[發明專利]一種天然氣隧道窯排煙余熱回收循環管路熱電熱水供應系統及其運行方法

有效

• 申請號: 201410428246.9
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104154765B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 王道成;司紅康;劉傳濤;邵長虹
• 申請（專利權）人: 安徽省六安市佳瑞粉末冶金有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種天然氣隧道窯排煙余熱回收循環管路熱電熱水供應系統的運行方法，其特征在于：所述天然氣隧道窯排煙余熱回收循環管路熱電熱水供應系統主要包括：

低氫氣平衡壓儲氫合金反應器(1)，高氫氣平衡壓反應器(2)，二者的氫氣充放口連接管路上有第零電磁閥(4)，所述第零電磁閥(4)上并聯有旁通抽氣泵(22),控制單元（5）；

排煙進口管路，所述排煙進口管路上配置有溫度傳感器(6)，用于對所述排煙進口管路的煙氣溫度進行檢測，所述天然氣隧道窯排煙從排煙進口管路經第一循環風機（21）、第九電磁閥（12）、余熱煙氣鍋爐（8）、熱水器（3），進一步可交替選擇性的經：

A.第二電磁閥（24）、低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）、第三電磁閥(23),流回到排煙出口所處管路排出；

B.第五電磁閥（18）、高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2）、第三電磁閥（23），流回到排煙出口所處管路排出；

所述余熱煙氣鍋爐（8）、膨脹機（7）、冷卻器（9）、增壓泵（10）依次通過工質管路連接，所述膨脹機（7）將機械功輸出給發電機（25），所述冷卻器（9）中的冷卻流體可交替選擇性的：

A.經第二循環泵（11）、第十電磁閥（19）、所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1），重返回到所述冷卻器（9）中進行換熱；

B.經所述第二循環泵（11）、第十一電磁閥（16）、所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2），重返回到所述冷卻器（9）中進行換熱；

所述熱水器（3）中的水流體可交替選擇性的：

A.經第三循環泵（13）、第十三電磁閥（15）、所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2）、重返回到所述熱水器（3）中；

B.經所述第三循環泵（13）、第十二電磁閥（20）、低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）、重返回到所述熱水器（3）中；

所述控制單元（5）與所述溫度傳感器（6）相連，對上述所有電磁閥、所述第一循環風機（21）、所述第二循環泵（11）、所述第三循環泵（13）、所述增壓泵（10）的開閉或啟停進行控制；

其運行方法為：

步驟Ａ：開始工作時，低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）的氫氣處于飽和，當所述溫度傳感器（6）檢測到180-300℃的來流煙氣時，在所述控制單元（5）的控制下，同時啟動所述第一循環風機（21）、所述第九電磁閥（12）打開、啟動所述第二循環泵（11）、啟動所述增壓泵（10）、所述第二電磁閥（24）打開、所述第十電磁閥（19）打開、所述第三電磁閥（23）打開、啟動所述抽氣泵（22）、所述第十三電磁閥（15）打開、啟動所述第三循環泵（13），其余的電磁閥均關閉；

180-300℃的高溫區間煙氣經所述第一循環風機（21）、所述第九電磁閥（12）、所述余熱煙氣鍋爐（8），并把其熱量傳遞給余熱煙氣鍋爐（8），由此所述高溫區間余熱流體降溫成為100-200℃中溫區間煙氣，所述中溫區間煙氣經所述熱水器（3），并把其熱量傳遞給所述熱水器（3），使所述熱水器（3）中的水流體獲得一次升溫，由此所述中溫區間煙氣降溫成為60-120℃低溫區間煙氣，所述低溫區間煙氣經所述第二電磁閥（24）、所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1），并將其熱量傳遞給所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1），最終可降低至30℃的煙氣經所述第三電磁閥（23）、排煙所處管路排出；

與此所同時進行的過程是，氫氣從所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）釋放出來并經抽氣泵（22）排送到所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2），這樣所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）發生釋氫吸熱反應，吸收所述60-120℃低溫區間煙氣以及所述冷卻器（９）中經所述第二循環泵（11）、所述第十電磁閥（19）進入到所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）中并返回到所述冷卻器（9）中的冷卻流體的熱量，所述高氫氣壓儲氫合金反應器（2）發生吸氫放熱反應，并將其所放出的熱量傳遞給經所述第三循環泵（13）、所述第十三電磁閥（15）、所述高氫氣壓儲氫合金反應器(2)，并返回到所述熱水器（3）中的水流體，至此熱水器中（3）的水流體獲得二次升溫；

步驟Ｂ：當所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2）的氫氣飽和后，所述控制單元（5）關閉所述抽氣泵(22)、所述第五電磁閥(18)打開、、所述第三電磁閥（23）仍打開、所述第十一電磁閥(16)打開、所述第九電磁閥(12)仍打開、所述第十二電磁閥(20)打開、所述第零電磁閥（4）打開，所述第一循環風機(21)和所述第二循環泵(11)、所述第三循環泵(13)、以及所述增壓泵(10)仍運轉，其余電磁閥均關閉；

與此所同時進行的過程是，氫氣從所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器(2)釋放出來并經所述第零電磁閥(4)排送到所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器(1),這樣所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器(2)發生釋氫吸熱反應，吸收所述低溫區間煙氣的熱量以及所述冷卻器（9）中經所述第二循環泵（11）、所述第十一電磁閥（16）進入到所述高氫氣平衡壓儲氫合金反應器（2）中并返回到所述冷卻器（9）中的冷卻流體的熱量，所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）發生吸氫放熱反應，并將其所放出的熱量傳遞給經所述第三循環泵（13）、所述第十二電磁閥（20）、所述低氫氣壓儲氫合金反應器（1），并返回到所述熱水器（3）中的水流體，至此所述熱水器中（3）的水流體獲得二次升溫；

在上述步驟Ａ和步驟Ｂ中，所述余熱煙氣鍋爐（8）始終進行的過程是吸收所述高溫區間煙氣的熱量，并將其所述工質加熱經膨脹機（7）膨脹輸出機械功給所述發電機（25）用于發電，進一步的所述工質在所述冷卻器（9）中進行冷卻，經所述增壓泵（10）進入到所述余熱煙氣鍋爐（8）繼續吸收熱量，進入到下一個發電循環；

當所述低氫氣平衡壓儲氫合金反應器（1）的氫氣飽和后，由上述B步驟轉入上述Ａ步驟，如此反復進行。