:本發(fā)明屬于熱力學與熱泵。
背景技術
0、
背景技術:
1、催化裂化是重質(zhì)石油烴類在催化劑作用下生產(chǎn)液化氣、汽油和柴油等輕質(zhì)油品的過程。原料油在催化劑上進行催化裂化時,一方面通過裂化等反應生成氣體、汽油、柴油等產(chǎn)物,另一方面同時發(fā)生縮合反應生成沉積在催化劑表面的焦炭——這使催化劑的活性下降。
2、人們用空氣燒去沉積在催化劑上的焦炭以恢復催化劑的活性——催化劑再生,這一過程釋放出溫度較高的大量熱能,應加以充分利用;現(xiàn)今回收再生煙氣能量的主要手段是設置余熱鍋爐來產(chǎn)生蒸汽,或進一步產(chǎn)生動力。不過,經(jīng)仔細分析,發(fā)現(xiàn)如下問題:
3、(1)燒焦過程存在較大的溫差不可逆損失;(2)在利用環(huán)節(jié),沒有同時考慮煙氣的成分、溫度與數(shù)量;(3)煙氣能量利用技術有待提升,無論是動力利用還是供熱利用,均存在較大的改進空間;(4)沒有將煙氣能量回收與煉油生產(chǎn)工藝的整體用能相結合來提升其應用價值。
4、本著簡單、主動、安全、高效實現(xiàn)能量利用的基本原則,本發(fā)明給出了流程合理,結構簡單,實現(xiàn)催化劑再生能量高效/高價值回收與利用的催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)思路
0、
技術實現(xiàn)要素:
1、本發(fā)明主要目的是要提供催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),具體
技術實現(xiàn)要素:
分項闡述如下:
2、1.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),主要由燒焦-再生系統(tǒng)、熱源回熱器、燃燒爐、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵和溶液熱交換器所組成;外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有煙氣通道經(jīng)發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有富co煙氣通道與燃燒爐連通,燃燒爐還有煙氣通道經(jīng)發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通,發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與冷凝器連通,冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通,蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道與吸收器連通;吸收器和冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,蒸發(fā)器還有低溫熱介質(zhì)通道與外部連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
3、2.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),主要由燒焦-再生系統(tǒng)、熱源回熱器、燃燒爐、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵、溶液熱交換器、高溫熱交換器、壓縮機和膨脹機所組成;外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有富co煙氣通道與燃燒爐連通,燃燒爐還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通,發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,壓縮機還有冷劑蒸汽通道經(jīng)高溫熱交換器和燃燒爐與膨脹機連通,膨脹機還有冷劑蒸汽通道與冷凝器連通,冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通,蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道與吸收器連通;吸收器和冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,蒸發(fā)器還有低溫熱介質(zhì)通道與外部連通,膨脹機連接壓縮機并傳輸動力,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng);其中,或增加渦輪機并取代節(jié)流閥。
4、3.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),主要由燒焦-再生系統(tǒng)、熱源回熱器、燃燒爐、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵、溶液熱交換器、高溫熱交換器、壓縮機、膨脹機和回熱器所組成;外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有富co煙氣通道與燃燒爐連通,燃燒爐還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通,發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,壓縮機還有冷劑蒸汽通道經(jīng)回熱器、高溫熱交換器和燃燒爐與膨脹機連通,膨脹機還有冷劑蒸汽通道經(jīng)回熱器與冷凝器連通,冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通,蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道與吸收器連通;吸收器和冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,蒸發(fā)器還有低溫熱介質(zhì)通道與外部連通,膨脹機連接壓縮機并傳輸動力,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng);其中,或增加渦輪機并取代節(jié)流閥。
5、4.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),主要由燒焦-再生系統(tǒng)、熱源回熱器、燃燒爐、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵、溶液熱交換器、高溫熱交換器、壓縮機、膨脹機、回熱器和第二壓縮機所組成;外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,燒焦-再生系統(tǒng)還有富co煙氣通道與燃燒爐連通,燃燒爐還有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通,發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,壓縮機還有冷劑蒸汽通道經(jīng)回熱器與高溫熱交換器連通,第二壓縮機有冷劑蒸汽通道與高溫熱交換器連通,高溫熱交換器還有冷劑蒸汽通道經(jīng)燃燒爐與膨脹機連通,膨脹機還有抽汽通道經(jīng)回熱器與第二壓縮機連通,膨脹機還有冷劑蒸汽通道與冷凝器連通,冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通,蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道與吸收器連通;吸收器和冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,蒸發(fā)器還有低溫熱介質(zhì)通道與外部連通,膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng);其中,或增加渦輪機并取代節(jié)流閥。
6、5.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-4項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第二發(fā)生器、第二節(jié)流閥、第二溶液泵和第二溶液熱交換器,吸收器增設稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與吸收器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第二發(fā)生器連通之后第二發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
7、6.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-4項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第二發(fā)生器、第二節(jié)流閥和第二溶液熱交換器,將吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通調(diào)整為吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵、溶液熱交換器和第二溶液熱交換器與發(fā)生器連通,將發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通調(diào)整為發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,第二發(fā)生器再有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第二發(fā)生器連通之后第二發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
8、7.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-4項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第二發(fā)生器、第二節(jié)流閥、第二溶液泵和第二溶液熱交換器,將吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通調(diào)整為吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,第二發(fā)生器再有濃溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與發(fā)生器連通,將發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通調(diào)整為發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和溶液熱交換器與吸收器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第二發(fā)生器連通之后第二發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
