[發明專利]一種二氧化碳增濕回收利用低溫余熱的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210032303.2
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102589181A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 景玉國;肖躍進;宋紅英;張鵬飛
• 申請（專利權）人: 河北凱躍化工集團有限公司
• 主分類號: F24J3/00
• 分類號: F24J3/00;C10J3/72
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所 13106
• 代理人: 于文順

技術領域

本發明涉及一種二氧化碳增濕回收利用低溫余熱的方法及裝置，屬于化工企業生產綜合利用技術領域。

背景技術

在工業生產領域，將150℃以下介質的熱量稱之為低溫余熱，在各類工業生產領域存在大量的低溫余熱，絕大部分為氣體介質，因露點腐蝕問題，這部分低溫余熱的回收目前存在很大的技術難題；如110-150℃的爐、窯放空煙氣，150℃以下的煤氣等工藝氣體，50-90℃的凝汽汽輪發電機乏汽、100℃以下的低溫熱水等；這部分低溫余量約占總能源消耗量的8-15%，目前這部分熱量絕大部分排到了大氣中，造成了能源的極大浪費；這部分熱量一部分直接排到了大氣中，如110-150℃的爐、窯放空煙氣；一部分需要采取空氣冷卻或冷卻水降溫的辦法將介質降低到所需要的溫度，如150℃以下的煤氣等工藝氣體、50-90℃的凝汽汽輪發電機乏汽等，空氣冷卻的方法將介質的熱量直接傳遞給空氣排到了大氣中，同時還要消耗大量的動力電能，冷卻水降溫的辦法需要消耗大量的冷卻水，再通過冷卻塔采用空氣冷卻降低冷卻水的溫度間接的將熱量轉移到大氣中。

目前，背景技術有很少一部分采用熱泵技術回收低溫余熱，但回收的熱量品位較低，只能應用于采暖和滿足較低溫度熱量的需求，無法提升熱量回收的品位，進而無法將回收的熱量大量返回到工業生產領域繼續使用，無法提高低溫熱量的回收效率，同時投資較大、熱量回收成本也較高。

發明內容

本發明目的是提供一種二氧化碳增濕回收利用低溫余熱的方法及裝置，以液態水為媒介，通過液態水將低溫余熱的熱量轉移到二氧化碳氣體中，包括部分顯熱和潛熱，提高二氧化碳氣體的溫度和水汽含量，同時低溫余熱氣體介質中的一些雜質也通過水為媒介轉移到二氧化碳和水蒸汽的混合氣體中；二氧化碳與水蒸汽等混合氣體作為煤氣發生爐的氣化劑或作為其他加熱熱源使用，實現低溫余熱的回收利用，節能、降耗、環保、增效，解決背景技術中存在的上述問題。

本發明的技術方案是：

一種二氧化碳增濕回收利用低溫余熱的方法，適用于具有煤氣發生爐設施、具有排放二氧化碳氣體以及具有低溫余熱的生產企業，包含如下工藝步驟：設置增濕塔，回收了低溫余熱的熱水進入增濕塔；二氧化碳氣體在增濕塔內與熱水逆流接觸，通過傳質傳熱作用將熱水中的熱量直接轉移到二氧化碳氣體中，部分水以蒸汽的形式轉移到二氧化碳氣體中，二氧化碳氣體中的水汽含量大幅度提高，二氧化碳與水蒸汽混合氣體的溫度也得到了提高，同時熱水中的部分雜質也隨之轉移到二氧化碳與水蒸汽的混合氣體中；增濕塔出口的二氧化碳與水蒸汽混合氣體作為煤氣發生爐的氣化劑使用，也可以作為其他加熱熱源使用，增濕塔出口降溫后的液態水返回到熱回收塔循環使用。

本發明還設置有熱回收塔，低溫余熱介質在熱回收塔內與增濕塔來的溫度較低的水逆流接觸，通過傳質傳熱作用將部分顯熱和潛熱轉移到液態水中，提高液態水的溫度；同時，低溫余熱介質中易溶于水的雜質也隨之轉移到水中，低溫余熱介質溫度降低后進入下一工序，提溫后的水進入增濕塔。

一種二氧化碳增濕回收利用低溫余熱的裝置，包含增濕塔、熱回收塔、降溫塔、低溫余熱介質和二氧化碳氣源，熱回收塔的下部連接低溫余熱氣體介質，熱回收塔的上部連接增濕塔底部的低溫回水，熱回收塔的頂部為低溫熱源降溫后的介質出口，熱回收塔的底部的熱水連接增濕塔的上部，二氧化碳氣源連接增濕塔的下部，增濕塔的頂部為二氧化碳和水蒸汽混合氣體的輸出端；低溫余熱氣體介質在熱回收塔內與增濕塔來的溫度較低的水逆流接觸，通過傳質傳熱作用將部分顯熱和潛熱轉移到液態水中，提高液態水的溫度，同時，低溫余熱介質中易溶于水的雜質也隨之轉移到水中，低溫余熱氣體介質溫度降低后進入下一工序，提溫后的水進入增濕塔；二氧化碳氣體在增濕塔內與熱回收塔來的提溫后的液態水逆流接觸，通過傳質傳熱作用將水中的熱量直接轉移到二氧化碳氣體中，部分水以蒸汽的形式轉移到二氧化碳氣體中，二氧化碳氣體中的水汽含量大幅度提高，二氧化碳與水蒸汽混合氣體的溫度也得到了提高，同時熱水中的部分雜質也隨之轉移到二氧化碳與水蒸汽的混合氣體中；增濕塔出口的二氧化碳與水蒸汽混合氣體作為煤氣發生爐的氣化劑使用；降溫后的液態水返回到熱回收塔循環使用。

本發明還設有熱水泵，設置在熱回收塔與增濕塔之間，用于熱水加壓，強制熱水循環。

本發明也可以用于回收溫度高于150℃的余熱。

本發明還可以不設置熱回收塔，通過任意方式將低溫余熱轉化為溫度100℃以下和高于100℃的熱水后，再進入增濕塔內與二氧化碳氣體逆流接觸生產二氧化碳與水蒸汽的混合氣體。