制氢装置中变气低温余热回收再利用装置的制作方法

本实用新型涉及一种制氢装置中变气低温余热回收再利用装置。

背景技术：

在干气制氢装置中，中变气经换热产汽后温度仍高达在170±5℃，与进装置的除盐水换热后，进中变空冷前温度达到145℃，造成除氧水温过高，除氧器乏汽增加，除氧器压力上升，除盐水大量蒸发损耗。且中变气进中变气/除盐水换热器旁路略开，热量为充分吸收，造成中变空冷负荷增大。本流程存在不仅浪费除氧水，而且增加电耗，使整个系统生产成本增加。

装置燃料气加温器主要目的是提高燃料气入炉前的温度，提高燃料温度，降低燃烧所需热量，降低装置燃料消耗。燃料气温度通常为30℃，通过燃料气加温器加温至60—80℃，热源为1.0mpa管网蒸汽，产生凝结水送凝结水管网。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是利用干气制氢装置中变气中的低温余热，直供燃料气加温器作为热源，替代原有的1.0mpa蒸汽热源系统，整体优化装置的用能平衡，充分回收产品中的低温热能，降低装置燃料消耗，节约蒸汽消耗和电耗，从而降低装置能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型包括干气制氢装置和燃料气加温器，干气制氢装置具有中变气/脱氧水换热器及中变气除盐水换热器，自中变反应来的中变气经过中变气/脱氧水换热器换热后进入中变气第一分液罐，其结构特点是经中变气第一分液罐分液后的中变气经第一蒸汽管路连通到蒸汽发生器的热源进口，经蒸汽发生器取热后的中变气自蒸汽发生器的热源出口经第二蒸汽管路连通到中变气除盐水换热器，再与自管网来的除盐水在中变气除盐水换热器中换热并在中变气第二分液罐中分液；所述蒸汽发生器产生的蒸汽经第三蒸汽管路连通到燃料气加温器。

所述第一蒸汽管路与第二蒸汽管路之间设有第四蒸汽管路，第四蒸汽管路上设有闸阀。

所述中变气/脱氧水换热器由除氧器经除氧水泵供液，所述蒸汽发生器亦由除氧器经除氧水泵供液。

采用上述结构后，由于在干气制氢质装置内，中变气所携带的热量存在一定的热源优化空间，通过装置内用能平衡优化，通过增设一台蒸汽发生器，取走中变气中170℃左右温位的部分热量，产出0.30mpa饱和蒸汽，直供燃料气加温器作为热源，替代原有的1.0mpa蒸汽热源系统，整体优化装置的用能平衡，充分回收产品中的低温热能，降低装置燃料消耗，节约蒸汽消耗和电耗，从而降低装置能耗。同时，由于取走中变气部分热量，以降低中变气空冷器的入口温度（降至125℃左右）和除氧水温度，进而可以减少中变气空冷器的风机负荷，减少其空冷耗电。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述：

图1为现有技术中干气制氢装置的结构示意图；

图2为现有技术中装置燃料气加温器的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

图1所示的干气制氢装置，自中变反应来的中变气经过中变气/脱氧水换热器1换热后进入中变第一分液罐2，分液后再与除盐水在中变气/除盐水换热器16换热并在中变气第二分液罐19分液，最后经中变气冷却器20冷却到30—40℃后进入中变气第三分液罐（图中未示出）分液。该装置为10000nm³/h干气制氢装置，满负荷经中变空冷器前中变气流量为15000nm³/h左右，其中170℃温位的热量用于给中变气/除盐水换热器16后送至除氧器13，其中中变气/除盐水换热器16冷端除盐水入口温度约40℃，出口温度145℃，而除氧器除氧水温度控制102℃，此温度进入除氧器产生大量蒸发蒸汽，不仅除氧器造成冲击，而且装置后续流程中变气必须经过增加中变气冷却器20负荷来降低温度，因此必须将这部分热量转移或吸收，因此只能通过降低中变气/除盐水换热器16热源温度来实现。综合来看，此温位中变气中的低温余热利用还存在很大的优化调整空间。

自管网17来除盐水经中变气/除盐水换热器16换热后进入除氧器13进行除氧，后经除氧水泵12升压至所需压力与中变气/除氧水换热器1换热升温后进入转化汽包，除氧器13所需蒸汽来自管网14，热源为1.0mpa蒸汽。

图2所示的装置燃料气加温器，自装置外燃料气管网25来的燃料气进入燃料气缓冲罐24分液后进入燃料气加温器21壳程，自蒸汽管网来的1.0mpa蒸汽进入燃料气加温器管程，给燃料气进行加温，将燃料气升温至60—80℃后进入加热炉系统燃烧，燃料气加温器21产生的凝结水去凝结水管网。

