本实用新型涉及合成氨工业技术领域，尤其涉及一种用于合成氨工艺的节能脱碳系统。
背景技术：
工业合成氨是氢气和氮气在一定温度、压力以及催化剂的作用下反应生成。原料中的氢气由天然气、焦炉气等通过一系列的化学反应生成，生成氢气的同时，也会产生一氧化碳、二氧化碳等副产物。这些副产物会使合成氨的催化剂发生中毒，因此反应前要将一氧化碳、二氧化碳等除去。除一氧化碳是通过化学反应一氧化碳和水反应转化成二氧化碳和氢气实现。该化学反应在反应过程中会释放出大量的热。合成氨中除二氧化碳一般是通过mdea法除去，即含有二氧化碳的原料气通入含有mdea溶液的吸收塔中，二氧化碳被mdea溶液吸收，同时吸收二氧化碳后的mdea溶液需要进行闪蒸以去除二氧化碳，从而能够使mdea溶液循环使用。mdea法除二氧化碳，需要吸收塔内的环境温度以及溶液温度不能过高。如果温度过高，那么mdea溶液吸收二氧化碳的能力就会变低，同时还会对mdea溶液产生不利影响。由于原料气中的一氧化碳与水反应过程中会释放大量的热，因此通常需要用换热器对原料气进行降温。但是降温后的原料含有的热能也会因此流失，从而使系统能耗增加。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要提供一种能够降低原料气温度且有利于减少耗能的用于合成氨工艺的节能脱碳系统。
用于合成氨工艺的节能脱碳系统包括原料气管道、水冷降温装置、再沸器、富液加热器、除氧水加热器、洗澡水加热器、变换气冷却器、变换气分离器、吸收塔，所述原料气管道与水冷降温装置的进气口连通，以将原料气通入水冷降温装置进行降温，水冷降温装置的出气口与再沸器的进气口连通，以与再沸器中的液体进行换热，再沸器的出气口与富液加热器的进气口连通，以与富液加热器中的液体进行换热，富液加热器的出气口与除氧水加热器的进气口连通，除氧水加热器的出气口与变换气冷却器的进气口连通，以对原料气进一步降温，变换气冷却器的出气口与变换气分离器的进气口连通，变换气分离器的出气口与吸收塔的进气口连通，以去除原料气中的二氧化碳；所述水冷降温装置包括水冷箱、减温水管、喷淋管道、喷头，所述水冷箱的进气口与原料气管道连通，水冷箱的出气口与再沸器的进气口连通，减温水管穿过水冷箱的侧壁与喷淋管道连通，喷头设置在喷淋管道上，减温水喷出后被原料气加热成为气态并与原料气混合。
优选的，所述再沸器包括再沸器壳体、再沸器换热盘管，所述再沸器壳体内盛有从吸收塔流入的mdea半贫液，所述再沸器换热盘管位于再沸器壳体的底部，水冷降温装置的出气口与再沸器换热盘管的进气口连通，以通过再沸器换热盘管将mdea半贫液加热变成气态。
优选的，所述富液加热器包括富液加热器壳体、富液加热器换热盘管，所述富液加热器壳体内盛有从外界的闪蒸汽提塔流入的mdea富液，富液加热器换热盘管位于富液加热器壳体中，再沸器换热盘管的出气口与富液加热器换热盘管的进气口连通，以加热mdea富液。
优选的，所述除氧水加热器包括加热器壳体、加热器换热盘管，所述加热器壳体内盛有除氧水，加热器换热盘管位于加热器壳体中，加热器换热盘管的进气口与富液加热器换热盘管的出气口连通，以加热除氧水。
优选的，所述洗澡水加热器包括洗澡水加热器壳体、洗澡水加热器换热盘管，所述洗澡水加热器壳体内盛有低温水，洗澡水加热器换热盘管位于洗澡水加热器壳体中，加热器换热盘管的出气口与洗澡水加热器换热盘管的进气口连通，以加热低温水。
优选的，所述水冷降温装置还包括控制模块，以控制水冷装置的运行，所述控制模块包括温度传感器、流量计、调节阀、控制器，所述温度传感器设置在水冷箱的出气口处，以采集出气口气体的温度信息，流量计和调节阀设置在减温水管上，流量计采集减温水的流量信息，调节阀控制减温水的流量，温度传感器、流量计、调节阀与控制器电性连接，温度控制器将采集的温度信息传输至控制器，控制器将该温度信息生成实时温度值，控制器还设有基础温度值，当实时温度值大于基础温度值时，控制器控制调节阀以增加减温水的流量。
有益效果：本实用新型的用于合成氨工艺的节能脱碳系统包括原料气管道、水冷降温装置、再沸器、富液加热器、除氧水加热器、洗澡水加热器、变换气冷却器、吸收塔，高温的原料气先后被水冷降温装置、再沸器、富液加热器、除氧水加热器、洗澡水加热器、变换气冷却器降温，降温后的原料气进入吸收塔后的温度较低，其中的二氧化碳能够被mdea溶液很好地吸收；同时，原料气中所含的热量被充分利用，节约了能耗。
