一种串联气压式蒸汽凝液连续回收装置及凝液回收方法与流程

    专利2022-07-07  158


    本发明涉及一种串联气压式蒸汽凝液连续回收装置及凝液回收方法。



    背景技术:

    目前化工装置的蒸汽换热设备及蒸汽管道热损失均会产生大量蒸汽冷凝液,为了满足日益严格的节能环保要求,对蒸汽凝液进行完全回收是必不可少的。然而装置中低压蒸汽凝液的排放经常是无序地,间断地,且压力等级较多,不利于一次回收或回收成本高。

    现有技术中,对于低压蒸汽凝液的回收一般采用常压闪蒸,得到接近100℃的冷凝液,再用泵加压至0.6mpag左右输出至界区。为了满足化工装置连续运行的要求,一般要设置互为备用的两台离心泵。而由于回收凝液量少,回收价值一般低于设备投资和电耗。申请号为201520350416.6中国发明专利《一种设有二次蒸汽回用的凝液回收系统》虽然实现了对低压蒸汽凝液进行回收,但仍存在很多问题。

    现有凝液回收系统普遍存在以下问题:

    1)由于蒸汽凝液温度较高,采用泵送,易造成气蚀和泵体腐蚀;

    2)由于化工装置低压蒸汽凝液的排放经常是无序地,间断地,因此泵的能力较难确定,泵的操作范围要求较宽,泵选型难;

    3)由于设备较多,整个凝液回收装置占地大,需要设置泵房,土建费用高。

    4)动设备的运行噪声大。



    技术实现要素:

    本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种能在取消现有凝液泵的基础上实现连续回收,从而节能降耗、减少设备占地面积、降低噪音的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置。

    本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种应用有上述串联气压式蒸汽凝液连续回收装置的凝液回收方法。

    本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为:一种串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:包括

    常压闪蒸罐,顶部具有蒸汽出口、底部具有第一凝液输出口,所述常压闪蒸罐的侧部开有蒸汽凝液输入口;

    凝液缓冲收集罐,设于所述常压闪蒸罐的下方且顶部通过连通管与第一凝液输出口相连通,所述凝液缓冲收集罐的侧部设置有能向凝液缓冲收集罐内输入加压气体的加压管道、底部具有第二凝液输出口;

    第一阀门,设于所述连通管上,用于控制连通管的连通与否;

    第二阀门,所述第二凝液输出口上连接有凝液输出管道,所述第二阀门设于该凝液输出管道上,用于控制凝液输出管道的连通与否;

    第三阀门,设于所述加压管道上,用于控制加压管道的连通与否;

    泄压管道,连接于加压管道上,用于对凝液缓冲收集罐进行泄压;以及

    第四阀门,设于所述泄压管道上,用于控制泄压管道的连通与否。

    作为改进,所述常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐上下排布,且所述凝液缓冲收集罐的顶壁构成常压闪蒸罐的底壁,所述凝液缓冲收集罐的顶壁为向上拱起的弧形板。采用这样的结构,不仅有利于简化设备结构,便于常压闪蒸罐与凝液缓冲收集罐之间进行装配,而且凝液缓冲收集罐采用弧形结构的顶盖,有利于提高设备强度以及对常压闪蒸罐的支撑效果,另外,也便于将常压闪蒸罐中的积液输往凝液缓冲收集罐中。

    优选地,所述常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐均竖向延伸,且所述常压闪蒸罐的直径小于/等于凝液缓冲收集罐的直径,所述第一凝液输出口位于与弧形板的顶部相切的平面内。该结构有利于提高液体输送的连续性。

    优选地,所述常压闪蒸罐上设置有溢液管,该溢液管穿过常压闪蒸罐中部的侧壁布置且第一端位于常压闪蒸罐外、第二端沿常压闪蒸罐内壁竖向延伸至弧形板的边缘处,所述溢液管的下端位于第一凝液输出口下方。当常压闪蒸罐出现积液过满时,可通过溢液管将多余的积液排出,以保障设备整体运行。

