多級高壓液氨壓力能回收系統技術方案

本實用新型專利技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，包括：第一加熱器；第二加熱器，與第一加熱器通過管路連接；第一膨脹機，與第二加熱器通過管路連接；第一做功設備，與第一膨脹機的輸出軸連接，以利用氨氣做功；第三加熱器，與第一膨脹機通過管路連接；第二膨脹機，與第三加熱器通過管路連接；第二做功設備，與第二膨脹機的輸出軸連接，以利用氨氣做功。本實用新型專利技術的多級高壓液氨壓力能回收系統充分利用了合成氨工廠的高壓液氨的壓力能和低品位的余熱，通過膨脹機回收能量，在保證合成氨裝置正常運行的情況下有效的節約能源和利用了低品位熱能，達到節能環保的目的。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及壓力能與熱量的回收利用領域，特別是涉及一種多級高壓液氨壓力能回收系統。
技術介紹
氨的用途十分廣泛。以氨為原料可生產多種氮肥，如尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨等，還可生產多種復合肥，如磷肥等。氨也是重要的工業原料，可以參與形成硝酸、純堿及各種含氮無機鹽。合成氨的原料是氫氣和氮氣。合成氨工藝中，根據操作壓力可以分為高壓法、中壓法和低壓法。由于中壓法具有技術上和經濟上的優勢，因此國內大部分小型合成氨廠主要采用中壓法進行氨合成。合成氨反應結束后，合成氣由合成塔排出，合成氣經冷卻分離出高壓液氨，高壓液氨通過節流閥減壓至2MPa左右的壓力進入儲罐儲存。通常，合成氣分離的高壓液氨帶有很多熱量及壓力能，現有技術中缺乏對之有效利用的手段，造成極大的浪費。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種可以對高壓液氨所攜帶的熱能與壓力能充分利用的多級高壓液氨壓力能回收系統。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，包括：用于對液氨進行加熱的加熱器，使所述液氨變成氨氣；用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機，與所述加熱器通過管路連接；第一做功設備，與所述第一膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于對第一膨脹機排出的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機，與所述第一膨脹機通過管路連接；第二做功設備，與所述第二膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于冷卻第二膨脹機排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備，與所述第二膨脹機通過管路連接。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，包括：用于對液氨進行加熱的第一加熱器；用于對第一加熱器加熱后的液氨進行二次加熱，使所述液氨變成氨氣的第二加熱器，與所述第一加熱器通過管路連接；用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機，與所述第二加熱器通過管路連接；第一做功設備，與所述第一膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于對第一膨脹機排出的氨氣進行加熱的第三加熱器，與所述第一膨脹機通過管路連接；用于對第三加熱器加熱后的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機，與所述第三加熱器通過管路連接；第二做功設備，與所述第二膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于冷卻第二膨脹機排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備，與所述第二膨脹機通過管路連接。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器、所述第二加熱器、所述第三加熱器為電加熱器或加熱爐。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器、第二加熱器、所述第三加熱器為低品位熱源加熱器，所述第一加熱器、第二加熱器中的加熱媒介為蒸汽，所述第一加熱器與第二加熱器的結構相同，所述第一加熱器中蒸汽的溫度低于第二加熱器中的蒸汽溫度。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器包括換熱腔室、一端與蒸汽管網連通且另一端伸入換熱腔室的輸入管路以及輸出管路，所述輸出管路的一端伸入所述換熱腔室，所述輸出管路的另一端與凝液管網連通，用于輸送所述液氨的輸氨管路經過所述換熱腔室，以利用所述換熱腔室內的蒸汽對所述液氨加熱。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器還包括安裝于輸出管路上的蒸汽凝液罐以及凝液管路，所述凝液管路的一端與輸入管路連通，所述凝液管路的另一端與所述蒸汽凝液罐連通。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一加熱器包括多個串聯或并聯的第一子加熱器，所述第二加熱器包括多個串聯或并聯的第二子加熱器，所述第一子加熱器、所述第二子加熱器為低品位熱源加熱器或電加熱器或加熱爐。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統，其中，所述第一膨脹機、所述第二膨脹機為螺桿膨脹機或渦輪膨脹機或透平膨脹機或活塞膨脹機，所述第一做功設備、所述第二做功設備為發電機或壓縮機或泵，所述冷卻設備為水冷器或空冷器或制冷機。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統充分利用了合成氨工廠的高壓液氨的壓力能和低品位的余熱，通過膨脹機回收能量，在保證合成氨裝置正常運行的情況下有效的節約能源和利用了低品位熱能，達到節能環保的目的。