[发明专利]一种卡琳娜型工业余热集成回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卡琳娜型工业余热集成回收装置，具体属节能环保技术领域。

背景技术

电站锅炉、工业锅炉、工业炉窑及化工厂等工业生产过程会产生废气、废水、废汽、废渣等，其中含有大量的未被利用的热量。如电站锅炉生产过程中排放出大量的烟气，其中可回收利用的热量很多；电站锅炉运行过程中还需通过连续排污和定期排污保障锅炉的水质符合安全需求，同时必须将锅炉给水中的氧气除去，以避免对锅炉系统的腐蚀。目前热力除氧器是电站锅炉的首选技术，除氧器在工作的同时，夹带大量的工作蒸汽排入大气。由于锅炉连排水和除氧器排汽中含有大量的热量及优良的水质，如果直接排放将造成极大的能源和资源浪费，而且对环境造成污染。

ZL200710046604.X提供了一种锅炉烟气余热回收的装置流程，该技术主要应用领域是电站蒸汽锅炉。该技术是一种锅炉余热回收的好方法。但是，该余热回收流程产生的是低品位的中低压蒸汽，且如果产生的蒸汽如无法外供使用，该技术的应用即受到很大的限制，通常仅能通过增加空气预热器或给水预热器回收部分烟气余热，锅炉的排烟温度仍然较高，能量浪费仍然较大，不符合节能要求。

专利CN01222028.0、CN03269342.7、ZL200710025595.6等对锅炉运行过程产生的废水进行了热量及资源回收探索，能够取得一定的效果，但也存在一定的问题。

虽然这两部分余热资源浪费巨大，但回收利用有较大的难度，其主要原因是：（1）余热的品质较低，未找到有效的利用方法；（2）回收者三部分的余热，往往对锅炉原有热力系统做出较大改动，具有一定的风险性；（3）热平衡问题难以组织，难以在工厂内部全部直接利用，往往需要向外寻找合适的热用户，而热用户的用热负荷往往会有波动，从而限制了回收方法的通用性。

由于烟气中硫化物的存在，尾部受热面的烟气出口温度受到限制，排烟温度过低会导致受热面的壁面温度低于烟气酸露点而发生严重的结露腐蚀和堵灰甚至穿孔，这是继续利用烟气余热、降低排烟温度必须面对的难题。

以氨水混合器作为工质的卡琳娜循环，传统的蒸汽朗肯循环相比，卡琳娜循环电厂可以像诸如温度为149至204℃的地热低能级热源提供效率比前者高出50%的循环效率。

上述提及卡琳娜循环发电技术还有其固有的缺点：如氨具有易燃、易爆有毒等特点，在锅炉或工业炉窑尾部烟道利用烟气余热组织卡琳娜循环发电时，必须要考虑烟气中粉尘等对布置于烟道中的换热器的磨损、腐蚀等引起的泄漏，必须要考虑由此引出的爆炸防护以及环境与工作地点的防护等；以氨水混合物为工作介质的卡琳娜循环，氨水中的氨是易燃、易爆、有毒的介质。这是卡琳娜循环发电技术在电站系统中回收含尘、有腐蚀物质的烟气余热时必须要解决的难题。

因此如何结合卡琳娜循环技术的优点、解决上述技术存在的问题，找到电厂等余热集成回收利用的方法，并用于高效发电，克服余热资源内循环或外循环利用的不可避免的难题，使之成为工厂所有余热资源的集成器，成为该领域研究的热点。

发明内容

本发明的目的为解决上述余热回收技术中存在的问题，提出一种卡琳娜型工业余热集成回收装置，采用基于间接换热方式的相变换热器技术，通过卡琳娜循环发电机组，回收可燃、易爆、有毒、有腐蚀性或含尘的高温流体及生产过程中产生的废汽等含有的余热，从而实现整个系统余热资源的集成回收及高效发电，且不会影响工业生产过程的原有系统的热力循环，并解决了卡琳娜循环机组安全运行的关键问题，从而有效提高余热回收的效率，最终达到节能降耗的目的。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种卡琳娜型工业余热集成回收装置，该装置采用卡琳娜循环回收工业系统余热，包括流道20内外设备如相变换热器6、冷却蒸发器5及其连接管道、阀门、仪表，其特征在于：

所述的卡琳娜循环的工质，是指以氨水混合物、氨-硫氰酸钠混合物等以氨为低沸点工质，水、硫氰酸钠为吸收剂的混合溶液。

所述的卡琳娜循环，是指氨液混合物3经氨液循环泵4、冷却蒸发器5之冷凝器5-2，产生的氨蒸汽经氨蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成氨过热蒸汽7，送入氨汽轮机8拖动发电机10发电，冷却蒸发器5产生的贫液经返流管线13回到氨冷凝器9，氨汽轮机8出口的乏汽经氨冷凝器9冷却形成形成氨液混合物3，再回到氨液循环泵4，从而形成卡琳娜循环回路。