂吸收了冷剂蒸汽后变成稀溶剂，再进入发生器内被加热浓缩；

冷水进入蒸发器内的热量被冷剂水换热后，使得温度降低，再经过水泵加压后送至空分预冷系统的冷冻水换热器的壳程，并且与管程中冷冻水泵的冷冻水换热，冷水经换热器换热后，温度升高返回发生器内降温，进行循环使用；

循环水经补水阀从水冷塔上部进入，与从水冷塔下部进入的污氮气传质传热，被降温后，由冷冻水泵加压后，进入冷冻水换热器的管程，与壳程的溴化锂冷水换热后，使其温度降低，并且排出的冷冻水换热器的冷冻水进入氨蒸发器的管程与壳程的液氨换热，温度被进一步降低后进入空冷塔的上部，为空冷塔提供冷却用水。

与相关技术相比较，本发明提供的利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法具有如下有益效果：

本空分装置的预冷系统冷冻水是由水冷塔和氨蒸发器进行降温，对氨蒸发器的液氨消耗比较大，特别是在开车阶段，精馏系统没有污氮气采出时水冷塔基本上没有降温效果，冷冻水温度与水冷塔的补水温度是一样的；冷冻水的降温所需要的冷量全部由氨蒸发器提供，氨蒸发器的液氨消耗更大，而且很难把水温降到要求的工艺范围内，增加了冷冻水换热器后，能够很大限度地降低了氨蒸发器的负荷，而且能够把出空冷塔的空气温度降到设计值12℃；

通过利用气化炉闪蒸低压蒸汽和溴化锂溶剂组成溴化锂吸收式制冷机，制得溴化锂冷冻水，在空分冷冻水换热器中溴化锂冷冻水与水冷塔来的冷冻水进行换热，将冷冻水降温后，再进入氨蒸发器进一步降温，大大降低了氨蒸发器的液氨消耗，减小了氨蒸发器的负荷。溴化锂溶液循环使用，充分利用了汽化炉闪蒸低压蒸汽的余热，同时也降低了空分预冷系统液氨的消耗，能耗被降低。

请结合参阅图3-4，另外，本发明还提供一种冷冻水泵安装组件，用于用于安装利用气化炉闪蒸低压蒸汽制冷降低空分能耗的方法的冷冻水泵，包括冷冻水泵本体14和安装板15，所述安装板15的顶部固定连接有活动箱16，所述活动箱16的内壁的顶部和底部之间转动连接有转动轴17，所述转动轴17的外表面从上至下依次固定连接有第一锥齿轮18和旋转板19，所述冻水泵本体14的底部的两侧均设置有L型限位块20；

L型限位块20的设置，主要是便于冷冻水泵本体14与活动箱16内部的两个L型卡紧块22进行卡紧，进而完成连接关系，而且活动箱16底部的安装板15与外界汽车进行固定安装。

所述活动箱16的内壁内壁的底部的两侧均滑动连接有滑动板21，两个所述滑动板21的顶部均固定连接有L型卡紧块22，所述旋转板19的顶部转动连接有两个驱动杆23，两个所述驱动杆23的另一端分别转动连接于两个所述滑动板21的顶部；

通过两个滑动板21相对或相离方向的运动，可以带动两个L型卡紧块22相对方向或相离方向运动，通过两个L型卡紧块22相对方向的运动，就可以对处于活动箱16内部的两个L型限位块20进行卡紧，进而完成对冷冻水泵本体14的安装，活动箱16顶部的两侧均设置有卡孔，便于两个L型限位块20的插入。

所述活动箱16的内壁的背面转动连接有旋转轴24，所述旋转轴24的外表面固定连接有与所述第一锥齿轮18相啮合的第二锥齿轮25，所述旋转轴24的一端贯穿所述活动箱16并延伸至所述活动箱16的外部；

通过带动旋转轴24的旋转，可以带动第一锥齿轮18和第二锥齿轮25进行旋转，进而带动转动轴17进行旋转，而转动轴17的旋转，就会带动旋转板19进行旋转，而旋转板19的旋转，就会带动两个驱动杆23进行展开和收缩运动，通过两个驱动杆23展开和收缩的运动，就可以带动两个两个滑动板21和两个L型卡紧块22相对方向或相离方向运动，进而可以对处于活动箱16内部的两个L型限位块20进行卡紧，完成安装，而且可以失去对活动箱16内部的两个L型限位块20的卡紧，完成拆卸，操作简单，更加便于使用，便于工作人员对冷冻水泵的维护，而且只需操作一个步骤，就能连贯带动其他组件，完成安装和拆卸，省时省力。

其中，该冷冻水泵安装组件的具体结构参照上述实施例，由于冷冻水泵安装组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。