[发明专利]利用沸石进行余热储运与利用的方法及其系统

说明书

本发明涉及一种利用沸石进行余热储运与利用的方法及其系统，属于余热利用领域。热源处的余热通过高温烟气/蒸汽管道进入换热器中，通过间接换热加热空气，空气随后进入蓄热器中加热沸石，使沸石再生，从而将热能储存到沸石中。热源和热用户处通过交通工具衔接以实现沸石的转运。热用户处增设一个沸石锅炉，从锅炉中加热后的少量蒸汽进入沸石锅炉中与沸石接触，沸石吸收蒸汽放出大量热，利用放出的这部分热量间接加热进入沸石锅炉的给水。本方案实现了钢厂、电厂或石油化工等工业生产中低品位余热的储运及利用，降低了现有锅炉的能源消耗量。

技术领域

本发明属于余热利用领域，具体涉及一种利用沸石进行余热储运与利用的方法及其系统。

背景技术

钢厂、电厂或石油化工等工业生产中，常常有大量的低品位余热存在，这些余热以烟气或蒸汽的形式存在，这些余热的放散会造成大量能源损耗，如果能对这些余热进行有效利用，则每年可为企业节约大量能源成本。在实际生产过程中，这些以烟气或蒸汽形式存在的余热可以满足大部分的工业生产供热和居民生活供热。而在余热利用的过程中往往会遇到的问题是，工业生产和居民生活对供热需求存在季节周期性，且这些热用户比较分散、远离热源。若对这些热用户单独修建供热管道，则会造成供热成本较高；而利用管道进行热介质的长距离输送也会造成散热损失较大的问题。

沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，易获得、成本低，且已被广泛用于工业及农业等领域，具有受热后内部结晶水脱除，再遇水或水蒸气放热的特点。采用沸石进行余热储应当能解决上述问题，但目前尚无相应的储运及利用系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用沸石进行余热储运与利用的方法及其系统，对钢厂、电厂或石油化工生产过程中所产生的余热进行储运及利用，解决该类余热未得到有效利用的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用沸石进行余热储运与利用的方法，依次包括以下步骤：

(1)热源处的高温烟气或蒸汽送入换热器，与进入换热器内的空气换热，空气得到加热升温；

(2)将加热后的空气送入蓄热器中，通过热空气对蓄热器内的沸石进行再生/干燥；

(3)通过交通工具将再生/干燥后的沸石送至热用户处的沸石锅炉中；

(4)分别向沸石锅炉中送入蒸汽与给水，其中蒸汽与沸石锅炉内的沸石直接接触，沸石吸收蒸汽放出热量，沸石吸收蒸汽放出的热量加热给水，给水升温或变成蒸汽后供给热用户；

(5)放热后的沸石从沸石锅炉中送出，再通过交通工具送回蓄热器中。

进一步，在热用户处另设置一个锅炉，将给水分成两路，一路送入锅炉内加热成蒸汽后输送至沸石锅炉内与沸石直接接触，另一路直接送入沸石锅炉内与沸石吸收蒸汽所放出的热量间接换热。

进一步，设置一个蒸汽分配器，锅炉送出的蒸汽先经过蒸汽分配器后再送入沸石锅炉，从沸石锅炉送出的蒸汽经过蒸汽分配器后再送至热用户处。

一种利用沸石进行余热储运与利用的系统，包括换热器、蓄热器、沸石锅炉以及锅炉；蓄热器与换热器设置在热源处，换热器上对应连通有高温烟气/蒸汽管道以及空气管道，热源通过高温烟气/蒸汽管道与换热器相连，空气管道的出口端与蓄热器相连通；沸石锅炉与锅炉设置在热用户处，锅炉上连有给水管道Ⅰ以及蒸汽管道Ⅰ，蒸汽管道Ⅰ的出口端连接在沸石锅炉的蒸汽入口上，给水管道Ⅱ的出口端连接在沸石锅炉的给水入口上，沸石锅炉的蒸汽出口上连有蒸汽输送管，蒸汽输送管连通至热用户；蓄热器与沸石锅炉间通过交通工具相衔接。

进一步，沸石锅炉包括炉壳以及设置在炉壳内腔中的给水管段；炉壳内腔由给水管段分隔成两个区域，其中给水管段内为给水吸热区，给水管段外为沸石放热区；给水管段的入口端伸出炉壳作为给水入口，给水管段的出口端伸出炉壳作为蒸汽出口。