附图说明
图1为本实用新型的用于合成氨工艺的节能脱碳系统的工艺流程图。
图中：原料气管道10、水冷降温装置20、水冷箱201、减温水管202、喷淋管道203、喷头204、再沸器30、富液加热器40、除氧水加热器50、洗澡水加热器60、变换气冷却器70、变换气分离器80、吸收塔90。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
请参看图1，用于合成氨工艺的节能脱碳系统包括原料气管道10、水冷降温装置20、再沸器30、富液加热器40、除氧水加热器50、洗澡水加热器60、变换气冷却器70、变换气分离器80、吸收塔90，所述原料气管道10与水冷降温装置20的进气口连通，以将原料气通入水冷降温装置20进行降温，水冷降温装置20的出气口与再沸器30的进气口连通，以与再沸器30中的液体进行换热，再沸器30的出气口与富液加热器40的进气口连通，以与富液加热器40中的液体进行换热，富液加热器40的出气口与除氧水加热器50的进气口连通，除氧水加热器50的出气口与变换气冷却器70的进气口连通，以对原料气进一步降温，变换气冷却器70的出气口与变换气分离器80的进气口连通，变换气分离器80的出气口与吸收塔90的进气口连通，以去除原料气中的二氧化碳；所述水冷降温装置20包括水冷箱201、减温水管202、喷淋管道203、喷头204，所述水冷箱201的进气口与原料气管道10连通，水冷箱201的出气口与再沸器30的进气口连通，减温水管202穿过水冷箱201的侧壁与喷淋管道203连通，喷头204设置在喷淋管道203上，减温水喷出后被原料气加热成为气态并与原料气混合。
进一步的，所述再沸器30包括再沸器30壳体、再沸器30换热盘管，所述再沸器30壳体内盛有从吸收塔90流入的mdea半贫液，所述再沸器30换热盘管位于再沸器30壳体的底部，水冷降温装置20的出气口与再沸器30换热盘管的进气口连通，以通过再沸器30换热盘管将mdea半贫液加热变成气态。
进一步的，所述富液加热器40包括富液加热器40壳体、富液加热器40换热盘管，所述富液加热器40壳体内盛有从外界的闪蒸汽提塔流入的mdea富液，富液加热器40换热盘管位于富液加热器40壳体中，再沸器30换热盘管的出气口与富液加热器40换热盘管的进气口连通，以加热mdea富液。
进一步的，所述除氧水加热器50包括加热器壳体、加热器换热盘管，所述加热器壳体内盛有除氧水，加热器换热盘管位于加热器壳体中，加热器换热盘管的进气口与富液加热器40换热盘管的出气口连通，以加热除氧水。
进一步的，所述洗澡水加热器60包括洗澡水加热器60壳体、洗澡水加热器60换热盘管，所述洗澡水加热器60壳体内盛有低温水，洗澡水加热器60换热盘管位于洗澡水加热器60壳体中，加热器换热盘管的出气口与洗澡水加热器60换热盘管的进气口连通，以加热低温水。
进一步的，所述水冷降温装置20还包括控制模块，以控制水冷装置的运行，所述控制模块包括温度传感器、流量计、调节阀、控制器，所述温度传感器设置在水冷箱201的出气口处，以采集出气口气体的温度信息，流量计和调节阀设置在减温水管202上，流量计采集减温水的流量信息，调节阀控制减温水的流量，温度传感器、流量计、调节阀与控制器电性连接，温度控制器将采集的温度信息传输至控制器，控制器将该温度信息生成实时温度值，控制器还设有基础温度值，当实时温度值大于基础温度值时，控制器控制调节阀以增加减温水的流量。
本实用新型的脱碳系统只需判断在吸收塔90内的原料气是否符合温度要求即可。因此，只需要在水冷降温装置20的出气口处设置温度传感器，通过一个参数变化来调整降温水管道的流量即可。控制参数少，因此控制也更加可靠。不需要再通过别的参数，例如，减温水温度、原料气流量等进行控制，从而使得系统控制的可靠性更强。
