[实用新型]一种超低温余热复合加热回收系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超低温余热复合加热回收系统，属于节能减排技术领域。

背景技术

多年来，随着我国经济的高速持续发展，国内的大气环境也在持续恶化。目前大量产生污染的行业都伴随着含有大量水蒸气、酸性物质及其它有害物质颗粒的超低温气体的排放。因此，对这类低温气体进行回收显得十分重要。

目前，现有的低温余热回收方法主要有两种，如图1所示，一种是采用有机物为工质的有机工质朗肯循环低温余热回收方法；一种是采用氨水为工质的卡林纳循环低温余热回收方法。上述两种余热回收方法的基本工作原理都是利用具有低温蒸发特点的工质将高于其蒸发温度的低温余热热量吸收，变成具有一定压力的有机工质蒸汽或氨水蒸汽，再将这部分蒸汽的压力能通过汽轮机转换成机械能，进而转换成电能予以回收。

但在实际应用这类低温余热回收方法中发现，当环境温度一定时，被回收的余热温度越低，余热温度与环境温度温差越小，热量回收的循环热效率越低；同时由于温差小使得参与热量回收的工质流量很大，进而导致余热回收装置的蒸发器、凝汽器、回热器等面积非常大，使得整套设备投资成倍增加；当低温热源为60～80℃左右时，考虑到双工质加热蒸发器端差的存在，使得这部分热能回收基本上不可能实现。此外，由于上述含水蒸气气体中大都含有酸性物质和其它有害物质，因此对管道及常规换热器腐蚀极大，增加了排污治理的难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超低温余热复合加热回收系统，以克服上述技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种超低温余热复合加热回收系统，包括由蒸发器、连接发电机的汽轮机、凝汽器、工质泵组成的循环系统；其中，在蒸发器的进口或出口还连接一换热器。

本实用新型所述的超低温余热复合加热回收系统中，所述蒸发器选自石墨换热器或其它抗强腐蚀蒸发器或管道。

本实用新型所述的超低温余热复合加热回收系统中，各设备之间连接管道选用内防腐蚀管道。

本实用新型所述的回收系统的工作原理如下：

一种超低温余热复合加热回收方法，先利用高温热源对超低温热源进行加热，再通过有机工质朗肯循环或卡林纳循环转换成有效电能。

本实用新型所述的超低温余热复合加热回收方法具体包括两种方式，方式一如下：

(1)收集超低温热源；

(2)超低温热源进入换热器，利用高温热源对超低温热源进行加热；

(3)加热后的超低温热源进入蒸发器对有机工质或氨水进行加热，使有机工质或氨水产生中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽；超低温热源则经水处理后收集；

(4)产生的中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽则送至有机工质汽轮发电机组或氨工质汽轮发电机组，通过有机工质朗肯循环或氨水卡林纳循环转换成有效电能；汽轮机做功后的有机工质蒸汽或氨水蒸汽则冷凝，通过工质泵返回至蒸发器中；

方式一采用超低温余热复合加热的工艺，利用少量附加高温热源对超低温热源进行前期加热，将其温度提高，使得参与超低温余热回收装置的工质的自身有效能大大提高，从而使其回收成为可能，并且可以降低回收设备的投资。附加高温热源可以是其它高温余热、少量过热水蒸汽或水蒸气的过热度等。

本实用新型所述的超低温余热复合加热回收方法中，方式二如下：

(1)收集超低温热源；

(2)超低温热源进入蒸发器，对有机工质或氨水进行加热，使有机工质或氨水产生中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽；超低温热源则经水处理后收集；

(3)所得中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽进入换热器，利用高温热源对中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽进行加热，得到过热蒸汽；

(4)产生的过热蒸汽送至有机工质汽轮发电机组或氨工质汽轮发电机组，通过有机工质朗肯循环或氨水卡林纳循环转换成有效电能；汽轮机做功后的有机工质蒸汽或氨水蒸汽则冷凝，通过工质泵返回至蒸发器中。

方式二采用超低温余热复合加热的工艺，利用少量附加高温热源对已经蒸发的有机工质或氨水蒸汽进行加热，使其变为过热蒸汽，使得参与超低温余热回收装置的工质的有效利用率大大提高，从而使得投资大大减少，使其回收成为可能。附加高温热源可以是其它高温烟气、少量过热水蒸汽或水蒸气的过热度等。

本实用新型所述的超低温余热复合加热回收方法中，所述高温热源理论上讲可选择任何能够使超低温热源、中低压有机工质蒸汽或氨蒸汽加热提高温度的热源。在本实用新型中优选高温烟气、过热水蒸汽或其它废热源。