[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

技術領域

本發明提出一種干燥尾氣中熱量和水的回收利用方法，即：采用密閉循環的熱泵工質回收干燥尾氣中的熱量和冷凝水。本發明涉及節能降耗的技術領域。

現有技術

現有干燥技術中，溫度在80～200℃間的干燥尾氣多采用除塵后排空方式，尾氣中攜帶的低品位熱能和水沒有回收利用；溫度≥200℃的干燥尾氣多采用濕法洗滌后排空方式，不僅沒有回收熱能，而且需提供冷卻干燥尾氣的冷媒介(如工藝冷卻水、鹽水等)，消耗額外能量。

發明內容

為克服現有技術不足，本發明的目的在于提出一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法。

本發明的另一目的在于提供實現上述方法的裝置。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

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，積存在冷凝換熱器底部，經過濾器過濾后通過冷凝水泵排出成為回收水；不凝氣體由冷凝換熱器頂部通過引風機排放。

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℃，通過工質循環泵增壓后打入冷凝換熱器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內變為100～170℃高溫高壓的氣態熱泵工質后，進入蒸汽發生器8內。

d.工質冷凝放熱過程

從熱泵壓縮機排出的100～170℃氣態熱泵工質與常溫工藝水在蒸汽發生器內逆向間接換熱，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，經節流閥進入閃蒸罐循環使用。

用于實現本發明方法的裝置，包括：

一個冷凝換熱器，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，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。

一個冷凝水泵，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，其作用是將干燥尾氣中的不凝氣體自冷凝換熱器內排放。

一個閃蒸罐，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，其作用是將閃蒸罐內的液態熱泵工質增壓后打入冷凝換熱器內。

一個熱泵壓縮機，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，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，其作用是儲存放熱后的液態熱泵工質。

一個節流閥，其作用是使液態熱泵工質進入閃蒸罐內循環使用。

本發明優點

在密閉的熱泵工質循環系統中，通過工質吸熱、工質閃蒸氣提、工質壓縮升溫、工質冷凝放熱四種工藝組合，使干燥尾氣中低品位熱能轉化為能發生蒸汽的高品位熱能。其中：工質吸熱過程的關鍵設備是冷凝換熱器；工質閃蒸氣提過程的關鍵設備是閃蒸罐；工質壓縮升溫過程的關鍵設備是熱泵壓縮機；工質冷凝放熱過程的關鍵設備是蒸汽發生器，因此，本發明的優點主要表現如下幾個方面：

(1)簡單易行：本發明主要設備為冷凝換熱器、閃蒸罐、熱泵壓縮機和蒸汽發生器，是常規設備組合的新工藝。系統簡單，可操作性強。

(2)廢熱利用：本發明將干燥尾氣中的低溫廢熱變為可發生蒸汽的高溫熱能，使大量的低品位熱能得以回收利用，減少不必要的浪費。

(3)安全環保：本發明利用熱泵技術使干燥尾氣降溫除濕，減少環境負荷，且產生的水蒸氣為清潔能源。

(4)用途廣泛：本發明產生的水蒸氣可廣泛應用于相關工業領域。

附圖說明

圖1：本發明的工藝流程圖。

圖2：本發明的工藝流程框圖。

具體實施方式

如附圖1、2所示，一種熱泵工質循環回收干燥尾氣熱量和水的方法，其工藝流程是：

a.工質吸熱過程