附圖說明圖1為本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統的實施例一的結構示意圖；圖2為圖1中第一加熱器的結構示意圖；圖3為本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統的實施例二的第一加熱器的結構示意圖。具體實施方式實施例一如圖1、圖2所示，本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統的實施例，包括：用于對液氨進行加熱的第一加熱器E1；用于對第一加熱器E1加熱后的液氨進行二次加熱，使液氨變成氨氣的第二加熱器E3，與第一加熱器E1通過管路連接；用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機ET1，與所述第二加熱器E3通過管路連接；第一做功設備M，與所述第一膨脹機ET1的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于對第一膨脹機ET1排出的氨氣進行加熱的第三加熱器E4，與所述第一膨脹機ET1通過管路連接；用于對第三加熱器E4加熱后的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機ET2，與所述第三加熱器E4通過管路連接；第二做功設備M，與所述第二膨脹機ET2的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于冷卻第二膨脹機ET2排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備E2，與所述第二膨脹機ET2通過管路連接。利用本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統的實施例一進行高壓液氨壓力能回收，包括:首先將40℃，80bar(a)的液氨通過管線1進入第一加熱器E1加熱到130℃左右，然后通過管線2進入第二加熱器E3加熱到170℃左右，最終液氨變成高溫高壓——即170℃、80bar(a)的氨氣，氨氣通過管線3進入第一膨脹機ET1膨脹，高溫高壓的氨氣變為中溫中壓——即107℃、40bar(a)的氨氣，然后中溫中壓的氨氣通過管線4進入第三加熱器E4加熱升溫至130-140℃，升溫后的氨氣進入第二膨脹機ET2膨脹，膨脹為18bar、40℃左右的氨氣，與此同時，第一膨脹機ET1和第二膨脹機ET2輸出軸功帶動發電機M發電，膨脹后的氨氣通過管線6進入水冷器E2降溫至40℃左右并液化成液氨。本技術的多級高壓液氨壓力能回收系統的實施例，其中，第一加熱器E1、第二加熱器E3、第三加熱器E4為低品位熱源加熱器，第一加熱器E1、第二加熱器E3、第三加熱器E4的加熱媒介為蒸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多級高壓液氨壓力能回收系統，其特征在于，包括：用于對液氨進行加熱的加熱器，使所述液氨變成氨氣；用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機，與所述加熱器通過管路連接；第一做功設備，與所述第一膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于對第一膨脹機排出的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機，與所述第一膨脹機通過管路連接；第二做功設備，與所述第二膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；用于冷卻第二膨脹機排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備，與所述第二膨脹機通過管路連接。

【技術特征摘要】
1.一種多級高壓液氨壓力能回收系統，其特征在于，包括：
用于對液氨進行加熱的加熱器，使所述液氨變成氨氣；
用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機，與所述加熱器通過管路
連接；
第一做功設備，與所述第一膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；
用于對第一膨脹機排出的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機，與所述第
一膨脹機通過管路連接；
第二做功設備，與所述第二膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；
用于冷卻第二膨脹機排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備，與所
述第二膨脹機通過管路連接。
2.一種多級高壓液氨壓力能回收系統，其特征在于，包括：
用于對液氨進行加熱的第一加熱器；
用于對第一加熱器加熱后的液氨進行二次加熱，使所述液氨變成氨氣的第
二加熱器，與所述第一加熱器通過管路連接；
用于對所述氨氣膨脹降溫降壓處理的第一膨脹機，與所述第二加熱器通過
管路連接；
第一做功設備，與所述第一膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；
用于對第一膨脹機排出的氨氣進行加熱的第三加熱器，與所述第一膨脹機
通過管路連接；
用于對第三加熱器加熱后的氨氣膨脹降溫降壓處理的第二膨脹機，與所述
第三加熱器通過管路連接；
第二做功設備，與所述第二膨脹機的輸出軸連接，以利用所述氨氣做功；
用于冷卻第二膨脹機排出的氨氣，使所述氨氣變成液氨的冷卻設備，與所
述第二膨脹機通過管路連接。
3.如權利要求2所述的高壓液氨壓力能回收系統，其特征在于，所述第
一加熱器、第二加熱器、所述第三加熱...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姬芳芳，侯國建，閆海瑞，
申請(專利權)人：北京中科瑞奧能源科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11