[發明專利]一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210032874.6
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN103245130A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 趙旭;張麥奎;申濤;賈敏
• 申請（專利權）人: 天華化工機械及自動化研究設計院有限公司;國家干燥技術及裝備工程技術研究中心
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

1.一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法，其步驟是：

a.工質吸熱過程

90～600℃的干燥尾氣與液態熱泵工質在冷凝換熱器(1)內逆向間接換熱，液態熱泵工質吸收干燥尾氣中的低品位熱能，干燥尾氣中的水蒸氣冷凝為～60℃的冷凝水，積存在冷凝換熱器(1)底部，經過濾器(2)過濾后通過冷凝水泵(3)排出；不凝氣體由冷凝換熱器(1)頂部通過引風機(4)排放；

b.工質閃蒸氣提過程

吸收低品位熱能后的液態熱泵工質進入閃蒸罐(5)內，在0.01～0.05MPa(A)下進行真空閃蒸氣提；氣提后的液態熱泵工質溫度為40～110℃，通過工質循環泵(6)增壓后打入冷凝換熱器(1)內吸收干燥尾氣攜帶的低品位熱能；閃蒸出來的40～110℃氣態熱泵工質進入熱泵壓縮機(7)內；

c.工質壓縮升溫過程

低溫低壓的氣態熱泵工質在熱泵壓縮機(7)內變為100～170℃高溫高壓氣態熱泵工質后，進入蒸汽發生器(8)內；

d.工質冷凝放熱過程

從熱泵壓縮機7排出的100～170℃氣態熱泵工質與常溫工藝水在蒸汽發生器(8)內逆向間接換熱，使工藝水吸收氣態熱泵工質攜帶的高品位熱能后氣化為水蒸氣供外界使用。同時，氣態熱泵工質放熱后冷凝為液態進入工質凝液罐(9)，經節流閥(10)進入閃蒸罐(5)內循環使用。

2.如權利要求1所述的一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法，其特征是低品位熱源為干燥尾氣，或氧化尾氣、或煉廠尾氣、或電廠工業尾氣。

3.如權利要求1所述的一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法，其特征是熱泵工質為R123或其他高冷凝溫度工質。

4.用于實現權利要求1所述的一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法，其設備包括：

一個冷凝換熱器(1)，其作用是將干燥尾氣攜帶的低品位熱能傳遞給液態熱泵工質；

一個過濾器(2)，其作用是過濾干燥尾氣冷凝水中的雜質顆粒，避免其堵塞冷凝水泵(3)；

一個冷凝水泵(3)，其作用是將過濾后的干燥尾氣冷凝水增壓后排出；

一個引風機(4)，其作用是將干燥尾氣中的不凝氣體自冷凝換熱器(1)內排放；

一個閃蒸罐(5)，其作用是使吸收低品位熱能后的液態熱泵工質閃蒸氣提為氣態熱泵工質；

一個工質循環泵(6)，其作用是將閃蒸罐(5)內的液態熱泵工質增壓后打入冷凝換熱器(1)內；

一個熱泵壓縮機(7)，其作用是提供驅動能，使低溫低壓的氣態熱泵工質變為高溫高壓；

一個蒸汽發生器(8)，其作用是將氣態熱泵工質攜帶的高品位熱能傳遞給工藝水，使其氣化為水蒸氣；

一個工質凝液罐(9)，其作用是儲存放熱后的液態熱泵工質；

一個節流閥(10)，其作用是使液態熱泵工質進入閃蒸罐(5)循環使用。

5.如權利要求4所述的實現權利要求1的設備，其特征是冷凝換熱器(1)為帶翅片盤管的換熱器；冷卻方式為強制冷卻，或為自然冷卻。

6.如權利要求4所述的實現權利要求1的設備，其特征是熱泵壓縮機(7)為封閉式壓縮機；壓縮方式為容積型，或為速度型；調節方式為單級，或為多級。

7.如權利要求4所述的實現權利要求1的設備，其特征是蒸汽發生器(8)為帶蒸發空間的列管式換熱器，或為板式換熱器；換熱器型式為臥式，或為立式；換熱方式為逆流，或為并流。