專利名稱：采用CO₂為工質回收化工工藝過程冷卻余熱的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)冷卻余熱回收利用的方法，尤其是涉及一種石油 化工、煤化工工藝過程冷卻余熱的低溫熱量利用。屬石油化工、煤化工過 程節(jié)能技術領域。
(二)
背景技術：
在石油化工、煤化工領域中，工藝過程的物料、半成品、成品出裝置 等，或由于工藝過程、工藝安全等方面的需要，需要將其冷卻至一定溫度，
冷卻過程的能耗在化工工藝過程裝置中占到該裝置總能耗的30%左右，工 藝過程有大量的冷卻余熱通過冷卻水散熱至大氣之中，造成巨大的能源浪
費。目前，國內外對于這部分工藝過程采用循環(huán)水進行冷卻，其問題有
1、 大量的冷卻余熱能量浪費；
2、 循環(huán)水系統(tǒng)需要不斷的處理，否則會導致微生物超標，造成冷卻器 積垢影響傳熱效率；
3、 循環(huán)水系統(tǒng)還會造成冷卻器、管道及其系統(tǒng)的腐蝕，造成巨大的浪
費；
4、 循環(huán)水場占地面積大；
5、 由于循環(huán)水系統(tǒng)存在諸多問題，造成循環(huán)水系統(tǒng)管理費用高昂；6、系統(tǒng)需要不斷補充工業(yè)用水，造成水資源浪費。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種冷卻工藝過程簡單、可以 避免冷卻器的腐蝕和降低系統(tǒng)管理費用的以co2為工質通過跨臨界狀態(tài)回 收化工工藝過程冷卻余熱的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種采用C02為工質回收化工工藝過程 冷卻余熱的方法，其特征在于所述方法是采用C02為制冷工質，將制冷 吸熱后氣化的氣象或氣液兩相中的氣相，用氣體壓縮機將C02壓縮至液態(tài)，
液態(tài)co2流入壓縮機出口管道，在壓縮機出口管道與壓縮機入口管道之間
并聯(lián)多組冷卻器形成的冷卻回路，化工工藝過程中需要冷卻的高溫介質經(jīng)
過管道進入冷卻器，由液態(tài)C02與需要冷卻的高溫介質在冷卻器中進行熱 量交換過程，同時根據(jù)介質需要的出口溫度調節(jié)進入冷卻器的C02流量，
使介質溫度降低至需要溫度，冷卻后的介質繼續(xù)參與其后續(xù)的工藝過程，
與介質換熱后的C02由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相，進入壓縮機入口管道， 再經(jīng)過壓縮機將氣態(tài)或氣液兩相的氣態(tài)C02壓縮至液態(tài)，釋放出其與工藝
過程冷卻介質熱交換后儲存的熱量，將這部分熱量與鍋爐給水或其他需要 熱暈的介質進行換熱，或進熱泵發(fā)電轉換成成電能達到回收冷卻余熱的目 的，換熱后的高溫鍋爐給水或其他需要熱量的介質返回并參與其工藝過程，
壓縮機壓縮C02液化后在系統(tǒng)中參與下一循環(huán)的熱量回收過程。 本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明通過利用C02為工質回收化工工藝過程冷卻余熱，可以回收大量冷卻余熱能量，以煉油廠為例可回收約31.4%的熱量，即可節(jié)能31.4%;
2、 取消了循環(huán)水系統(tǒng)，使得冷卻工藝過程簡單；
3、 避免了循環(huán)水系統(tǒng)包括冷卻器的腐蝕；
4、 減少了占地面積；
5、 降低了系統(tǒng)管理費用；
6、 C02還可以替代原來裝置中的消防蒸汽，在對操作人員進行有氧防 護的前提下，消防效果好；
7、 給工業(yè)回收的C02找到了好的用途出路。
(四)


圖1為本發(fā)明利用C02為工質回收化工工藝過程冷卻余熱流程示意圖。
(五)
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明涉及采用C02為工質回收化工工藝過程冷卻余熱的 方法，所述方法是利用C02為制冷工質，液態(tài)C02經(jīng)過冷卻器與需要冷卻 的工藝介質進行換熱，液態(tài)C02吸熱氣化，工藝介質防熱得到冷卻。利用 壓縮機將氣態(tài)C02壓縮至液態(tài)流入壓縮機出口管道，在壓縮機出口管道與 壓縮機入口管道之間并聯(lián)多組冷卻器形成的回路，化工工藝過程中需要冷 卻的高溫介質經(jīng)過管道進入冷卻器，由液態(tài)C02與需要冷卻的高溫介質在 冷卻器中進行熱量交換過程，根據(jù)介質需要的出口溫度調節(jié)進入冷卻器的 C02流量，使介質溫度降低至需要溫度，冷卻后的介質繼續(xù)參與其原來的
