[发明专利]一种低品位工业余热循环利用方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及余热循环利用方法，具体涉及一种工业低品位余热回收循环利用方法及系统。

背景技术

我国的能源利用率经过十余年的奋起直追，目前距世界先进水平的差距已明显缩小，2015年我国万元GDP能耗下降到0.869吨标准煤，但我国是世界人口第一大国，年消耗煤炭总量占世界消耗总量的31％，石油、天然气等一次能源消耗量均居世界前列。那么，这些一次能源的利用效率能达到多少呢？

以火力发电为例，我国目前最先进的1000MW超超临界机组，发电效率不足48％。我国火力发电平均效率约43％左右。石油、天然气等利用效率仅30％左右。超过50％的热能都被通过烟气和冷却塔排放到空气中，造成了地球的温升，冰川的融化，海平面的上升，自然灾害的频繁发生。而这些排放掉的热能绝大多数均为130℃以下(大多只有25～60℃)的热能，这些能源因为缺乏高效回用的技术而白白地浪费，同时给地球造成了极大的污染，而这些难以被回收利用的热能被统称为低品位热能。目前，带走这些低品位热能的介质主要是宝贵的水资源！每年通过烟囱、冷却塔排放到空中的洁净水至少数千万亿立方以上。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种可循环利用工业低品位余热的方法以及系统，以减少工业余热的浪费。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低品位工业余热循环利用方法，包括如下步骤：

S1、对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物过滤；

S2、利用比余热介质温度低的CO₂对经清洁处理后的余热介质进行冷却，通过CO₂带走余热介质中的余热；

S3、将步骤S2中吸热完成的CO₂气体进行加压处理，使CO₂气体的温度急剧上升至设定的温度；

S4、将经步骤S3处理的CO₂气体分配至待加热介质中，对待加热介质进行加热，CO₂气体中的热量被待加热介质吸收；

S5、对步骤S4中已被吸收热量的CO₂气体进行减压处理，使得CO₂气体的温度下降至比步骤S2中的余热介质温度低；

S6、重复步骤S2至S5。

在所述步骤S2中还包括：对CO₂气体进行清洁处理，使得CO₂气体的纯度保持在99.5％以上。

所述步骤S2中CO₂的低于10℃；所述步骤S5中经减压处理后的CO₂气体温度低于10℃。

所述步骤S3中，经加压处理后的CO₂气体温度达到70～148℃。

所述步骤S4中已被待加热介质吸收热量的CO₂气体温度为20～40℃。

一种低品位工业余热循环利用系统，包括

预处理器，其用于对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物过滤；

第一热交换器，其和预处理器相连通，清洁处理后的余热介质作为待冷却介质，第一热交换器中通入比余热介质温度低的CO₂气体作为冷却介质，通过CO₂带走余热介质中的余热；

气污分离器，其和热交换器的CO₂出气口相连通，用于将CO₂气体中的杂物分离，使得CO₂气体的纯度保持在合格范围内。

气体压缩器，其和气污分离器的CO₂出气口相连通，用于将CO₂气体进行压缩，使得CO₂气体的温度急剧上升至设定的温度；

气体分配器，其和气体压缩器的CO₂出气口相连通，用于将CO₂气体分配至至第二热交换器中，对第二热交换器中的待加热介质进行加热；

节流减压器，其进气口和第二热交换器中CO₂出气口相连通，用于对CO₂气体进行减压处理，使得CO₂气体的温度低于预处理器中余热介质的温度，经减压降温处理后的CO₂气体被传输至第一热交换器中。

所述第一热交换器中通入的CO₂气体温度低于10℃，经节流减压器减压降温处理后的CO₂气体的温度低于10℃。