吸收式热湿废气能量回收系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310428259.1

申请日:

2013.09.18

公开号:

CN103471284A

公开日:

2013.12.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F25B 15/06申请日:20130918|||公开

IPC分类号:

F25B15/06

主分类号:

F25B15/06

申请人:

浙江大学

发明人:

陈光明; 刘骏; 叶碧翠; 郑皎; 唐黎明

地址:

310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号

优先权:

专利代理机构:

杭州天勤知识产权代理有限公司 33224

代理人:

胡红娟

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内容摘要

本发明公开一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括:供热管道,蒸汽发生器,能量吸收器,吸收换热器和储液器;供热管道与蒸汽发生器相连用于提供热量,能量吸收器与蒸汽发生器之间设有溶液换热器,能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器中循环的液体吸收剂吸收热湿废气的能量,吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中且其出口连接供热管道的进口。本发明利用液体吸收剂吸收工业废气中的水蒸气,高效地回收废气中的潜热,提高了能源的利用效率且回收回来的热量温度高。

权利要求书

权利要求书
1.  一种吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,包含:
供热管道,穿过需热设备并为其提供热量;
蒸汽发生器,由外热源供热且带有蒸汽出口、液体出口和液体进口;所述蒸汽出口连接所述供热管道的进口;
能量吸收器,吸收热湿废气的能量并带有稀溶液出口和浓溶液进口以及热湿废气出口和热湿废气进口,所述稀溶液出口与所述液体进口连成第一换热管路,所述液体出口与所述浓溶液进口连成第二换热管路,所述第一换热管路与所述第二换热管路通过一个溶液换热器进行换热;所述能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器内循环有液体吸收剂;
吸收换热器,伸入所述能量吸收器的内腔中且该吸收换热器的出口连接所述供热管道的进口;
储液器,连接在所述吸收换热器的进口与所述供热管道的出口之间。

2.  根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述能量吸收器为降膜式吸收器。

3.  根据权利要求2所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述降膜式吸收器中的降膜管作为所述吸收换热器。

4.  根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述蒸汽发生器的气体出口与所述供热管道的进口之间连接升压器。

5.  根据权利要求4所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的升压器为喷射器、压缩机或透平增压机。

6.  根据权利要求5所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的升压器为喷射器。

7.  根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述供热管道为两条且各自独立的通入相应的需热设备,其分为第一供热管道和第二供热管道;所述蒸汽发生器的气体出口连接该第一供热管道的进口,所述吸收换热器的出口连接该第二供热管道的进口。

8.  根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述液体吸收剂为能够吸收水蒸气的流体,所述流体为盐水溶液或烷基咪唑类离子液体水溶液。

9.  根据权利要求8所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的盐为溴化锂、氯化锂、硝酸锂、氯化钙中的一种或多种。

10.  根据权利要求8所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的烷基咪唑类离子液体水溶液为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液或氯代1-乙基-3-甲基咪唑水溶液。