图3所示的制氢装置中变气低温余热回收再利用装置，包括干气制氢装置和燃料气加温器21，干气制氢装置为10000nm³/h干气制氢装置，满负荷经中变空冷器前中变气流量为15000nm³/h左右，干气制氢装置具有中变气/脱氧水换热器1及中变气除盐水换热器16，自中变反应来的中变气经过中变气/脱氧水换热器1换热后进入中变气第一分液罐2，经中变气第一分液罐2分液后的中变气经第一蒸汽管路3连通到蒸汽发生器5的热源进口，蒸汽发生器5的热源出口经第二蒸汽管路7连通到中变气除盐水换热器16，再与自管网17来的除盐水在中变气除盐水换热器16换热并在中变气第二分液罐19分液，中变气第一分液罐2及中变气第二分液罐19底部设有酸性水排出管，酸性水排出管上设有闸阀，中变气第一分液罐2及中变气第二分液罐19产生的酸性水经底部酸性水排出管进入汇流管10去汽提塔。蒸汽发生器5产生的蒸汽经第三蒸汽管路6连通到燃料气加温器21，蒸汽发生器5为0.3mpa蒸汽发生器，产生0.30mpa饱和蒸汽（约1t/h），在出口压力控制阀的调节下，进入燃料气加温器21管程对壳程燃料气进行加温，第一蒸汽管路3及第三蒸汽管路6为0.3mpa蒸汽管路。在第一蒸汽管路3与第二蒸汽管路7之间设有第四蒸汽管路4，第四蒸汽管路4上设有闸阀，以调整中变气除盐水换热器16的进气温度及压力。自管网17来的除盐水经中变气/除盐水换热器16换热后经除盐水管路15进入除氧器13进行除氧，后经除氧水泵12升压至所需压力经除氧水管路11与中变气/除氧水换热器1换热升温后进入转化汽包，除氧器13所需蒸汽来自管网14，热源为1.0mpa蒸汽。经除氧器13除氧后的除氧水（约1t/h）通过除氧水泵12升压至所需压力经另一管路9输送给蒸汽发生器5，在管路9上设有闸阀，在蒸汽发生器5底部设有排污管线8，以定期排污，防止杂质沉积。来自第二蒸汽管路7的中变气经中变气除盐水换热器16换热并在中变气第二分液罐19中分液，经第二分液罐蒸汽管路18连通到中变气冷却器20，最后经中变气冷却器20冷却到30—40℃后进入中变气第三分液罐（图中未示出）分液。自装置外燃料气管网25来的燃料气进入燃料气缓冲罐24分液后经缓冲罐顶部管路23进入燃料气加温器21壳程，自蒸汽发生器5经第三蒸汽管路6来的0.3mpa蒸汽进入燃料气加温器21管程，给燃料气进行加温，将燃料气升温至60—80℃后进入加热炉系统燃烧，燃料气加温器21产生的凝结水经凝结水管路22去凝结水管网，在燃料气缓冲罐24底部设有排凝管26，排凝管26上设有闸阀。

本实用新型的工作原理是：

自中变反应来的中变气经过中变气/脱氧水换热器1换热后进入中变气第一分液罐2，分液后的中变气经0.3mpa第一蒸汽管路3作为蒸汽发生器5热源给除氧水泵12来的除氧水进行加温，通过控制中变气的温度产生0.3mpa蒸汽，产生的0.3mpa蒸汽经过压力控制送至燃料气加温器21给燃料气加温至60—80℃。

经0.3mpa蒸汽发生器5取热后的中变气再与除盐水在中变气除盐水换热器16换热并在中变气第二分液罐19分液，最后经中变气冷却器20冷却到30—40℃后进入中变气第三分液罐（图中未示出）分液。

自管网17来除盐水经中变气/除盐水换热器16换热后进入除氧器13进行除氧，后经除氧水泵12升压至所需压力与中变气/除氧水换热器1换热升温后进入转化汽包，经另一管路9输送给蒸汽发生器5。

自蒸汽发生器5经第三蒸汽管路6来的0.3mpa蒸汽进入燃料气加温器21管程，给燃料气进行加温，将燃料气升温至60—80℃后进入加热炉系统燃烧，燃料气加温器21产生的凝结水经凝结水管路22去凝结水管网。

本实用新型中，中变气/脱氧水换热器1（型号：e-101）、中变气第一分液罐2（型号：d-108）、中变气除盐水换热器16（型号：e-102）、中变气第二分液罐19（型号：d-109）、除氧器13（型号：d-124）、蒸汽发生器5（型号：e-102）、中变气冷却器20（型号：a-101）、燃料气加温器21（型号：e—104）及燃料气缓冲罐24（型号：d-111）的结构均为公知结构，在此不予赘述。

综上所述，在10000nm³/h干气制氢质装置内，中变气所携带的热量存在一定的热源优化空间，通过装置内用能平衡优化，新增一台蒸汽发生器，取走中变气中170℃左右温位的部分热量，产出0.30mpa饱和蒸汽，直供燃料气加温器作为热源，代替原1.0mpa蒸汽。改造后，燃料加温器无须消耗1.0mpa蒸汽；同时，由于取走中变气部分热量，以降低中变气空冷器的入口温度（降至125℃左右）和除氧水温度，进而可以减少中变气空冷器的风机负荷，减少其空冷耗电。

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