[實用新型]一種熱管式降膜蒸發低溫余熱利用及水回收設備

有效

• 申請號: 201520355187.7
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN204806354U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 王為術;徐維暉;朱曉靜;張鳴;路統;郭會軍;柳藝多
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22B3/02;F28D15/02
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

技術領域

本實用新型涉及一種余熱及水回收利用設備，具體涉及一種熱管式降膜蒸發低溫余熱利用及水回收設備，屬于節能減排技術領域。

背景技術

我國每年排放的約十億噸標準煤當量的工業余熱大部分為低溫煙氣余熱，采用水作為朗肯循環工質則效率較低，甚至無法回收。煙氣中含有的水分排放到大氣中也是構成我國多“霧”天氣的一大原因，降低空氣透明度，影響人類生活環境。

現有的余熱回收設備一般采用管殼式換熱器回收煙氣余熱，但低溫煙氣在管殼式換熱器中換熱系數較低。為了提高換熱效率，管殼式換熱器體積龐大，金屬耗材多。降膜蒸發使液體在管外表面形成均勻薄膜，且由于重力作用，未蒸發液體垂直落下，落到下一層管壁上繼續換熱，減少了工質用量，提高了換熱效率。

熱管是具有特別高的導熱性能的傳熱元件。內壁貼附絲網狀吸液芯，使工作液體在吸液芯內不受位置的限制而移動，且管內為真空，表現為強傳熱性。

現有的有機朗肯循環熱力裝置一般為亞臨界參數、汽包式池沸騰生產蒸汽，發明專利CN201110371040.3和CN201110371010.2雖然采用熱管作為導熱元件，但是汽包式池沸騰所需工質量很大，有機工質價格昂貴(其噸成本在萬元左右)，造成了裝置投資較高；池沸騰所需過熱度一般在10℃以上才能保證蒸汽產量，而降膜蒸發的過熱度在2～3℃即可保證較高的蒸汽產量，擴大了低溫余熱資源的利用范圍。

但如實用新型專利CN200720032022.1的現有技術雖然采用降膜蒸發原理進行換熱，但結構尺寸太過固定，使用不方便。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種熱管式降膜蒸發低溫余熱利用及水回收設備，該設備是一種造價低廉的高效低溫煙氣余熱和水回收設備，可將低溫余熱用于生產高品位的蒸汽，用于提供動力、發電、制冷、供暖等并將煙氣中的水分冷凝回收。

本實用新型采用以下技術方案：

一種熱管式有機工質降膜蒸發低溫余熱利用設備，其中，包括煙道、熱管管組、蒸發室、儲液罐、收水管、收水罐、升壓泵、布液器、回流管、濾液器、主蒸汽管道、冷凝裝置和分散式控制裝置(DCS)；熱管管組受熱端伸入煙道，熱管管組受冷端伸入蒸發室中；布液器設置在熱管管組受冷端上方，將有機工質均勻布流至熱管管組最上排；；所述濾液器設在主蒸汽管道與蒸發室連接處，蒸發室中的蒸汽經濾液器進入主蒸汽管道，輸送至蒸汽利用裝置，乏汽經冷凝裝置回流至儲液罐；所述蒸發室底部設回流管，所述回流管連接裝有有機工質的儲液罐，儲液罐連接的升壓泵提供動力將有機工質輸入布液器；所述收水管布置在煙道中心位置，并在每層熱管管組下設有收水漏斗，煙道內的水分經熱管管組受冷端冷凝流入收水管，最終匯入收水罐；所述DCS控制裝置與工業生產線監測控制裝置連接；在工業生產不穩定即煙氣流量發生波動時，可通過調節旁路裝置來調節主回路的有機工質流量，保證主蒸汽參數在所需的范圍內(蒸汽溫度與設計值偏差＜±10℃)；在主蒸汽管道上增設補汽口，提高了蒸汽供應能力和設備調節能力。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種熱管式有機工質降膜蒸發低溫余熱利用設備，其中，包括煙道、熱管管組、蒸發室、儲液罐、收水管、收水罐、升壓泵、布液器、回流管、濾液器、主蒸汽管道、冷凝裝置和分散式控制裝置(DCS)；

其中

所述蒸發室呈環狀包圍在煙道外部；

所述熱管管組受熱端伸入煙道，熱管管組受冷端伸入蒸發室；

所述布液器設置在熱管管組受冷端上方，并與有機工質管道相連，用于使有機工質由布液器均勻布流至熱管管組的熱管上；

所涉濾液器設在蒸發室的最頂端并與主蒸汽管道相連接，用于將有機工質受熱蒸發所形成的高品質蒸汽輸送至所述冷凝裝置，以對該蒸汽進行利用；

升壓泵用于將儲液罐內的有機工質輸送到布液器。

所述熱管管組水平傾斜5～10°，有利于熱管管內工質的流動，傳熱性能更好。

所述熱管管組分層且呈中心對稱布置，每層熱管管數可根據實際蒸發室尺寸和熱管結構尺寸確定。

所述熱管管組表面設有細微網狀柵格，用于強化降膜換熱效率。

所述有機工質一般為烷烴及其鹵化物、多甲基硅氧烷等有機物，300℃以下一般采用苯、戊烷、丁烷及其鹵化物等沸點較低的有機物。

作為優選，所述熱管式有機工質降膜蒸發低溫余熱利用設備還包括一由DCS控制裝置控制的旁路裝置。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：