本实用新型的用于合成氨工艺的节能脱碳系统将原料气中所含的大量的热量通过水冷降温装置20、再沸器30、富液加热器40、除氧水加热器50、洗澡水加热器60进行吸收利用，减少了热量的浪费。水冷降温装置20既能够降低原料气的温度，又不会让原料气中的热量流失，原料气的温度降低后与外界的温差也减小，因此通过管道流失的热量也相应减少。根据不同物料的温度要求，在原料气温度较高的阶段，先与再沸器30中mdea半贫液换热，使半贫液能够气化；再与富液加热器40中的mdea富液加热，一般能够被加热至90摄氏度。mdea富液从闪蒸汽提塔底部流入到富液加热器40中，在被加热后进入常解塔进行加热，以释放其中的二氧化碳。因此原料气对富液的加热，提高了进入常解塔的mdea溶液的温度，减小了常解塔因加热mdea溶液造成的能耗。之后原料气进入除氧水加热器50以及洗澡水加热器60进行换热，进一步利用了原料气中的热量。进入吸收塔90时，原料气中的热量已由220摄氏度降低至40-50摄氏度。此时的原料气温度相对于进入水冷降温装置20时，已经下降了至少180摄氏度，其中气体所含的热量被充分利用。同时，低温的原料气在进入吸收塔90后，其中的二氧化碳也能够被mdea溶液充分吸收，提高了mdea溶液的吸收效果。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
1.用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：包括原料气管道、水冷降温装置、再沸器、富液加热器、除氧水加热器、洗澡水加热器、变换气冷却器、变换气分离器、吸收塔，所述原料气管道与水冷降温装置的进气口连通，以将原料气通入水冷降温装置进行降温，水冷降温装置的出气口与再沸器的进气口连通，以与再沸器中的液体进行换热，再沸器的出气口与富液加热器的进气口连通，以与富液加热器中的液体进行换热，富液加热器的出气口与除氧水加热器的进气口连通，除氧水加热器的出气口与变换气冷却器的进气口连通，以对原料气进一步降温，变换气冷却器的出气口与变换气分离器的进气口连通，变换气分离器的出气口与吸收塔的进气口连通，以去除原料气中的二氧化碳；所述水冷降温装置包括水冷箱、减温水管、喷淋管道、喷头，所述水冷箱的进气口与原料气管道连通，水冷箱的出气口与再沸器的进气口连通，减温水管穿过水冷箱的侧壁与喷淋管道连通，喷头设置在喷淋管道上，减温水喷出后被原料气加热成为气态并与原料气混合。
2.如权利要求1所述的用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：所述再沸器包括再沸器壳体、再沸器换热盘管，所述再沸器壳体内盛有从吸收塔流入的mdea半贫液，所述再沸器换热盘管位于再沸器壳体的底部，水冷降温装置的出气口与再沸器换热盘管的进气口连通，以通过再沸器换热盘管将mdea半贫液加热变成气态。
3.如权利要求2所述的用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：所述富液加热器包括富液加热器壳体、富液加热器换热盘管，所述富液加热器壳体内盛有从外界的闪蒸汽提塔流入的mdea富液，富液加热器换热盘管位于富液加热器壳体中，再沸器换热盘管的出气口与富液加热器换热盘管的进气口连通，以加热mdea富液。
4.如权利要求3所述的用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：所述除氧水加热器包括加热器壳体、加热器换热盘管，所述加热器壳体内盛有除氧水，加热器换热盘管位于加热器壳体中，加热器换热盘管的进气口与富液加热器换热盘管的出气口连通，以加热除氧水。
5.如权利要求4所述的用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：所述洗澡水加热器包括洗澡水加热器壳体、洗澡水加热器换热盘管，所述洗澡水加热器壳体内盛有低温水，洗澡水加热器换热盘管位于洗澡水加热器壳体中，加热器换热盘管的出气口与洗澡水加热器换热盘管的进气口连通，以加热低温水。
6.如权利要求1所述的用于合成氨工艺的节能脱碳系统，其特征在于：所述水冷降温装置还包括控制模块，以控制水冷装置的运行，所述控制模块包括温度传感器、流量计、调节阀、控制器，所述温度传感器设置在水冷箱的出气口处，以采集出气口气体的温度信息，流量计和调节阀设置在减温水管上，流量计采集减温水的流量信息，调节阀控制减温水的流量，温度传感器、流量计、调节阀与控制器电性连接，温度控制器将采集的温度信息传输至控制器，控制器将该温度信息生成实时温度值，控制器还设有基础温度值，当实时温度值大于基础温度值时，控制器控制调节阀以增加减温水的流量。
技术总结