    优选地,所述常压闪蒸罐的内顶壁上设置有围绕蒸汽出口布置的丝网除沫器。以提高气液分离效率。

    优选地,所述加压管道上设置有能控制加压气源压力比凝液输出管道下游的凝液管网压力高出1~2barg的调压阀。以提高设备运行的安全性。

    优选地,所述泄压管道上设置有消声器。以降低噪音。

    在本发明中,第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门受控于同一控制系统,且凝液缓冲收集罐还设置有与该控制系统电信号连接的压力检测器、液位检测器。

    优选地,所述凝液缓冲收集罐的内底壁上设置有围绕第二凝液输出口布置的防涡流挡板。该结构有利于液位控制精确。

    一种应用有上述串联气压式蒸汽凝液连续回收装置的凝液回收方法,其特征在于包括以下步骤:

    (1)来自化工装置的中低压蒸汽凝液通过蒸汽凝液输入口进入常压闪蒸罐进行常压闪蒸,得到少量蒸汽及大量接近100℃的蒸汽凝液;

    (2)步骤(1)所得少量蒸汽从常压闪蒸罐顶部的蒸汽出口进入乏汽回收利用装置,所得操作温度接近100℃的大量蒸汽凝液在重力作用下通过连通管进入凝液缓冲收集罐进行积液;

    此时,各阀门的状态为:第一阀门、第四阀门打开,第二阀门、第三阀门关闭;

    (3)当凝液缓冲收集罐中达到最高液位时,关闭第一阀门、第四阀门,同时分别打开第三阀门对凝液缓冲收集罐充压、打开第二阀门对凝液缓冲收集罐排液;

    此时,常压闪蒸罐开始积液;

    (4)当凝液缓冲收集罐中液位下降到低限时,关闭第二阀门,关闭第三阀门,打开第四阀门开始泄压;

    (5)当凝液缓冲收集罐中压力下降至低限时,泄压结束,再重复上述过程进入积液过程,如此循环操作实现蒸汽凝液的连续收集和间断外送。

    优选地,步骤(3)中,关闭第一阀门、第四阀门后,延迟2~5s再打开第三阀门、第二阀门;步骤(4)中,关闭第二阀门后,延迟2~5s再关闭第三阀门、打开第四阀门。以提高设备运行的安全性。

    与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明取消了现有技术中普遍使用的凝液泵,而利用上下串联的常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐实现了连续回收蒸汽冷凝液,提高了设备的经济性和操作灵活性,降低了噪音,节约了占地面积,有效地解决了化工装置中小流量间断或连续蒸汽凝液的回收问题;同时,常压闪蒸罐与凝液缓冲收集罐上下排布的方式有利于对凝液输出进行缓冲,提高凝液输出的稳定性。

    附图说明

    图1为本发明实施例的设备流程图。

    具体实施方式

    以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

    如图1所示,本实施例的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置包括:

    常压闪蒸罐v1,顶部具有蒸汽出口11、底部具有第一凝液输出口12,常压闪蒸罐1的侧部开有蒸汽凝液输入口13;

    凝液缓冲收集罐v2,设于常压闪蒸罐1的下方且顶部通过连通管3与第一凝液输出口12相连通,凝液缓冲收集罐2的侧部设置有能向凝液缓冲收集罐2内输入加压气体的加压管道4、底部具有第二凝液输出口21;加压气体为氮气;

    第一阀门xv1,设于连通管3上,用于控制连通管3的连通与否;

    第二阀门xv2,第二凝液输出口21连接有凝液输出管道121,第二阀门xv2设于该凝液输出管道121上,用于控制凝液输出管道121的连通与否;

    第三阀门xv3,设于加压管道4上,用于控制加压管道4的连通与否;

    泄压管道5,竖向连接于加压管道4上,用于对凝液缓冲收集罐v2进行泄压;以及

    第四阀门xv4,设于泄压管道5上,用于控制泄压管道5的连通与否。

    上述常压闪蒸罐v1、凝液缓冲收集罐v2上下排布,且凝液缓冲收集罐v2的顶壁构成常压闪蒸罐v1的底壁,凝液缓冲收集罐v2的顶壁为向上拱起的弧形板22。采用这样的结构,不仅有利于简化设备结构,便于常压闪蒸罐v1与凝液缓冲收集罐v2之间进行装配,而且凝液缓冲收集罐v2采用弧形结构的顶盖,有利于提高设备强度以及对常压闪蒸罐v1的支撑效果,另外,也便于将常压闪蒸罐v1中的积液输往凝液缓冲收集罐v2中。

