[发明专利]高压液氨压力能回收工艺与回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及压力能与热量的回收利用领域，特别是涉及一种高压液氨压力 能回收工艺与回收系统。

背景技术

氨的用途十分广泛。以氨为原料可生产多种氮肥，如尿素、硫酸铵、硝酸 铵、碳酸氢铵等，还可生产多种复合肥，如磷肥等。氨也是重要的工业原料， 可以参与形成硝酸、纯碱及各种含氮无机盐。

合成氨的原料是氢气和氮气。合成氨工艺中，根据操作压力可以分为高压 法、中压法和低压法。由于中压法具有技术上和经济上的优势，因此国内大部 分小型合成氨厂主要采用中压法进行氨合成。合成氨反应结束后，合成气由合 成塔排出，合成气经冷却分离出高压液氨，高压液氨通过节流阀减压至2MPa 左右的压力进入储罐储存。通常，合成气分离的高压液氨带有很多热量及压力 能，现有技术中缺乏对之有效利用的手段，造成极大的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以对高压液氨所携带的热能与压 力能充分利用的高压液氨压力能回收工艺与回收系统。

本发明的高压液氨压力能回收系统，包括：

用于对液氨进行加热的加热器，使所述液氨变成氨气；

用于对所述氨气膨胀降温降压处理的膨胀机，与所述加热器通过管路连 接；

做功设备，与所述膨胀机的输出轴连接，以利用所述氨气做功；

用于冷却膨胀降温降压处理后的氨气，使所述氨气变成液氨的冷却设备， 与所述膨胀机通过管路连接。

本发明的高压液氨压力能回收系统，包括：

用于对液氨进行加热的第一加热器；

用于对第一加热器加热后的液氨进行二次加热，使所述液氨变成氨气的第 二加热器，与所述第一加热器通过管路连接；

用于对所述氨气膨胀降温降压处理的膨胀机，与所述第二加热器通过管路 连接；

做功设备，与所述膨胀机的输出轴连接，以利用所述氨气做功；

用于冷却膨胀降温降压处理后的氨气，使所述氨气变成液氨的冷却设备， 与所述膨胀机通过管路连接。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述第一加热器、第二加热器 为电加热器或加热炉。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述第一加热器、第二加热器 为低品位热源加热器，所述第一加热器、第二加热器中的加热媒介为蒸汽，所 述第一加热器与第二加热器的结构相同，所述第一加热器中蒸汽的温度低于第 二加热器中的蒸汽温度。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述第一加热器包括换热腔室、 一端与蒸汽管网连通且另一端伸入所述换热腔室的输入管路以及输出管路，所 述输出管路的一端伸入所述换热腔室，所述输出管路的另一端与凝液管网连 通，用于输送所述液氨的输氨管路经过所述换热腔室，以利用所述换热腔室内 的蒸汽对所述液氨加热。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述第一加热器还包括安装于 所述输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与所述输入 管路连通，所述凝液管路的另一端与所述蒸汽凝液罐连通。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述第一加热器包括多个串联 或并联的第一子加热器，所述第二加热器包括多个串联或并联的第二子加热 器，所述第一子加热器、所述第二子加热器为低品位热源加热器或电加热器或 加热炉。

本发明的高压液氨压力能回收系统，其中，所述膨胀机为螺杆膨胀机或涡 轮膨胀机或透平膨胀机或活塞膨胀机，所述做功设备为发电机或压缩机或泵， 所述冷却设备为水冷器或空冷器或制冷机。

本发明的高压液氨压力能回收工艺，包括：

对液氨进行第一次加热；

对第一次加热后的液氨进行二次加热，使所述液氨变成氨气；

对所述氨气膨胀降温降压处理，利用所述氨气做功；

冷却膨胀降温降压处理后的氨气，使所述氨气变成液氨。

本发明的高压液氨压力能回收工艺，其中，包括：

对40℃、绝压80bar的液氨进行第一次加热，加热到130℃；

对第一次加热后的液氨进行二次加热，加热到170℃，使所述液氨变成氨 气；

对所述氨气膨胀降温降压处理，降温降压到49℃，绝压18bar，利用所述 氨气做功；

冷却膨胀降温降压处理后的氨气，使所述氨气降温至40℃变成液氨。