[发明专利]一种中低温余热转化为蒸汽的系统及方法

说明书

本申请是申请日为2007年4月19日，申请号为200710098499.4，名称为“一种中低温余热转化为蒸汽的系统及方法”发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于新能源技术、热能工程、化学工程以及材料工程等相互交叉的技术领域，特别涉及一种中低温余热转化为蒸汽的系统及方法。

背景技术

随着我国经济发展走进了追求循环经济的新阶段，进一步的节能降耗已成为了钢铁、化工、建材等高能耗行业必需面对的重要课题。

经过了企业多年的努力，工厂内品位较高的余热、废气大都已得到了有效的利用，因而剩下的挖潜空间主要是品位低、数量大、回用难度大的低品位能量，即温度范围在90-500℃的中低温余热。典型的中低温余热有温度300℃左右的蒸汽锅炉出口烟气和钢坯、炉渣所携带的显热等。

通常，中低温余热、尤其低温余热的利用方法是将该余热转化为60-90℃的热水，以此作为职工生活热水或供暖供冷的热源。对于大中型企业来说，由于职工生活区和产区通常相距甚远，该利用方法显然是不适用的。此外，也有一些通过采用第二类吸收式热泵技术将低温余热转化为蒸汽的研究报告(赵晓巍，王树昆.第二类吸收式热泵及其在冶金企业中的应用前景.山东冶金，2004，26(6)：37-39.)。可是，传统的第二类吸收式热泵循环系统存在着三个缺点，即所产蒸汽压力低、热效率低(1份热值的蒸汽需耗两份以上热值的低温余热)以及需要用于冷却的低温热源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中低温余热转化为蒸汽的系统及方法，解决了上述第二类吸收式热泵系统存在的三个缺点。

本发明的系统采用蒸发器1、吸收器2、发生器3和送液泵9组成吸收式热泵开路循环系统。蒸发器1和吸收器2之间用蒸汽通路7连接，吸收器2的出口、送液泵9和发生器3的入口之间用吸收溶液管路18连接，发生器3的出口和吸收器2的入口之间用吸收溶液管路19连接；第一换热器4置于蒸发器1中，第二换热器5置于吸收器2中，第三换热器6置于发生器3中。

用250-1300℃热源作为发生器3的热源，通过置于发生器3的第三换热器6加热发生器3中的吸收溶液，使之蒸发并产生第一蒸汽20；在吸收器2吸收溶液吸收来自蒸发器1的第三蒸汽并产生吸收热，通过置于吸收器2中的第二换热器5加热冷凝水，使之蒸发并产生第二蒸汽21；用90-500℃中低温余热作为蒸发器1的热源，通过置于蒸发器1中的第一换热器4加热蒸发器1中的冷凝水，使之蒸发并产生第三蒸汽，通过蒸汽通路7将该第三蒸汽引入吸收器2。

本发明将发生器第二蒸汽21引至本循环的外部加以利用并使之得到冷凝，之后以冷凝水的形式返回到蒸发器1和吸收器2。这实际上是将冷凝器置于本循环系统的外部。因此，本循环相对于传统的第二类热泵循环所采用的的封闭式(闭路)循环来说，是一种热泵开路循环。如图1所示，由送液泵9将吸收器2的吸收溶液送入发生器3，然后利用发生器3与吸收器2的压力差将发生器3的吸收溶液引入吸收器2，从而构成吸收溶液的循环。

本发明还可在上述系统中设置蒸汽喷射泵8，用蒸汽管路16将喷射泵8的高压侧入口14与吸收器2的蒸汽出口12相连接，用蒸汽管路17将蒸汽喷射泵8的低压侧入口15与发生器3的蒸汽出口13相连接，通过蒸汽喷射泵8的作用将分别从吸收器2和发生器3得到的不同参数的第一蒸汽20和第二蒸汽21合流为同一参数的蒸汽22，从而使发生器第二蒸汽21的压力得到提升。