[發(fā)明專利]換熱方法和換熱系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210244140.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114577032A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東宇;朱治平;呂清剛;董鵬飛;湛月平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28C3/04;F28F27/00;F24V30/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 樊曉

本發(fā)明涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種換熱方法和換熱系統(tǒng)。該換熱方法包括：將降溫前熱介質(zhì)和預(yù)熱前混合冷介質(zhì)通入換熱器，以便降溫前熱介質(zhì)和預(yù)熱前混合冷介質(zhì)在換熱器中進(jìn)行換熱后，形成降溫后熱介質(zhì)和預(yù)熱后混合冷介質(zhì)，其中預(yù)熱前混合冷介質(zhì)包括預(yù)熱前主冷介質(zhì)和預(yù)熱前輔冷介質(zhì)，換熱器的壁溫處于預(yù)設(shè)安全溫度區(qū)間；將預(yù)熱后混合冷介質(zhì)和預(yù)定反應(yīng)物通入熱化學(xué)反應(yīng)裝置進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)；其中，受熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件改變的影響，預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)的含量發(fā)生變化，預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量相應(yīng)進(jìn)行變化，以便換熱器的壁溫維持在預(yù)設(shè)安全溫度區(qū)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種間壁式換熱方法和換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在熱化學(xué)反應(yīng)之后，反應(yīng)產(chǎn)物的熱量一般需要進(jìn)行回收。例如富氧煤氣化反應(yīng)產(chǎn)物熱煤氣在輸送給用戶之前需要進(jìn)行冷卻。冷卻介質(zhì)一般采用空氣或者蒸汽等。當(dāng)富氧煤氣化反應(yīng)條件改變時(shí)，可能導(dǎo)致煤氣和空氣的量不同步變化。例如，煤氣的產(chǎn)量保持不變，氧氣用量增加，空氣用量減少時(shí)，空氣的量減少對(duì)熱煤氣的冷卻效果減弱，換熱器管壁溫度升高，甚至管壁溫度超過金屬材料允許使用的最高溫度，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種換熱方法和換熱系統(tǒng)，以至少部分解決上述技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明的一方面提供了一種換熱方法，包括：

將降溫前熱介質(zhì)和預(yù)熱前混合冷介質(zhì)通入換熱器，以便降溫前熱介質(zhì)和預(yù)熱前混合冷介質(zhì)在換熱器中進(jìn)行換熱后，形成降溫后熱介質(zhì)和預(yù)熱后混合冷介質(zhì)，其中預(yù)熱前混合冷介質(zhì)包括預(yù)熱前主冷介質(zhì)和預(yù)熱前輔冷介質(zhì)，換熱器的壁溫處于預(yù)設(shè)安全溫度區(qū)間；

將預(yù)熱后混合冷介質(zhì)和預(yù)定反應(yīng)物通入熱化學(xué)反應(yīng)裝置參加熱化學(xué)反應(yīng)；其中，在熱化學(xué)反應(yīng)裝置的反應(yīng)條件發(fā)生變化，引起預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)的含量需要發(fā)生改變的情況下，改變預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量，以便換熱器的壁溫維持在預(yù)設(shè)安全溫度區(qū)間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中：熱化學(xué)反應(yīng)為富氧煤氣化反應(yīng)，降溫前熱介質(zhì)包括降溫前煤氣，其中降溫前煤氣為熱化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中：預(yù)熱前主冷介質(zhì)包括預(yù)熱前空氣，預(yù)熱前輔冷介質(zhì)包括預(yù)熱前水蒸汽，預(yù)定反應(yīng)物包括氧氣。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中，在熱化學(xué)反應(yīng)裝置的反應(yīng)條件發(fā)生變化，引起預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)的含量需要發(fā)生改變的情況下，改變預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量，包括：

在熱化學(xué)反應(yīng)裝置的反應(yīng)條件發(fā)生變化，引起預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)的含量需要減少的情況下，增加預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括：在將降溫前熱介質(zhì)和預(yù)熱前混合冷介質(zhì)通入換熱器前，將預(yù)熱前主冷介質(zhì)和預(yù)熱前輔冷介質(zhì)通入預(yù)混室進(jìn)行混合后形成預(yù)熱前混合冷介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中：預(yù)混室設(shè)有主冷介質(zhì)入口、輔冷介質(zhì)入口和混合冷介質(zhì)出口，其中主冷介質(zhì)入口處和輔冷介質(zhì)入口處設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中，改變預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)和預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量包括：

通過調(diào)節(jié)主冷介質(zhì)入口處和輔冷介質(zhì)入口處的流量調(diào)節(jié)閥，改變預(yù)熱前混合冷介質(zhì)中的預(yù)熱前主冷介質(zhì)和預(yù)熱前輔冷介質(zhì)的含量。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中：預(yù)熱前輔冷介質(zhì)包括至少一種輔冷介質(zhì)。

本發(fā)明的另一方面提供了一種用于實(shí)現(xiàn)上述換熱方法的換熱系統(tǒng)，包括預(yù)混室、換熱器、熱化學(xué)反應(yīng)裝置。