[发明专利]自然循环沸腾传热回收浆状物料余热及升温利用的方法

权利要求书

1.一种自然循环沸腾传热回收腐蚀性料浆余热的方法，其特征在于利用工艺系统自身所需的料浆垂直输送高度，构建上升管内料浆强制对流放热、管外低沸点传热工质自然循环沸腾吸热的高效余热回收方式，无需外加循环动力；

用料浆循环泵使含有60～105℃余热的料浆加压进入直立的管壳式自然循环再沸器管程底部，分布到列管内上升流动，流速不低于1.5m/s，向管壁强制对流放热，降温到52～103℃从管程顶部排出；再沸器壳程空间内的工质在小于20℃的传热温差推动下间壁接受管内料浆放热而汽化，形成压力0.8～8.0MPa的上升气液两相流，进入气液分离器；

通过气液分离器，50～100℃的工质蒸汽进入直立管壳式结构的回热器壳程冷凝放热，将管程流动的工艺物流加热到48～98℃，由此构成余热回收直接利用模式，该模式下气液分离器与回热器壳程空间等压，在回热器壳程冷凝的工质从底部返回气液分离器的液相空间，并通过下降管从底部进入再沸器壳程，壳程沸腾传热高度至少6.0m，汽化产生的气液两相流平均密度比下降管内液相工质密度小至少1倍，由密度差产生的自然循环推动力，确保下降管内液体工质的质量流量与回热器壳程冷凝的蒸汽质量流量之比大于5.0；

所指腐蚀性料浆是各种固体颗粒质量含量不大于40％、表观黏度不大于50mPa·s的溶液；

所指低沸点传热工质是纯溶剂或完全互溶的二元溶液，其常压沸点温度0～-35℃，在本方法工作范围内沸腾压力0.6～6.0MPa。

2.一种自然循环沸腾传热回收腐蚀性料浆余热及升温利用的方法，其特征在于利用工艺系统自身所需的料浆垂直输送高度，构建上升管内料浆强制对流放热、管外低沸点二元溶液自然循环沸腾吸热汽化的高效余热回收方式，无需外加循环动力；

所指低沸点二元溶液是轻、重两组分完全互溶的溶液；

轻组分含量50.5％～66.5％的溶液在直立管壳式自然循环再沸器壳程空间回收60～105℃料浆余热产生的上升气液两相流进入气液分离器，在至少0.03MPa压差推动下，向回热器壳程输出轻组分含量大于99％的蒸汽和轻组分含量50％～65％的液相工质，使二者在回热器壳程空间均匀混合吸收，通过管壁输出吸收热使管程流动的工艺物流温升到比气液分离器中轻组分蒸汽温度只低5～10℃；

回热器壳程混合均匀的工质溶液轻组分含量50.5％～66.5％，下降至少10m的高度，进入直立管壳式吸收器的壳程，在比回热器壳程高至少0.07MPa的压力下吸收从蒸发器输送来的轻组分蒸汽、使溶液轻组分含量比回热器增加2.5％～6.0％，通过管壁输出吸收热使管程流动的工艺物流温升到比气液分离器中轻组分蒸汽温度低8～12℃；

吸收器壳程混合均匀的工质溶液进入绝热解析器降温降压解析，溶液中轻组分含量下降到与回热器出口溶液相同、温度则比之降低15～25℃、压力比之降低0.1～0.5MPa，解析后的溶液通过工质循环泵加压输送至气液分离器底部位置处连接的下降管顶端，参与自然循环沸腾传热；

绝热解析器解析产生的轻组分蒸汽通过压缩机加压后在直立管壳式冷凝器壳程冷凝放热，通过管壁输出热量将管程流动的工艺物流加热到70～110℃；

冷凝器壳程液化的轻组分工质通过膨胀阀减压后进入水平管壳式蒸发器壳程、在比吸收器壳程高至少0.02MPa的压力下汽化吸热，通过管壁输出冷量将管程流动的冷却水降温至低于38℃。