【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于綠色甲醇合成，具體涉及一種利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統。
技術介紹
1、甲醇是一種有著廣泛用途的重要有機化工原料，在農藥、醫藥、染料、香料涂料以及三大合成材料生產中都需要甲醇作為原料或作為溶劑，甲醇工業生產對其他相關工業和國民經濟發展都有著重要意義。甲醇合成催化劑為銅基催化劑，活性范圍較窄，使用溫度低，高溫維持時間不長，生產上的操作溫度一般在240～290攝氏度。為了延長甲醇合成催化劑的使用壽命，要求合成塔的徑向溫差小，因此對合成塔在床層移熱方面的要求很高。此外，甲醇合成反應是在變溫條件下進行的，一方面由于該反應過程伴隨著相當大的熱效應，難以維持等溫；另一方面等溫操作的效果并不好，而且要求有最佳溫度分布。甲醇合成反應的主副反應活化能大小不同，不同溫度對主副反應速率的影響也不同。因此，甲醇合成反應的溫度控制很關鍵，但是合理的溫度控制比較困難。
2、然而，在實際生產中，大部分甲醇合成塔存在以下問題：1）反應氣從上到下通入到反應管中進行反應，反應管上段的反應速率較快，下段的反應速率較慢，導致反應管上部溫度較高，下部溫度較低，而換熱介質是自下而上進行逆流換熱，不利于反應溫度的平穩控制。2）功能單一的甲醇合成系統由于反應溫度限制，不能產生10mpa高壓力等級的過熱蒸汽，因此熱回收利用范圍受限。
3、鑒于此，本專利技術提出一種利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術擬解決的技術問題是，
2、為實現上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：
3、一種利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，包括甲醇合成塔、低溫熔鹽罐、中溫熔鹽罐和高溫熔鹽罐；
4、所述甲醇合成塔的上部和下部分別設有上管板和下管板，上管板和下管板之間陣列有多個反應管，每個反應管上都均勻纏繞有一個熔鹽管道；所有熔鹽管道的上端通過一個熔鹽管道連接件與甲醇合成塔的熔鹽入口連接，所有熔鹽管道的下端通過另一個熔鹽管道連接件與甲醇合成塔的熔鹽出口連接；低溫熔鹽罐的出口與甲醇合成塔的熔鹽入口連接，中溫熔鹽罐的入口與甲醇合成塔的熔鹽出口連接；除鹽水在甲醇合成塔內自下而上逆流換熱，熔鹽在熔鹽管道內自上而下并流換熱。
5、進一步的，該系統還包括電加熱器、除氧器、預熱器、第一汽包、蒸發器、過熱器和第二汽包；電加熱器的入口連接中溫熔鹽罐的出口，電加熱器的出口連接高溫熔鹽罐的入口，過熱器的熔鹽入口連接高溫熔鹽罐的出口，過熱器的熔鹽出口連接蒸發器的熔鹽入口，過熱器的蒸汽入口連接第一汽包的蒸汽出口，第一汽包的飽和水入口連接預熱器的飽和水出口，蒸發器的熔鹽出口連接預熱器的熔鹽入口，蒸發器的飽和水入口連接第一汽包的飽和水出口，蒸發器的飽和蒸汽出口連接第一汽包的的飽和蒸汽入口，預熱器的熔鹽出口連接低溫熔鹽罐的入口，預熱器的除氧水入口連接除氧器的除氧水出口，除氧器的除氧蒸汽入口連接第二汽包的蒸汽出口，第二汽包的蒸汽入口連接甲醇合成塔的蒸汽出口。
6、進一步的，所述熔鹽管道連接件包括母管道和圓環管道，多個圓環管道共圓心陣列排布，各個熔鹽管道穿過上管板或下管板的熔鹽管孔與對應的圓環管道連接，母管道的一端分別與各個圓環管道連接，另一端與甲醇合成塔的熔鹽入口或熔鹽出口連接。
7、進一步的，當反應溫度低于最佳反應溫度時，通過降低甲醇合成塔內除鹽水的流動速率或降低低溫熔鹽的傳輸速率來提高反應溫度；當反應溫度高于最佳反應溫度時，通過提高甲醇合成塔內除鹽水的流動速率或提高低溫熔鹽的傳輸速率來降低反應溫度。
8、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
9、1、甲醇合成反應的溫度需要控制在250～260攝氏度之間，溫度過高或過低都會影響甲醇的合成產率。由于反應氣自上而下通入到反應管中，反應管上段反應速率較快，溫度較高，下段反應速率較慢，溫度較低。而換熱介質（除鹽水）卻是自下而上逆流換熱，不利于反應溫度的控制。因此，本專利技術在各個反應管上纏繞熔鹽管道，低溫熔鹽由上至下在熔鹽管道內流動，與反應氣并流換熱，使得溫度較低的低溫熔鹽先與溫度較高的反應管上部換熱，有利于控制反應溫度不超高，而溫度較高的低溫熔鹽與反應管下部換熱，保證反應管下部溫度不至于過低，在提高反應速率和甲醇合成率的同時提高了熱回收利用率。
