高温热泵技术与铜氨液精炼工艺中余热回收的耦合系统

摘要

本发明公开了一种高温热泵技术与铜氨液精炼工艺中余热回收的耦合系统，主要包括铜氨液和高温热泵工质两个循环系统，热泵机组的蒸发器取代原有冷却水和液氨二级冷却，将铜洗过程高温的铜氨液温度降到要求温度；热泵机组的冷凝器取代原有的高温蒸汽，满足再生过程对高品质热量的需求。本发明的系统，将能源品位提升技术与合成氨化工工艺进行了有机的耦合，不仅可回收铜氨液溶液在铜洗过程中产生的低品位余热，且将铜氨液加热到再生过程中的温度条件，并具有较高的能效比。不但减少了传统工艺中冷却塔风机及氨制冷等设备运转引起的能耗，也减少了环境的热污染；产生的高温热又可供铜氨液再生使用，减少了煤炭等化石燃料的消耗和大量有害气体的排放。

主权项

一种高温热泵技术与铜氨液精炼工艺中余热回收的耦合系统，其特征在于，主要包括铜氨液和高温热泵工质两个循环系统：铜氨液循环系统主要包括铜洗和再生两个过程：铜洗过程是指：经再生器再生后的铜液进入换热器放出部分热量，降温后的铜液65℃‑70℃进入蒸发器，铜液在蒸发器里温度降到8℃‑15℃，出蒸发器的铜液回到高压铜泵，打入铜塔吸收合成氨粗原料气中的杂气；再生过程是指：在铜塔中吸收了杂气的铜液经减压后流入回流塔顶部，与铜液再生气逆向接触，吸收再生气中的氨和水蒸气；铜液进入换热器回收部分热量后回到回流塔二段，在塔内一方面进一步解析铜液中的CO和CO2，另一方面吸收再生气的氨和热量；出回流塔后的铜液进入还原器，回收利用其它工艺工段的热量，铜液的温度上升，升温的铜氨液溶液再进入冷凝器，继续被加热；出冷凝器的铜液再进入再生器，维持在固定温度条件，以保证CO和CO2完全解析，从而使铜液得以再生，循环使用；高温热泵工质循环系统主要包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀以及高温工质；制冷剂经膨胀阀降低压力和温度，低温低压的制冷剂进入蒸发器，吸收铜氨液精炼工艺中的余热而气化；气化的低压制冷剂进入压缩机进行压缩，压缩后的高压制冷剂进入冷凝器，制冷剂液化冷凝放热加热再生过程中的铜液，液化的制冷剂再进入膨胀阀循环运行。