[发明专利]塑胶生产工艺废气低温余热发电的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气余热回收发电的方法及其装置，特别是指应用于塑胶生产工艺中，需要对排放的废热气体实施降温冷却，以回收其中含有的生产物料。

背景技术

工业余热的回收利用在节能减排中成为愈来愈重要的角色。人类所利用的热能中有50%最终以低品位废热的形式直接排放。工业余热一般分为400℃以上的高温余热，400℃-150℃的中温余热和150℃以下的低温余热。近几年来，用于回收烟气中的高温余热和中温余热发电技术得到了广范的推广，并取得了很好的经济环境效益。但是对于150℃以下的低温余热，主要是以换热的方式回收利用，如烟气，工艺废气等。在塑胶工艺生产中的废热气体一般在130-160℃之间，排放之前需要冷却降温，使其中含有的原料物质得以冷凝回收。在冷却过程中放出大量的低温余热，但到目前为止排放的低温余热未得到有效利用，全部排放到环境中。这种工艺不仅大量浪费了能源，同时也极大地污染了环境。

以某塑胶工厂为例，其单条生产线的废气排放温度在160℃左右，每小时排放量为2万立方，排放前利用冷却水冷却至50℃，使其中的化工原料得以冷凝回收，冷却热量和废气的剩余热量则全部排放大气。同等的生产线该企业有84条之多，其每天对外排放的热量可达到140万kWh，每年的废热排放量将是惊人的损失。

电能是高品位能源，随着我国经济的高速发展，我国工业对电力资源的需求越来越大，尤其是近几年来，电力资源的供给出现了供不应求的局面，甚至有的地区对高用电的企业实行了用电限制。或多或少的给企业造成经济上的损失。若能将生产工艺中大量的余热利用起来，转化成电力输出再供给企业自用或并网，将缓解企业因用电增加的成本，形成资源利用的良好循环。越来越多的企业都已经引入了余热发电技术，但是对于150℃以下的余热发电，目前仍存在技术难度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种结合塑胶生产工艺，利用其过程中废气中的低温余热发电的耦合方法与装置，解决现有大型化工企业余热利用率低及电力紧张的双重问题。

本发明的技术方案如下：一种塑胶生产工艺废气低温余热发电的装置，依次包括塑胶生产废气发生装置、蒸发器、低温全流发电机组、冷却水塔四个部分，各部分之间通过管路连接，塑胶生产废气发生装置出口与蒸发器连接，蒸发器与低温全流发电机组通过管路连接形成回路，低温全流发电机组与冷却水塔通过管路与冷却泵连接形成回路。

所述低温全流发电机组包括双螺杆膨胀机、冷凝器，高压工质泵，预热器，三相同步发电机，所述蒸发器产生的高压气态发电介质进入全流低温发电机组的双螺杆膨胀机的进口，膨胀做功并推动双螺杆膨胀机运转，之后排出的低压气液两相发电介质进入冷凝器，在冷却水泵的作用下，冷却水进入冷凝器中冷却发电介质为液态，之后经过高压工质泵，将液态发电介质送入到预热器中完成预热，之后送入蒸发器中，继续吸取废热气余热热量；双螺杆膨胀机在运转的同时拖带发电机发电；冷凝器排出的冷却水进入冷却水塔，释放出冷却热后循环使用。

一种塑胶生产工艺废气低温余热发电的方法，将来自塑胶生产废气发生装置的废热气通过排放管路进入蒸发器，蒸发器获取热量产生的高压气态发电介质输送到低温全流发电机组产生电力，低温全流发电机组将液态发电介质送回蒸发器继续吸收热量形成回路，低温全流发电机组中的低压气液两相发电介质通过冷却水冷却为液态，冷却水返回冷却塔冷却形成回路。所述蒸发器产生的高压气态发电介质进入全流低温发电机组的双螺杆膨胀机的进口，膨胀做功并推动双螺杆膨胀机运转，之后排出的低压气液两相发电介质进入冷凝器，在冷却水泵的作用下，冷却水进入冷凝器中冷却发电介质为液态，之后经过高压工质泵，将液态发电介质送入到预热器中完成预热，之后送入蒸发器中，继续吸取废热气余热热量；双螺杆膨胀机在运转的同时拖带发电机发电；冷凝器排出的冷却水进入冷却水塔，释放出冷却热后循环使用。

本发明的有益效果是：利用蒸发器替代原来工艺中的水冷却换热器，增加了低温发电机组，即可实现对外输出电力，同时保留使用原工艺中冷却水泵及冷却塔，不用再针对低温发电机组重新布置冷却水系统，亦可充分利用现有资源，具有回收电力、减少排放、施工方便、节约初投资等诸多优点。

利用塑胶工艺生产的余热实施发电，其最低的发电温度可达到60℃，再利用预热器将废热气降温达到回收物料温度50℃。全部过程的总体温度变化与原有工艺保持一致，不会破坏原生产工艺的要求，其改进后的总体效果达到了节能减排的目标。同时将电力自用或上网缓解了目前工业生产用电紧张的局面。

附图说明

图1是原塑胶工艺流程图；