[發明專利]一種工業煙氣余熱回收及除濕系統

有效

• 申請號: 201810165737.7
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108413637B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 潘利生;史維秀;李利峰;李冰;魏小林
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B9/08;F25B40/06;F25B41/00;F25B41/06;F23J15/02;F23J15/06;B01D5/00;B01D53/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供了一種工業煙氣余熱回收及除濕系統，主要包括加熱器、蒸發器、工質泵、引射器、冷卻器、節流閥以及氣液分離器。該系統以煙氣余熱作為系統驅動熱源，循環過程中通過煙氣與加熱器和蒸發器的換熱實現煙氣余熱的深度利用和煙氣中水蒸氣的回收，回收的余熱經過熱泵提質后提供給外界用戶，該系統從根本上提高了能源利用效率，節約了水資源，減少了對環境的污染。

技術領域

本發明屬于工業能源應用技術領域，具體涉及一種能夠回收工業煙氣中的顯熱/潛熱以及水資源的工業煙氣余熱回收及除濕系統。

背景技術

我國工業余熱資源豐富，主要是低溫工業煙氣余熱資源，但回收效率仍較低。當煙氣中含有大量水分時，僅有部分煙氣顯熱被回收利用，大量的煙氣潛熱和水資源未被回收。在能源和水資源緊缺的背景下，低溫工業煙氣余熱和水資源的高效利用顯得尤為重要。

在我國，中高溫煙氣余熱的利用方式被廣泛研究和開發，但是低溫煙氣余熱品位較低，傳熱熱阻大，分布較分散等問題，導致大部分低溫煙氣被直接排放掉，造成能量的極大浪費。常用的低溫煙氣余熱回收方式有：煙氣余熱用于加熱空氣或燃料，煙氣余熱用于加熱工質或物料，煙氣余熱回收后供給外界。有些工業煙氣還含有大量的水蒸氣，這些水蒸氣被直接排放進大氣中，不僅損失了寶貴的水資源，還污染了周圍環境。

中國專利CN106853324A公開了一種煙氣深度脫水處理與廢熱回收系統，將煙氣與低溫冷卻水進行熱量交換，在煙氣脫水除濕的同時，采用熱泵將煙氣中的低品位熱能回收用于加熱供熱循環水或加熱鍋爐進水等，提高了能源利用率。

上述專利在一定程度上能夠對煙氣中的廢熱和水進行回收利用，但是，其結構設備相對復雜，在整個系統的循環過程中，熱量的損耗較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種系統結構相對簡單、緊湊，功耗小，采用煙氣余熱為驅動力，能夠對煙氣進行深度降溫除濕，高效回收煙氣余熱資源和水資源，降低環境污染的工業煙氣余熱回收及除濕系統，減少煙氣中熱能的損失，提高熱能利用率。

為了達到上述目的，本發明的具體技術方案如下：

一種工業煙氣余熱回收及除濕系統，包括加熱器、蒸發器、工質泵、引射器、冷卻器、節流閥以及氣液分離器；

所述加熱器的煙氣側出口通過煙道與所述蒸發器的煙氣側進口連通；工業煙氣通過煙道依次進入所述加熱器和蒸發器換熱，煙氣溫度降低，其中的水蒸氣凝結，通過所述蒸發器上設置的凝水管道流出蒸發器被回收；降溫后的煙氣通過煙道排出；

通過管道，所述加熱器的工質側出口與所述引射器的高壓進口連通，所述引射器的出口與所述冷卻器的進口連通，所述冷卻器的出口與所述節流閥的進口連通，所述節流閥的出口與所述蒸發器的工質側進口連通，所述蒸發器的工質側出口與所述氣液分離器的進口連通，所述氣液分離器的氣相出口與所述引射器的低壓進口連通，所述氣液分離器的液相出口與所述工質泵的進口連通，所述工質泵的出口與所述加熱器的工質側進口連通，構成工質循環回路；

在所述加熱器中吸收熱量變為高溫高壓超臨界狀態的循環工質進入所述引射器，引射從所述氣液分離器分離出來的飽和氣態工質，兩者混合并經擴壓室增壓達到中溫中壓狀態，然后進入所述冷卻器進行冷卻，與其內的吸熱介質換熱，冷卻至近臨界狀態，吸熱介質作為熱源向外界用戶提供熱能；

近臨界狀態的循環工質經所述節流閥節流降溫降壓達到氣液兩相狀態，之后進入所述蒸發器與從所述加熱器出來的高溫煙氣換熱；

吸收熱量的低溫低壓循環工質進入所述氣液分離器，分離成飽和液態工質和飽和氣態工質，飽和液態工質經所述工質泵加壓后，進入加熱器吸收熱量成為高溫高壓的超臨界態循環工質，并進入所述引射器引射，從所述氣液分離器出來的飽和氣態工質，進入所述引射器繼續參與上述循環。