[实用新型]二氧化碳压缩机的节能降耗系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干粉气流床煤气化装置用压缩机的节能降耗系统。

背景技术

干粉气流床煤气化装置在实际运行过程中一般需要消耗大量的二氧化碳气体进行煤粉输送、管线吹扫、安全阀吹扫、过滤器反吹、可燃气体置换等，根据煤气化装置特点和要求，所用二氧化碳气体一般需要高压状态，并要满足一定的温度要求(一般温度要求为100℃以上)。因此，从后续净化装置（低温甲醇洗）送出的低温低压二氧化碳需要经过压缩机增压并预热后才能供给煤气化装置使用。

干粉气流床煤气化装置所使用的二氧化碳气体一般压力要求较高（8.1MPaG及以上），气量较大，而界外供气的二氧化碳气体压力较低（接近常压），因此一般会先选择采用二氧化碳压缩机对其进行压缩增压后使用。二氧化碳气体从低压被压缩成高压气体的过程中，由于压缩比较大，一般采用多段多级压缩。实际气体压缩过程中，由于跟外界存在热交换，一般属于多变压缩过程，即压缩功所产生的热量只有一部分被导出，大部分被气体吸收而导致气体温度升高，要想让压缩机在较为接近等温压缩的理想状态下运行, 减小功率消耗，提高运行效率，防止气体温度过高而导致润滑油碳化和积炭，保证压缩机正常稳定运行，就必须把气体被压缩时产生的热量尽可能多地移走，满足进压缩机下一级压缩段的入口温度要求。因此，压缩机多段压缩过程中，各压缩段段间需要配置中间冷却器（又称换热器），将段间出口气体预先冷却到较低温度（40℃左右）后再进入下一级压缩，以保证压缩机接近等温压缩，安全平稳运行。

参照图1，以某入炉煤1100吨/日的干粉气流床煤气化装置为例，用于该气化装置的高压二氧化碳气体正常工况需要24000Nm³/h，额定工况需要27000Nm³/h。该股二氧化碳气体从后续净化装置的低温甲醇洗工序送出，温度30℃，压力0.16MPaA，进入气化装置的压力要求为8.2MPaA，温度120℃，采用离心式二氧化碳压缩机进行压缩，分为四段压缩，段间采用循环冷却水对压缩机后续各段入口气体冷却到40℃后进入压缩机的下一压缩段，压缩机末段出口二氧化碳气体压力8.298MPaA，温度92.4℃，此时需采用低压蒸汽经换热器预热到120℃后送煤气化装置使用。经计算，正常工况下用于二氧化碳压缩机段间冷却二氧化碳气体的循环冷却水用量约为340t/h，压缩机出口用于预热二氧化碳气体的低压蒸汽消耗约为1t/h，能耗较大且提高了生产成本。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、节能降耗、运行成本低的二氧化碳压缩机的节能降耗系统。

本实用新型系统包括二氧化碳压缩机，所述二氧化碳压缩机的二段出口经二段出口换热器与三段进口连接，还包括有预换热器，所述二段出口经预换热器、二段出口换热器与三段进口连接，所述二氧化碳压缩机的末段出口经所述预换热器与煤气化装置连接。

采用上述系统工艺包括将低温低压二氧化碳送入二氧化碳压缩机，经二氧化碳压缩机的一段、二段压缩后送入预换热器与二氧化碳压缩机末段出来的高压二氧化碳进行预换热后，再经二段出口换热器进一步换热，换热冷却后的二氧化碳气体再进入二氧化碳压缩机的三段继续压缩，经预换热器加热升温后的高压二氧化碳送入煤气化装置。

经所述二氧化碳压缩机末段出来的高压二氧化碳气体经预换热器换热至100～200℃后，再送入煤气化装置；所述经二段压缩后的二氧化碳经预换热器与二氧化碳压缩机末段出来的高压二氧化碳进行换热，再经二段出口换热器与循环冷却水进一步换热至二氧化碳压缩机入口允许温度后送入二氧化碳压缩机的三段继续压缩。

经分析研究发现，二氧化碳压缩机二段出口温度远高于末段出口的二氧化碳温度，如背景技术示例中二氧化碳压缩机二段出口温度高达192.4℃，需要消耗约150t/h的循环冷却水对其冷却至40℃再进三段进行压缩，而压缩机末段出口温度只有92.4℃，却需要额外消耗1t/h低压蒸汽将其预热至120℃方能送入煤气化装置使用。对此申请人考虑取消二氧化碳压缩机末段出口处用于升温的换热器，将二氧化碳压缩机末段出口的二氧化碳气体回引至二段与三段段间的预热换器中与二段出口的二氧化碳气体进行预换热，使二段出口的二氧化碳气体被预冷的同时，也使二氧化碳压缩机末段出口的气体升温至期望的温度后直接用于煤气化装置，而经预冷的二氧化碳气体可根据需要在二段出口换热器中用循环冷却水进一步冷却至进入压缩机入口允许的温度要求后进入三段继续进行压缩。

本实用新型具体有益效果归纳如下：