    上述常压闪蒸罐v1、凝液缓冲收集罐v2均竖向延伸,且常压闪蒸罐v1的直径小于或等于凝液缓冲收集罐v2的直径,第一凝液输出口12位于与弧形板22的顶部相切的平面内,该结构有利于提高液体输送的连续性。

    在本实施例中,常压闪蒸罐v1上设置有溢液管6,该溢液管6穿过常压闪蒸罐v1中部的侧壁布置且第一端位于常压闪蒸罐v1外、第二端沿常压闪蒸罐v1内壁竖向延伸至弧形板22的边缘处,溢液管6的下端位于第一凝液输出口12下方。当常压闪蒸罐v1出现积液过满时,可通过溢液管6将多余的积液排出,以保障设备整体运行。

    本实施例的常压闪蒸罐v1的内顶壁上设置有围绕蒸汽出口布置的丝网除沫器14,以提高气液分离效率。加压管道4上设置有能控制加压气源压力比凝液输出管道121下游的凝液管网压力高出1~2barg的调压阀41,加压气体的压力为5~10barg,以提高设备运行的安全性。泄压管道5上设置有消声器s1,以降低噪音。

    在本实施例中,第一阀门xv1、第二阀门xv2、第三阀门xv3、第四阀门xv4受控于同一控制系统,且凝液缓冲收集罐v2还设置有与该控制系统电信号连接的压力检测器23、液位检测器24。凝液缓冲收集罐v2的内底壁上设置有围绕第二凝液输出口21布置的防涡流挡板25,该结构有利于液位控制精确。

    本实施例应用有上述串联气压式蒸汽凝液连续回收装置的凝液回收方法为:

    来自化工装置的中低压蒸汽凝液通过第一凝液输出口12进入v1进行常压闪蒸,少量蒸汽从v1顶部蒸汽出口11进入乏汽回收利用装置,剩余操作温度接近100℃的大量蒸汽凝液由于重力作用通过v1至v2的连通管3进入v2进行积液,此时各开关阀的状态为:xv1、xv4打开,xv2、xv3关闭;

    当v2达到最高液位(lsh)时,程序自动关闭xv1、xv4,同时分别延迟2s、5s打开xv3、xv2进行v2充压、排液,此时v1开始积液;

    当v2液位下降到低限(lsl)时,程序自动关闭xv2,同时延迟2s关闭xv3,延迟5s打开xv4开始v2泄压;

    当v2压力下降至低限(psl)泄压结束又进入积液步骤,如此循环操作实现蒸汽凝液的连续收集和间断外送。

    上述过程中,v1、v2各步骤xv1~xv4的操作状态如下:

    (注:o-打开,c-关闭,psh、psl-压力高低联锁,lsh、lsl液位高低联锁)

    在v2进行充压、排液、泄压操作时,利用v1起到缓存作用,使蒸汽冷凝液的收集保持连续。在设计时通过对v1、v2容积及相关管道尺寸的合理选择,需要保证v1的缓存时间大于v2充压、排液、泄压所需时间。


    技术特征:

    1.一种串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:包括

    常压闪蒸罐,顶部具有蒸汽出口、底部具有第一凝液输出口,所述常压闪蒸罐的侧部开有蒸汽凝液输入口;

    凝液缓冲收集罐,设于所述常压闪蒸罐的下方且顶部通过连通管与第一凝液输出口相连通,所述凝液缓冲收集罐的侧部设置有能向凝液缓冲收集罐内输入加压气体的加压管道、底部具有第二凝液输出口;

    第一阀门,设于所述连通管上,用于控制连通管的连通与否;

    第二阀门,所述第二凝液输出口上连接有凝液输出管道,所述第二阀门设于该凝液输出管道上,用于控制凝液输出管道的连通与否;

    第三阀门,设于所述加压管道上,用于控制加压管道的连通与否;

    泄压管道,连接于加压管道上,用于对凝液缓冲收集罐进行泄压;以及

    第四阀门,设于所述泄压管道上,用于控制泄压管道的连通与否。

    2.根据权利要求1所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐上下排布,且所述凝液缓冲收集罐的顶壁构成常压闪蒸罐的底壁,所述凝液缓冲收集罐的顶壁为向上拱起的弧形板。