9、8.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-4項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第二發(fā)生器、第二溶液泵、第二溶液熱交換器和第二吸收器,將燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器、第二發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,將燃燒爐有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通調(diào)整為燃燒爐有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器、第二發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;將吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與發(fā)生器連通調(diào)整為吸收器有稀溶液管路經(jīng)溶液泵和溶液熱交換器與第二吸收器連通,第二吸收器再有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與發(fā)生器連通,將發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通調(diào)整為發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,第二發(fā)生器再有濃溶液管路經(jīng)溶液熱交換器與吸收器連通,第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與第二吸收器連通,第二吸收器還有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
10、9.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第8項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第三發(fā)生器、第二節(jié)流閥、第三溶液泵和第三溶液熱交換器,第二吸收器增設稀溶液管路經(jīng)第三溶液泵和第三溶液熱交換器與第三發(fā)生器連通,第三發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第三發(fā)生器連通之后第三發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第三發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
11、10.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第8項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第三發(fā)生器、第二節(jié)流閥和第三溶液熱交換器,將第二吸收器有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與發(fā)生器連通調(diào)整為第二吸收器有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器與發(fā)生器連通,將發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通調(diào)整為發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器與第三發(fā)生器連通,第三發(fā)生器再有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第三發(fā)生器連通之后第三發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第三發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
12、11.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第8項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第三發(fā)生器、第二節(jié)流閥、第三溶液泵和第三溶液熱交換器,將第二吸收器有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與發(fā)生器連通調(diào)整為第二吸收器有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與第三發(fā)生器連通,第三發(fā)生器再有濃溶液管路經(jīng)第三溶液泵和第三溶液熱交換器與發(fā)生器連通,將發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通調(diào)整為發(fā)生器有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器和第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第三發(fā)生器連通之后第三發(fā)生器再有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥與冷凝器或蒸發(fā)器連通,第三發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
13、12.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-4項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加第二發(fā)生器、第二溶液泵、第二溶液熱交換器和第二吸收器,將燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、第二發(fā)生器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通,將燃燒爐有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通調(diào)整為燃燒爐有煙氣通道經(jīng)高溫熱交換器、第二發(fā)生器、發(fā)生器和熱源回熱器與外部連通;將發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通調(diào)整為發(fā)生器有冷劑蒸汽通道與第二吸收器連通,第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液泵和第二溶液熱交換器與第二發(fā)生器連通,第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器與第二吸收器連通,第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通,第二吸收器還有被加熱介質(zhì)通道與外部連通,形成催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
14、13.催化劑再生能量回收動力裝置,是在第1-12項所述的任一一款催化劑再生能量回收動力裝置中,外部增加燃料通道與燃燒爐連通,形成催化劑再生能量回收動力裝置。
15、14.催化劑再生能量回收動力裝置,是在第1-13項所述的任一一款催化劑再生能量回收動力裝置中,將熱源回熱器有空氣通道與燒焦-再生系統(tǒng)連通調(diào)整為熱源回熱器有空氣通道分成兩路——第一路與燒焦-再生系統(tǒng)連通和第二路與燃燒爐連通,形成催化劑再生能量回收動力裝置。
16、15.催化劑再生能量回收動力裝置,是在第1-13項所述的任一一款催化劑再生能量回收動力裝置中,增加空氣壓縮機,將外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通調(diào)整為外部有空氣通道經(jīng)空氣壓縮機和熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,增加煙機,將燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道與高溫熱交換器連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道經(jīng)煙機與高溫熱交換器連通,增加第二煙機,將燒焦-再生系統(tǒng)有富c0煙氣通道與燃燒爐連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有富co煙氣通道經(jīng)第二煙機與燃燒爐連通;煙機和第二煙機連接空氣壓縮機并傳輸動力,形成催化劑再生能量回收動力裝置;其中,或熱源回熱器增設空氣通道與第二煙機連通。
17、16.催化劑再生能量回收動力裝置,是在第1-14項所述的任一一款催化劑再生能量回收動力裝置中,增加輔助燃燒室,外部有燃料通道與輔助燃燒室連通,將燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道與高溫熱交換器連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有煙氣通道與輔助燃燒室連通,輔助燃燒室再有煙氣通道與高溫熱交換器連通,形成催化劑再生能量回收動力裝置。
18、17.催化劑再生能量回收動力裝置,是在第16項所述的任一一款催化劑再生能量回收動力裝置中,增加空氣壓縮機,將外部有空氣通道經(jīng)熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通調(diào)整為外部有空氣通道經(jīng)空氣壓縮機和熱源回熱器與燒焦-再生系統(tǒng)連通,增加煙機,將輔助燃燒室有煙氣通道與高溫熱交換器連通調(diào)整為輔助燃燒室有煙氣通道經(jīng)煙機與高溫熱交換器連通;增加第二煙機,將燒焦-再生系統(tǒng)有富co煙氣通道與燃燒爐連通調(diào)整為燒焦-再生系統(tǒng)有富co煙氣通道經(jīng)第二煙機與燃燒爐連通;煙機和第二煙機連接空氣壓縮機并傳輸動力,形成催化劑再生能量回收動力裝置。
19、18.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第1-4、8、12項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加噴管并取代節(jié)流閥,增加擴壓管,將蒸發(fā)器有冷劑蒸汽通道與吸收器連通調(diào)整為蒸發(fā)器有冷劑蒸汽通道經(jīng)擴壓管與吸收器連通,形成催化劑再生能量回收動力裝置。
20、19.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-18項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加工作機,膨脹機連接工作機并向工作機提供動力,形成附加對外提供動力負荷的催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。
21、20.催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng),是在第2-18項所述的任一一款催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)中,增加動力機,動力機連接壓縮機并向壓縮機提供動力,形成附加外部動力驅(qū)動的催化劑再生能量回收熱泵系統(tǒng)。