说明书

说明书吸收式热湿废气能量回收系统
技术领域
本发明属于废热回收领域,具体是涉及一种吸收式热湿废气能量回收系统。
背景技术
对于工业领域而言,提高能源利用效率,降低单位产能能耗,显得尤为重要。在食品加工、印染、造纸等行业的生产过程中往往会产生大量的工业废气,一般而言,这些废气的温度较低,在60℃到200℃之间,但含湿量很高。如果直接将其排向大气,则会浪费大量的能源,因为废气中所包含的潜热的量是巨大的。传统的热回收方式多利用间壁式换热器,将排气与进气进行换热,以达到回收热量的目的。但由于露点的限制,当回收温度较高时,废气中的水蒸气无法结露,废气中的潜热无法回收,而当回收温度较低,回收的热量利用价值不高。为此,需要新的技术对这类废热进行回收利用,以提高一次能源的利用效率。
授权公告号为CN202466299U的实用新型专利公开了一种烘缸尾气能量回收系统。该系统利用烘缸排出的温度在200℃至500℃之间的热风加热冷凝水产生蒸汽,蒸汽被并入蒸汽管网中再次利用。该专利中使用的废热热源温度高,回收的热量为废气显热,对于排气温度较低的场合并不适用。
申请公布号为CN103011545A的专利文献公开了一种污泥干化及能量回收系统及其能量回收干化工艺。其能量回收的原理为:将冷凝后的废气与刚排出干化机的废气进行热交换,以提高进入干化机中气体的温度,有一定的节能效果。但进气含湿量大,不利于干化过程;且仅回收了废气中的少量潜热,大部分废气潜热在冷凝工段被浪费。
申请公布号为CN101793469A的专利文献公开了一种将物料干燥后的废气中水分和废热回收利用的空冷系统,含水蒸气的废气走空冷散热器 内部,经过散热器与外部空气进行热交换,经过换热升温后的热空气可通过抽热空气管道进入热风炉,达到回收利用废热的目的。该专利仅回收了废气中少量潜热,且热空气的升温幅度不大。
发明内容
本发明提供了一种吸收式热湿废气能量回收系统,能高效地回收热湿废气中的潜热,相对于传统热回收方式,该系统的热回收效率高,且回收回来的热量温度高。
一种吸收式热湿废气能量回收系统,包含:
供热管道,穿过需热设备并为其提供热量;
蒸汽发生器,由外热源供热且带有蒸汽出口、液体出口和液体进口;所述蒸汽出口连接所述供热管道的进口;
能量吸收器,吸收热湿废气的能量并带有稀溶液出口和浓溶液进口以及热湿废气出口和热湿废气进口,所述稀溶液出口与所述液体进口连成第一换热管路,所述液体出口与所述浓溶液进口连成第二换热管路,所述第一换热管路与所述第二换热管路通过一个溶液换热器进行换热;所述能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器内循环有液体吸收剂;
吸收换热器,伸入所述能量吸收器的内腔中且该吸收换热器的出口连接所述供热管道的进口;
储液器,连接在所述吸收换热器的进口与所述供热管道的出口之间。
本发明所述的吸收式热湿废气能量回收系统能够利用能量吸收器内的液体吸收剂吸收热湿废气中的水蒸气,废气中大量潜热被回收,这些被吸收的潜热可以用来产生蒸汽或加热吸收换热器中的流体。吸湿并放热后的液体吸收剂利用外热源再生,再生过程中液体吸收剂释放蒸汽。上述蒸汽或热流体均可作为工业生产过程中的热源使用。再生后的液体吸收剂重新用于吸收过程。
所述需热设备为对物体进行升温或/和产生相变的加热设备,例如,烘干设备、蒸发浓缩设备、供暖设备等。
所述蒸汽发生器的外热源包括蒸汽和/或电加热和/或热泵系统。
所述蒸汽发生器的液体出口和能量吸收器的稀溶液出口均设有溶液泵,该溶液泵是用于泵送液体吸收剂,所述溶液泵为耐蚀自吸泵,防止溶 液泵由于吸收剂的腐蚀性而失效。
所述能量吸收器是液体吸收剂与热湿废气间发生传热传质过程以及液体吸收剂与所述吸收换热器内的工作流体发生传热过程的装置。所述的传热传质过程包括:浓溶液进入能量吸收器中,吸收热湿废气中的水蒸气,水蒸气进入溶液发生相变,从而释放潜热,溶液吸热后温度升高,在传热推动力的作用下,溶液与吸收换热器内的工作流体进行热交换。所述吸收换热器内的工作流体优选为冷凝水。冷凝水因吸收溶液的热量温度不断升高,当温度高于管内压力下的饱和温度时,冷凝水变为蒸汽。产生的蒸汽可用于工业生产过程。
所述能量吸收器为降膜式吸收器,在降膜式吸收器中,可将降膜管作为吸收换热器,即所述降膜式吸收器中的降膜管作为所述吸收换热器。如此,工作流体在降膜管内部流动,工作流体与管壁上的溶液进行热交换。溶液换热器出口的浓溶液进入能量吸收器,沿着降膜管下降,与上升的废气形成逆流流动,吸收废气中的水蒸气,并与降膜管中的工作流体进行热交换。为了强化溶液与废气的传热传质效果,可在降膜式吸收器中填充含有气体通道的固体填料。吸收水蒸气后的液体吸收剂浓度降低,在泵的作用下进入溶液换热器与浓溶液进行热交换,提升温度后进入蒸汽发生器,在外热源的作用下,释放蒸汽,蒸汽通过供热管道输送到需热设备。
所述溶液换热器的作用在于降低进入能量吸收器的浓溶液的温度,以利于水蒸气的吸收过程;同时,提升进入蒸汽发生器的稀溶液的温度,减少蒸汽发生器的能量消耗。所述溶液换热器优选为板翅式换热器。
为了保证蒸汽发生器中蒸汽的压力满足需热设备对蒸汽压力的要求,在产生的蒸汽的压力低于要求压力时,在蒸汽发生器出口设置升压器,即蒸汽发生器的气体出口与供热管道的进口之间连接升压器。所述的升压器为喷射器、压缩机或透平增压机。其中喷射器和透平增压机需要蒸汽作为驱动源;而压缩机可以用电能作为驱动源。由于喷射器结构简单,可靠性强,故所述升压器优选为喷射器。
