[發(fā)明專利]梯級利用煙氣廢熱濃縮溶液的水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910038862.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109751095A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童樂;岳晨;張世中;韓東;蒲文灝;何緯峰;張綺鈺;姚舜禹
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/10;B01D1/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種梯級利用煙氣廢熱濃縮溶液的水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法，屬于能源與動力領(lǐng)域。其特征在于：該系統(tǒng)無機(jī)鹽稀溶液（2）在加熱器（9）中吸收煙氣（1）熱量，實現(xiàn)廢熱回收。加熱后的稀溶液進(jìn)入到加濕塔（10），與低溫干空氣（3）傳熱傳質(zhì)，空氣（3）溫度升高，含濕量增大，再進(jìn)入換熱器（13）與有機(jī)工質(zhì)（4）傳熱傳質(zhì)，空氣（3）溫度降低，析出水分，低溫空氣（3）進(jìn)入氣液分離器（14）分出的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)（15）再次進(jìn)入加濕填料塔（10）開始下一輪循環(huán)。該系統(tǒng)利用空氣在不同溫度下載濕能力的差異，通過加濕塔內(nèi)空氣?稀溶液直接接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，實現(xiàn)無機(jī)鹽稀溶液的濃縮。實現(xiàn)能量的梯級利用，利用率高，節(jié)能效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種梯級利用煙氣廢熱濃縮溶液的水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法，屬于能源與動力領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)排煙溫度較高，是一種高品位的中低溫?zé)嵩?。對煙氣廢熱進(jìn)行回收利用實現(xiàn)能量的梯級利用可以起到很好的節(jié)能效果。

無機(jī)鹽溶液的濃縮的方法有蒸餾法、冷凍法、電滲析法和反滲透法,能在工程上大規(guī)模使用技術(shù)為蒸餾法和反滲透法，其中蒸餾法又分為多級閃蒸和多效蒸餾，且以多效蒸餾為主。但是對于一些有腐蝕性的鹽溶液來說，難以用簡單的方法進(jìn)行溶液濃縮。

鑒于目前溶液濃縮的方法存在的問題以及濃縮具有腐蝕性鹽溶液存在的問題，有必要提出一種可以對一些具有腐蝕性的無機(jī)鹽溶液進(jìn)行濃縮的方法，并同時可以達(dá)到提取純水的目的解決水資源短缺問題。鑒于目前能源緊缺問題，有必要對工業(yè)排煙熱量實現(xiàn)梯級利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種能夠?qū)U熱實現(xiàn)梯級利用，且換熱效率高，同時可以對外輸出電的梯級利用煙氣廢熱濃縮溶液的水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

該系統(tǒng)包括溶液泵，加熱器，加濕塔，分流器，濃溶液罐，換熱器，氣液分流器，風(fēng)機(jī)，淡水罐，透平，冷凝器，泵；加熱器包括熱側(cè)進(jìn)口、熱側(cè)出口、冷側(cè)進(jìn)口和冷側(cè)出口；加濕塔包括稀溶液進(jìn)口、稀溶液出口、空氣進(jìn)口和空氣出口；分流器包括濃溶液進(jìn)口、第一出口和第二出口；換熱器包括熱側(cè)進(jìn)口、熱側(cè)出口、冷側(cè)進(jìn)口、冷側(cè)出口和純水出口；氣液分離器包括氣液混合物入口，第一出口和第二出口；加熱器熱側(cè)進(jìn)口接高溫?zé)煔?，熱?cè)出口排出低溫?zé)煔?；加熱器冷測出口與加濕塔稀溶液進(jìn)口相連，加濕塔溶液出口與分流器濃溶液入口相連，分流器第一出口與濃溶液罐相連；分流器第二出口以及外部無機(jī)鹽稀溶液同時通過溶液泵與加熱器冷測入口相連；加濕塔氣體出口與換熱器熱側(cè)進(jìn)口相連；換熱器熱側(cè)出口與氣液分流器入口相連，氣液分流器第一出口經(jīng)風(fēng)機(jī)與加濕塔干空氣入口相連，第二出口與淡水罐相連；泵出口與換熱器冷測進(jìn)口相連，換熱器冷測出口經(jīng)透平與冷凝器熱側(cè)進(jìn)口相連，冷凝器熱側(cè)出口與泵進(jìn)口相連；冷凝器冷測進(jìn)口接冷卻水，冷測出口排出高溫冷卻水。

本發(fā)明所述的梯級利用煙氣廢熱濃縮溶液熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工作方法包括以下過程：煙氣進(jìn)入加熱器，加熱無機(jī)鹽稀溶液后，由加熱器排出；無機(jī)鹽稀溶液經(jīng)溶液泵輸送至加熱器冷測，被其熱側(cè)的煙氣加熱后，進(jìn)入加濕塔，在加濕塔中與低溫干空氣直接接觸傳熱傳質(zhì)，加熱空氣，并被帶走水分，無機(jī)鹽稀溶液被濃縮后經(jīng)分流器分為兩部分，一部分儲存在濃溶液罐中，另一部分重新經(jīng)熔液泵進(jìn)入加熱器以進(jìn)入下一循環(huán)；低溫干空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入加濕塔，在加濕塔中被無機(jī)鹽稀溶液加熱加濕后進(jìn)入換熱器，高溫空氣在換熱器中被有機(jī)工質(zhì)冷卻除濕后進(jìn)入氣液分離器，分離出來的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入加濕塔開始下一輪循環(huán)，分離出來的純水儲存在淡水罐中；

有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過泵加壓后進(jìn)入換熱器熱側(cè)，被高溫空氣加熱后進(jìn)入透平膨脹做功，從透平出來的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器熱側(cè)，被冷卻后經(jīng)泵重新進(jìn)入換熱器開始下一輪的有機(jī)朗肯循環(huán)；冷卻液進(jìn)入冷凝器冷測，冷卻有機(jī)工質(zhì)后，由冷凝器排出。

該系統(tǒng)利用空氣在不同溫度下載濕能力的差異，通過加濕塔內(nèi)空氣-稀溶液直接接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，換熱器內(nèi)空氣-有機(jī)工質(zhì)間接接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，空氣在高溫海水中吸熱并吸收水分，在低溫有機(jī)工質(zhì)中降溫除濕，達(dá)到溶液濃縮的目的。相比常規(guī)的溶液濃縮系統(tǒng)，上述系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下五個方面：