[發明專利]一種中低溫余熱轉化為蒸汽的系統及方法

無效

• 申請號: 200910130802.3
• 申請日: 2007-04-19
• 公開（公告）號: CN101566404A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 蘇慶泉;王立;米萬良
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: F25B15/00
• 分類號: F25B15/00;F25B15/06
• 代理公司: 北京市德權律師事務所
• 代理人: 劉鐵生

本申請是申請日為2007年4月19日，申請號為200710098499.4，名稱為“一種中低溫余熱轉化為蒸汽的系統及方法”發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于新能源技術、熱能工程、化學工程以及材料工程等相互交叉的技術領域，特別涉及一種中低溫余熱轉化為蒸汽的系統及方法。

背景技術

隨著我國經濟發展走進了追求循環經濟的新階段，進一步的節能降耗已成為了鋼鐵、化工、建材等高能耗行業必需面對的重要課題。

經過了企業多年的努力，工廠內品位較高的余熱、廢氣大都已得到了有效的利用，因而剩下的挖潛空間主要是品位低、數量大、回用難度大的低品位能量，即溫度范圍在90-500℃的中低溫余熱。典型的中低溫余熱有溫度300℃左右的蒸汽鍋爐出口煙氣和鋼坯、爐渣所攜帶的顯熱等。

通常，中低溫余熱、尤其低溫余熱的利用方法是將該余熱轉化為60-90℃的熱水，以此作為職工生活熱水或供暖供冷的熱源。對于大中型企業來說，由于職工生活區和產區通常相距甚遠，該利用方法顯然是不適用的。此外，也有一些通過采用第二類吸收式熱泵技術將低溫余熱轉化為蒸汽的研究報告(趙曉巍，王樹昆.第二類吸收式熱泵及其在冶金企業中的應用前景.山東冶金，2004，26(6)：37-39.)。可是，傳統的第二類吸收式熱泵循環系統存在著三個缺點，即所產蒸汽壓力低、熱效率低(1份熱值的蒸汽需耗兩份以上熱值的低溫余熱)以及需要用于冷卻的低溫熱源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中低溫余熱轉化為蒸汽的系統及方法，解決了上述第二類吸收式熱泵系統存在的三個缺點。

本發明的系統采用蒸發器1、吸收器2、發生器3和送液泵9組成吸收式熱泵開路循環系統。蒸發器1和吸收器2之間用蒸汽通路7連接，吸收器2的出口、送液泵9和發生器3的入口之間用吸收溶液管路18連接，發生器3的出口和吸收器2的入口之間用吸收溶液管路19連接；第一換熱器4置于蒸發器1中，第二換熱器5置于吸收器2中，第三換熱器6置于發生器3中。

用250-1300℃熱源作為發生器3的熱源，通過置于發生器3的第三換熱器6加熱發生器3中的吸收溶液，使之蒸發并產生第一蒸汽20；在吸收器2吸收溶液吸收來自蒸發器1的第三蒸汽并產生吸收熱，通過置于吸收器2中的第二換熱器5加熱冷凝水，使之蒸發并產生第二蒸汽21；用90-500℃中低溫余熱作為蒸發器1的熱源，通過置于蒸發器1中的第一換熱器4加熱蒸發器1中的冷凝水，使之蒸發并產生第三蒸汽，通過蒸汽通路7將該第三蒸汽引入吸收器2。

本發明將發生器第二蒸汽21引至本循環的外部加以利用并使之得到冷凝，之后以冷凝水的形式返回到蒸發器1和吸收器2。這實際上是將冷凝器置于本循環系統的外部。因此，本循環相對于傳統的第二類熱泵循環所采用的的封閉式(閉路)循環來說，是一種熱泵開路循環。如圖1所示，由送液泵9將吸收器2的吸收溶液送入發生器3，然后利用發生器3與吸收器2的壓力差將發生器3的吸收溶液引入吸收器2，從而構成吸收溶液的循環。

本發明還可在上述系統中設置蒸汽噴射泵8，用蒸汽管路16將噴射泵8的高壓側入口14與吸收器2的蒸汽出口12相連接，用蒸汽管路17將蒸汽噴射泵8的低壓側入口15與發生器3的蒸汽出口13相連接，通過蒸汽噴射泵8的作用將分別從吸收器2和發生器3得到的不同參數的第一蒸汽20和第二蒸汽21合流為同一參數的蒸汽22，從而使發生器第二蒸汽21的壓力得到提升。