工藝過程，與介質換熱后的C02由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相，進入回收管道，再經(jīng)過減壓閥流入儲液罐分離液態(tài)后，進入壓縮機入口管道，再經(jīng)過 壓縮機將氣態(tài)或氣液兩相的C02壓縮至液態(tài)，釋放出其與工藝過程冷卻介 質熱交換后儲存的熱量，將這部分熱量與鍋爐給水進行換熱，或進熱泵發(fā) 電轉換成成電能達到回收冷卻余熱的目的，換熱后的高溫鍋爐給水去鍋爐， 生產(chǎn)蒸汽，壓縮機壓縮C02液化后在系統(tǒng)中參與下一循環(huán)的熱量回收過程。 C02儲罐出口管線除了補充冷卻系統(tǒng)液位以外，還可以用于化工工藝
裝置消防系統(tǒng)，其消防接口完全利用與原來消防蒸汽接口相同。消防應用 中可以很快隔離火焰與空氣，使火焰窒息而滅，其消防效果好。
權利要求
1、一種采用CO2為工質回收化工工藝過程冷卻余熱的方法，其特征在于所述方法是利用CO2為制冷工質，利用壓縮機將CO2壓縮至液態(tài)流入壓縮機出口管道，在壓縮機出口管道與壓縮機入口管道之間并聯(lián)多組冷卻器形成的回路，化工工藝過程中需要冷卻的高溫介質經(jīng)過管道進入冷卻器，由液態(tài)CO2與需要冷卻的高溫介質在冷卻器中進行熱量交換過程，根據(jù)介質需要的出口溫度調節(jié)進入冷卻器的CO2流量，使介質溫度降低至需要溫度，冷卻后的介質繼續(xù)參與其原來的工藝過程，與介質換熱后的CO2由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相，進入壓縮機入口管道，再經(jīng)過壓縮機將氣態(tài)或氣液兩相的CO2壓縮至液態(tài)，釋放出其與工藝過程冷卻介質熱交換后儲存的熱量，將這部分熱量與鍋爐給水或其他需要熱量的介質進行換熱，或進熱泵發(fā)電轉換成成電能，換熱后的高溫鍋爐給水或其他需要熱量的介質返回并參與其工藝過程，壓縮機壓縮CO2液化后在系統(tǒng)中參與下一循環(huán)的熱量回收過程。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種采用C02為工質回收化工工藝過程冷卻余熱的方法，其特征在于由C02儲罐對冷卻系統(tǒng)進行液位補充，C02儲罐出口管線除了補充冷卻系統(tǒng)液位以外，還用于化工工藝裝置消防系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明一種采用CO₂為工質回收化工工藝過程冷卻余熱的方法，所述方法是利用CO₂為制冷工質，利用壓縮機將CO₂壓縮至液態(tài)流入壓縮機出口管道，在壓縮機出口管道與壓縮機入口管道之間并聯(lián)多組冷卻器形成的回路，需要冷卻的高溫介質經(jīng)過管道進入冷卻器，由液態(tài)CO₂與需要冷卻的高溫介質在冷卻器中進行熱量交換過程，與介質換熱后的CO₂由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相，經(jīng)過壓縮機壓縮至液態(tài)，釋放出其與工藝過程冷卻介質熱交換后儲存的熱量，將這部分熱量與鍋爐給水或其他需要熱量的介質進行換熱，壓縮機壓縮CO₂液化后在系統(tǒng)中參與下一循環(huán)的熱量回收過程。本發(fā)明方法冷卻工藝過程簡單，可以避免冷卻器的腐蝕，降低了系統(tǒng)管理費用。
文檔編號F25B27/02GK101418999SQ20081015541
公開日2009年4月29日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權日2008年9月28日
發(fā)明者周國華, 葛京鵬, 靳世平, 黃素逸 申請人:江陰市石油化工設備有限公司