    3.根据权利要求2所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐均竖向延伸,且所述常压闪蒸罐的直径小于/等于凝液缓冲收集罐的直径,所述第一凝液输出口位于与弧形板的顶部相切的平面内。

    4.根据权利要求3所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述常压闪蒸罐上设置有溢液管,该溢液管穿过常压闪蒸罐中部的侧壁布置且第一端位于常压闪蒸罐外、第二端沿常压闪蒸罐内壁竖向延伸至弧形板的边缘处,所述溢液管的下端位于第一凝液输出口下方。

    5.根据权利要求1~4中任一权利要求所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述常压闪蒸罐的内顶壁上设置有围绕蒸汽出口布置的丝网除沫器。

    6.根据权利要求1~4中任一权利要求所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述加压管道上设置有能控制加压气源压力比凝液输出管道下游的凝液管网压力高出1~2barg的调压阀。

    7.根据权利要求1~4中任一权利要求所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述泄压管道上设置有消声器。

    8.根据权利要求1~4中任一权利要求所述的串联气压式蒸汽凝液连续回收装置,其特征在于:所述凝液缓冲收集罐的内底壁上设置有围绕第二凝液输出口布置的防涡流挡板。

    9.一种应用有权利要求1~8中任一权利要求所述串联气压式蒸汽凝液连续回收装置的凝液回收方法,其特征在于包括以下步骤:

    (1)来自化工装置的中低压蒸汽凝液通过蒸汽凝液输入口进入常压闪蒸罐进行常压闪蒸,得到少量蒸汽及大量接近100℃的蒸汽凝液;

    (2)步骤(1)所得少量蒸汽从常压闪蒸罐顶部的蒸汽出口进入乏汽回收利用装置,所得操作温度接近100℃的大量蒸汽凝液在重力作用下通过连通管进入凝液缓冲收集罐进行积液;

    此时,各阀门的状态为:第一阀门、第四阀门打开,第二阀门、第三阀门关闭;

    (3)当凝液缓冲收集罐中达到最高液位时,关闭第一阀门、第四阀门,同时分别打开第三阀门对凝液缓冲收集罐充压、打开第二阀门对凝液缓冲收集罐排液;

    此时,常压闪蒸罐开始积液;

    (4)当凝液缓冲收集罐中液位下降到低限时,关闭第二阀门,关闭第三阀门,打开第四阀门开始泄压;

    (5)当凝液缓冲收集罐中压力下降至低限时,泄压结束,再重复上述过程进入积液过程,如此循环操作实现蒸汽凝液的连续收集和间断外送。

    10.根据权利要求9所述的凝液回收方法,其特征在于:步骤(3)中,关闭第一阀门、第四阀门后,延迟2~5s再打开第三阀门、第二阀门;步骤(4)中,关闭第二阀门后,延迟2~5s再关闭第三阀门、打开第四阀门。

    技术总结
    本发明涉及一种串联气压式蒸汽凝液连续回收装置及凝液回收方法,回收装置包括常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐及第一阀门、第二阀门、第三阀门、泄压管道、第四阀门,常压闪蒸罐顶部具有蒸汽出口、底部具有第一凝液输出口、侧部开有蒸汽凝液输入口,凝液缓冲收集罐设于常压闪蒸罐的下方且顶部通过连通管与第一凝液输出口相连通;本发明取消了凝液泵,而利用上下串联的常压闪蒸罐、凝液缓冲收集罐实现了连续回收蒸汽冷凝液,提高了设备的经济性和操作灵活性,降低了噪音,节约了占地面积,有效地解决了化工装置中小流量间断或连续蒸汽凝液的回收问题;同时,常压闪蒸罐与凝液缓冲收集罐上下排布的方式有利于对凝液输出进行缓冲,提高凝液输出的稳定性。

    技术研发人员:李永先;雷雳;徐超;范斌;李小伟;陈虹;王艳虹;刘硕;怀春雷;刘兴东
    受保护的技术使用者:中石化宁波工程有限公司;中石化宁波技术研究院有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
    技术研发日:2020.10.28
    技术公布日:2021.03.12

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