10、2、除鹽水逆流換熱、熔鹽并流換熱，兩者相互協調，使得反應溫度更易于控制和調節，并且反應管的溫度分布也更合理，催化劑床層溫差較小，反應基本沿著最佳溫度曲線進行，因而催化劑活性高，可更有效地提高產品質量和反應氣的單程轉化率。當反應溫度低于最佳反應溫度時，通過增大第二汽包的蒸汽壓力（即降低甲醇合成塔內除鹽水的流動速率）或降低低溫熔鹽的傳輸速率來提高反應溫度；當反應溫度高于最佳反應溫度時，通過降低第二汽包的蒸汽壓力（即提高甲醇合成塔內除鹽水的流動速率）或提高低溫熔鹽的傳輸速率來降低反應溫度；通過這種方式可以保持較為恒定的反應溫度，變化范圍在0.1mpa相當于1.5攝氏度，反應溫度幾乎是恒定的，有效抑制了副反應，延長了催化劑的使用壽命。
11、3、通過熔鹽溫度調控系統可以對甲醇合成反應產出的蒸汽進行再利用，通過除氧器、預熱器、蒸發器、汽包、過熱器的組合使用，使蒸汽變為過熱蒸汽，進而將蒸汽變為高品位能源，過熱蒸汽有更廣的使用范圍，增加了能源的利用率。
12、4、合成塔既是反應器又是廢熱鍋爐，合成塔內陣列有多個反應管，反應管內裝有催化劑，甲醇合成反應放出的熱量很快被除鹽水和熔鹽轉移。而除鹽水將反應管整體浸泡，且水的汽化潛熱大，移熱效率高，使得80％的反應熱可轉化為蒸汽；冷媒熱虹吸循環，不需要泵，節省設備費用且可靠性高。
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1.一種利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，包括甲醇合成塔、低溫熔鹽罐、中溫熔鹽罐和高溫熔鹽罐；
2.根據權利要求1所述的利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，該系統還包括電加熱器、除氧器、預熱器、第一汽包、蒸發器、過熱器和第二汽包；電加熱器的入口連接中溫熔鹽罐的出口，電加熱器的出口連接高溫熔鹽罐的入口，過熱器的熔鹽入口連接高溫熔鹽罐的出口，過熱器的熔鹽出口連接蒸發器的熔鹽入口，過熱器的蒸汽入口連接第一汽包的蒸汽出口，第一汽包的飽和水入口連接預熱器的飽和水出口，蒸發器的熔鹽出口連接預熱器的熔鹽入口，蒸發器的飽和水入口連接第一汽包的飽和水出口，蒸發器的飽和蒸汽出口連接第一汽包的的飽和蒸汽入口，預熱器的熔鹽出口連接低溫熔鹽罐的入口，預熱器的除氧水入口連接除氧器的除氧水出口，除氧器的除氧蒸汽入口連接第二汽包的蒸汽出口，第二汽包的蒸汽入口連接甲醇合成塔的蒸汽出口。
3.根據權利要求1或2所述的利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，所述熔鹽管道連接件包括母管道和圓環管道，多個圓環管道共圓心陣列排布，各個熔
4.根據權利要求3所述的利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，當反應溫度低于最佳反應溫度時，通過降低甲醇合成塔內除鹽水的流動速率或降低低溫熔鹽的傳輸速率來提高反應溫度；當反應溫度高于最佳反應溫度時，通過提高甲醇合成塔內除鹽水的流動速率或提高低溫熔鹽的傳輸速率來降低反應溫度。
...【技術特征摘要】
1.一種利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，包括甲醇合成塔、低溫熔鹽罐、中溫熔鹽罐和高溫熔鹽罐；
2.根據權利要求1所述的利用多級熔鹽儲能調控反應溫度的綠甲醇合成系統，其特征在于，該系統還包括電加熱器、除氧器、預熱器、第一汽包、蒸發器、過熱器和第二汽包；電加熱器的入口連接中溫熔鹽罐的出口，電加熱器的出口連接高溫熔鹽罐的入口，過熱器的熔鹽入口連接高溫熔鹽罐的出口，過熱器的熔鹽出口連接蒸發器的熔鹽入口，過熱器的蒸汽入口連接第一汽包的蒸汽出口，第一汽包的飽和水入口連接預熱器的飽和水出口，蒸發器的熔鹽出口連接預熱器的熔鹽入口，蒸發器的飽和水入口連接第一汽包的飽和水出口，蒸發器的飽和蒸汽出口連接第一汽包的的飽和蒸汽入口，預熱器的熔鹽出口連接低溫熔鹽罐的入口，預熱器的除氧水入口連接除氧器的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：穆世慧，趙曙光，王建新，尼賓杰，
申請(專利權)人：北京民利儲能技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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