Способ передачи теплоты на большие расстояния Советский патент 1992 года по МПК F25B15/00 

Изобретение относится к энергетике, в частности к дальнему теплоснабжению и аккумулированию энергии,

Известен способ передачи теплоты на большие расстояния с использованием обратной химической реакции крекинга аммиака с подводом теплоты от теплоисточника путем сжатия продуктов крекинга, их охлаждения до температуры окружающей среды и транспорта их потребителю, подогрева их посредством регенерации и синтеза аммиака с отводом теплоты реакции потребителю, охлаждения азото-водородо-аммиачной смеси расширением в газовой турбине до точки росы аммиака, выделением его из смеси в жидкой фазе и транспортировки его к теплоисточнику.

Недостатками известного способа являются значительный расход электроэнергии на привод компрессора, высокое давление в химическом реакторе крекинга и связанная с этим большая мощность компрессоров, обеспечивающих это давление, высокая температура подвода теплоты от теплоисточника в процессе крекинга.

Цель изобретения - повышение экономической эффективности, снижение температурного потенциала крекинга.

Для этого в способе передачи теплоты на большие расстояния с использованием обратимой химической реакции крекинга аммиака с подводом теплоты от теплоисточника путем сжатия продуктов крекинга, их охлаждения до температуры окружающей среды и транспорта их потребителю, подо ч

4. О О О

о

грева их посредством регенерации, синтеза аммиака с отводом теплоты реакции потребителю, охлаждения азото-водородо-амми- ачной смеси расширением в газовой турбине до точки росы аммиака, выделени- ем его из смеси в жидкой фазе и транспортировки его к теплоисточнику, у теплоисточника проводят десорбцию аммиака из крепкого раствора в виде неполного крекинга с получением азото-водородо-амми- ачной смеси, которую охлаждают в газовой турбине до точки росы аммиака, из нее затем посредством конденсации сепарируют жидкий аммиак, испаряют его за счет теплоты абсорбции и образовавшиеся пары воз- вращают на крекинг, а оставшийся в смеси аммиак выделяют, орошая ее слабым раствором аммиака, после чего из него выпаривают аммиак и также возвращают на крекинг, причем у потребителя азото-водо- родо-аммиачную смесь после синтеза охлаждают в трубине, затем пропускают через воду и полученный при этом крепкий раствор аммиака в воде возвращают к теплоисточнику на десорбцию.

На чертеже представлена схема системы дальнего транспорта тепла, при работе которой реализуется предлагаемый способ.

Система содержит источник 1 теплоты, химический реактор 2, турбину 3, сепаратор 4, абсорбер 5, десорбер 6, компрессор 7. химический реактор 8, турбину 9. абсорбер 10, компрессор 11. трубопроводы 12. 13. 14 и насосы 15-18.

Система работает следующим образом.

После химического реактора 2, где за счет теплоты источника 1 теплоты осуществляют разложение аммиака при Р 5,0 МПа и Т 523 К, азото-водородо-аммиачную смесь расширяют в газовой турбине 3 до давления Р 0,4 МПа со снижением температуры до Т 280 К. где происходит частичная конденсация аммиака. После турбины 3 жидкий аммиак отделяют от азото-водоро- до-амиачной смеси в сепараторе 4. сжима- ют насосом 15, испаряют в абсорбере 5 и возвращают в химический реактор 2 (рециркуляция). Азото-водородо-аммиачнэя смесь из сепаратора 4 поступает в абсорбер 5. где абсорбирует несконденсированные пары аммиака. После абсорбера 5 азото-водород- ную смесь с помощью компрессора 7 по трубопроводу 12 транспортируют к потребителю. Крепкий раствор аммиака насосом 16 направляют в десорбер 6. где выпарива- ют аммиак. Пары аммиака из десорбера б возвращают в химический реактор 2 (рециркуляция) на разложение, а слабый раствор разделяют на два потока. Первый возвращают в абсорбер 5 на абсорбцию аммиака из азото-водородо-аммиачной смеси, а второй - насосом 18 по трубопроводу 13 направляют к потребителю в абсорбер 10.

У потребителя теплоты в химическом реакторе 8 из азото-водородной смеси синтезируют аммиак с выделением теплоты, идущей на нагрев сетевой воды. Полученную азото-водородо-аммиачную смесь расширяют в турбине 9 отдавления Р 5,0 МПа с температурой Т 523 К до давления Р 1,0 МПа со снижением температуры до Т 351 К и направляют в адсорбер 10 для выделения аммиака из азото-водородо-аммиачной смеси. В абсорбере 10 аммиак растворяют в воде, выделившуюся теплоту используют для нагрева сетевой воды, крепкий раствор аммиака в воде насосом 17 по трубопроводу 14 возвращают к теплоисточнику в десорбере 6, а азотно-водородную смесь компрессором 11 возвращают в химический реактор 8 на синтез аммиака (рециркуляция).

Формула изобретения Способ передачи теплоты на большие расстояния с использованием обратной химической реакции крекинга аммиака с подводом теплоты от теплоисточника путем сжатия продуктов крекинга, их охлаждения до температуры окружающей среды и транспорта их потребителю, подогрева их посредством регенерации и синтеза аммиака с отводом теплоты реакции потребителю, охлаждения азото-водородо-аммиачной смеси расширением в газовой турбине до точки росы аммиака, выделением его из смеси в жидкой фазе и транспортировки его к теплоисточнику, отличающийся тем, что, с целью повышения экономической эффективности, снижения температурного потенциала крекинга, у теплоисточника проводят десорбцию аммиака из крепкого раствора в виде неполного крекинга с получением азото-водородо-аммиачной смеси, которую охлаждают в газовой турбине до точки росы аммиака, из нее затем посредством конденсации сепарируют жидкий аммиак, испаряют его за счет теплоты абсорбции и образовавшиеся пары возвращают на крекинг, а оставшийся в смеси аммиак выделяют, орошая ее слабым раствором аммиака, после чего из него выпаривают аммиак и также возвращают на крекинг, причем у потребителя азото-водородо-аммиачную смесь после синтеза охлаждают в турбине, затем орошают слабым раствором аммиака в воде и полученный при этом крепкий раствор аммиака в воде возвращают к теплоисточнику на десорбцию.

Использование: передача теплоты на большие расстояния для теплоснабжения или аккумулирования энергии. Сущность изобретения: у теплоисточника 1 в химическом реакторе 2 осуществляют десорбцию аммиака из крепкого раствора и в реакторе 8 частичный крекинг аммиака, Полученную точки росы аммиака, жидкий аммиак сепарируют, испаряют и возвращают в реактор 2, оставшийся аммиак выделяют из смеси, орошая ее слабым раствором аммиака. Из водного раствора аммиак выпаривают и возвращают в реактор 2 крекинга. У потребителя азото-водородо-аммиачную смесь направляют в реактор 8 синтеза аммиака После синтеза аммиак из азото-водородо- аммиачной смеси выделяют за счет расширения в турбине 9, растворения в воде в адсорбере 10. Крепкий раствор аммиака в воде возвращают к теплоисточнику 1. 1 ил. сл