氨吸收制冷在聚乙二醇二甲醚脱碳工艺上的应用.pdf

氨吸收制冷在NHD脱碳工艺上的应用，是利用变换气剩余的低品位热能，达到气氨—液氨和氨水的循环使用，以保证NHD脱碳正常运行所需冷量。特点是采用了具有高效换热的波纹管和板式换热器，更大程度的提高了换热效率，同时对吸收器的氨水出入口及其喷淋板底部加以改进，使液位和进气量得以更好调节；新增了开车初期配制氨水浓度的循环管，使整套工艺完善化。具有设备简单，易加工，易操作，节能显著等特点。

1、  专利特征在于氨吸收制冷工艺用于NHD脱碳系统，其工艺设备包括：NHD脱碳氨冷器(1)、过冷器(2)、氨吸收器(3)、发生器(7)、精馏塔(6)和回流冷凝器(12)，氨冷凝器(9)，以及与氨水泵(4)相连的浓氨水贮槽(11)和氨水换热器(5)组成。

2、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺设备中的氨吸收器(3)、氨冷凝器(9)、回流冷凝器(12)均采用高效换热的波纹管。

3、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺设备中氨水换热器(5)采用耐压3.5Mpa的板式换热器。

4、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺设备中氨吸收器(3)的氨水出入口新增管线及连通阀使吸收器内液位得以更好调节。

5、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺设备中氨吸收器(3)的喷淋板底部新增气氨分布管及阀门，使进气均匀且可适当调节进气量。

6、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺在流程上新增开车初期配制氨水浓度的循环管，代替开工蒸发器，形成氨吸收器(3)、浓氨水贮槽(11)、氨水泵(4)、调节阀的小循环。

7、  按权利要求1所述的氨吸收制冷工艺设备氨冷凝器(9)的热量用于锅炉给水加热。

氨吸收制冷在聚乙二醇二甲醚脱碳工艺上的应用
本发明涉及一种实用节能工艺—氨吸收制冷工艺首次应用于NHD(聚乙二醇二甲醚)脱碳系统，达到节能降耗操作稳定的满意效果。
随着市场经济的日益推进和农业现代化程度的不断提高，近年来化肥行业发展迅速，如何采用先进的技术在合理、高效、节能的基础上增加现有的生产能力，使企业具备一定的市场竞争力，是所有中小氮肥企业摆脱危机的关键。
本发明的目的是将变换气剩余的低品位热能用于氨吸收制冷，以保证NHD脱碳正常运行所需冷量。
采用氨吸收制冷的目的①NHD脱碳取代原热钾碱法脱碳改造后，变换气剩余的低品位热能较多，如果这部分热量不能利用，不仅增加了低变水冷器的冷却水用量还浪费了可以回收的热量；②NHD脱碳属物理吸收，需低温操作，传统的氨压缩制冷需消耗大量的电能，而氨吸收制冷则利用低温余热；综合以上原因选择氨吸收制冷。
为实现上述目的，采用了如下技术方案：将氨吸收制冷工艺用于NHD脱碳系统，其工艺设备包括：NHD脱碳氨冷器(1)、过冷器(2)、氨吸收器(3)、低变气与氨水进行换热的发生器(7)，将氨水蒸汽与从塔中部下来的浓氨水，浓度为42％，热质交换并上升至波纹填料进行提馏与精馏，使氨气纯度达到99.8％以上的精馏塔(6)和回流冷凝器(12)，以及氨冷凝器(9)，氨水泵(4)连接的浓氨水贮槽(11)与氨水换热器(5)组成。特点是采用了具有高效换热地波纹管(波纹管传热系数为直壁列管式的1倍多)用于氨吸收器、氨冷凝器和回流冷凝器，同时在氨水换热器中采用耐压3.5MPa的板式换热器(板式换热器传热系数为直壁列管式的2.5倍)，都更大程度的提高了换热效率，同时对氨吸收器的氨水出入口新增连通管线及阀门，使氨吸收器内液位得以更好调节，并将其喷淋板底部加以改进，新增气氨分布管及其阀门，使进气均匀且可适当调节进气量；新增了开车初期配制氨水浓度的循环管，代替开工蒸发器，形成氨吸收器、浓氨水贮槽、氨水泵、调节阀的小循环。其中氨冷凝器的热量用于锅炉给水加热。氨吸收制冷工艺流程简述：
氨吸收制冷流程主要由吸收、精馏、冷凝、节流膨胀、蒸发所组成。来自NHD脱碳氨冷器的-10℃低压气氨(约0.3Mpa)同合成车间来的部分气氨汇合后，先进入过冷器与1.4MPa的液氨换热，再进入氨吸收器组(3组)，由稀氨水溶液(浓度30％，温度46℃)进行吸收，吸收反应热由低于28℃的冷却水带走。吸收后的浓氨水(浓度42％)溶液流入浓氨水贮槽，然后由氨水泵把浓氨水打入溶液换热器，与来自精馏塔底的稀氨水溶液换热，浓氨水被加热至接近泡点温度(92℃)后进入精馏塔中部，先喷淋在高效波纹填料层，与上升的氨水蒸气进行热质交换，本身浓度变稀，再流入发生段。精馏塔顶浓度为99.8％以上的氨气少部分经回流冷凝器冷凝下来，大部分去氨冷凝器(2台)，氨气由循环冷却水冷凝成液氨。由低变系统来的145-200℃变换气供给发生器热量，加热精馏塔底溶液。塔底的稀溶液经氨水换热器与浓氨水溶液换热降温至46℃后，去氨吸收器吸收气氨，并增浓至42％，流量为40-140t/h。又从精馏塔顶放出高压氨气，经冷凝后供用户使用。气氨—液氨和氨水如此不断循环。
氨吸收制冷工艺特点：
1、有利于热能的综合利用。如合成氨生产中的变换气余热或低压蒸气都可作为热源。
2、氨吸收制冷比氨压缩制冷节电显著。
3、设备简单，容易加工制造，除氨水泵外都是静置设备，全部可以露天安装，且占地面积小。
4、操作弹性大，一般适用于8.36～20.9×10⁶kJ/h的规模，能在30～110％设计范围内正常运行。
5、其装置投资和操作费用都随蒸发温度的降低而升高。
下面结合附图及实施例作进一步说明。
图1是本发明的实施例——氨吸收制冷工艺应用于聚乙二醇二甲醚(即NHD)脱碳系统的工艺流程图。
如图1，图中有1-NHD脱碳氨冷器；2-过冷器；3-氨吸收器(3组)；4-氨水泵；5-氨水换热器；6-精馏塔；7-发生器；8-脱盐水加热器；9-氨冷凝器；10-液氨贮槽；11-浓氨水贮槽；12-回流冷凝器。
举一实例，并加以说明：
我公司利用生产余热进行氨吸收制冷，总投资大约400万元。获得冷量约20.9×10⁶kJ/h，这相当于12台8AS17型冰机的制冷量。12台冰机耗电费用780万元/年，扣除氨水泵电费及其它费用后，年净效益600万元，再加上氨冷凝器回收的热量(约300万kcal/h，折人民币160万元/年)，氨吸收制冷系统每年可为工厂节约760万元。从用水量方面，综合氨吸收制冷和合成氨系统，水量并没有增加。由此可见，氨吸收制冷用于NHD脱碳系统，为低品位热能的回收开辟了新的途径，同时给工厂带来的可观的经济效益。