在所述的蒸汽发生器及能量吸收器中产生的蒸汽可汇入同一供热管道或通过不同供热管道输送至生产过程的工作区为需热设备进行供热。作为一种技术方案,所述升压器的气体出口与所述吸收换热器的出口汇在一起后连接所述供热管道的进口,供热管道的出口连接储液器。作为优选, 所述供热管道的出口与储液器之间设有第一调节阀。作为另一种技术方案,所述供热管道为两条且各自独立的通入相应的需热设备,其分为第一供热管道和第二供热管道;所述蒸汽发生器的气体出口连接该第一供热管道的进口,所述吸收换热器的出口连接该第二供热管道的进口,第一供热管道和第二供热管道的出口分别连接储液器。第一供热管道和第二供热管道可为同一生产工作区或不同生产工作区提供热量。作为优选,所述第一供热管道的出口与储液器之间设有第一调节阀。更为优选,所述第二供热管道的出口与储液器之间设有第二调节阀或所述储液器出口与所述吸收换热器之间设有第二调节阀。
所述储液器的出口与所述吸收换热器的进口相连,所述储液器的进口与所述供热管道的出口相连。所述储液器与所述吸收换热器之间设有泵,蒸汽通过生产工作区冷凝放热后,进入储液器,部分冷凝水在泵的作用下通入吸收换热器中。剩余的冷凝水可作为锅炉回水或其他用途。
系统中使用的液体吸收剂对整个能量回收系统的热湿废气利用率起着关键性作用,不同的液体吸收剂会带来不同的效果。所述液体吸收剂为能够吸收水蒸气的流体,所述流体为盐水溶液或烷基咪唑类离子液体水溶液。
作为优选,所述的盐为溴化锂、氯化锂、硝酸锂、氯化钙中的一种或多种。
作为优选,所述的烷基咪唑类离子液体水溶液为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液或氯代1-乙基-3-甲基咪唑水溶液。
作为一种方案,本发明的连接方式为:
供热管道包括为需热设备提供热量的第一供热管道和第二供热管道,且第一供热管道和第二供热管道各自独立;外热源为蒸汽发生器供热,蒸汽发生器的蒸汽出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀与储液器相连;蒸汽发生器与能量吸收器之间布置有溶液换热器,蒸汽发生器的液体出口与能量吸收器的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器的第一换热管路,蒸汽发生器的液体进口与能量吸收器的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器的第二换热管路,蒸汽发生器的液体出口经第一溶液泵通向能量吸收器的浓溶液进口,能量吸收器的稀溶液出口经第二溶液泵通向蒸汽发生器的液体进口。即,能量吸收器出来的稀溶液与蒸 汽发生器出来的浓溶液在溶液换热器中进行换热。吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中,吸收换热器的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器相连,储液器的出口依次与水泵、第二调节阀和吸收换热器的进口相连。
作为另一种方案,本发明的连接方式为:
供热管道包括为需热设备提供热量的第一供热管道和第二供热管道,且第一供热管道和第二供热管道各自独立;外热源为蒸汽发生器供热,蒸汽发生器的蒸汽出口连接升压器的进口,升压器的出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀与储液器相连;蒸汽发生器与能量吸收器之间布置有溶液换热器,蒸汽发生器的液体出口与能量吸收器的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器的第一换热管路,蒸汽发生器的液体进口与能量吸收器的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器的第二换热管路,蒸汽发生器的液体出口经第一溶液泵通向能量吸收器的浓溶液进口,能量吸收器的稀溶液出口经第二溶液泵通向蒸汽发生器的液体进口。即,能量吸收器出来的稀溶液与蒸汽发生器出来的浓溶液在溶液换热器中进行换热。吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中,吸收换热器的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器相连,储液器的出口依次与水泵、第二调节阀和吸收换热器的进口相连。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明吸收式热湿废气能量回收系统,利用液体吸收剂吸收工业废气中的水蒸气,从而回收废气中的潜热。本发明可以吸收中温(如60℃-200℃)热湿废气的能量并将其转换为热蒸汽,该技术不受废气露点的影响,可在较高温度下回收废气中的潜热。较传统热回收方法,热回收效果明显提高。
(2)该系统结构简单,适应性强。回收的能量以蒸汽的形式可直接用于工业生产过程,应用方便,且能量损耗小。使用该系统后能大大降低单位产能能耗,节能效果显著。
附图说明
图1为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的一种实施方式的流程 示意图。
图2为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的另一种实施方式的流程示意图。
图3为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的又一种实施方式的流程示意图。
其中,1、外热源;1a、锅炉;2、蒸汽发生器;3、升压器;3a、喷射器;4、溶液换热器;5、能量吸收器;51、溶液均布器;6、吸收换热器;7、储液器;8、需热设备;8a、烘干设备;9、第一循环泵;10、第一调节阀;11、第二调节阀;12、水泵;13、第二循环泵;14、风机;15、水泵;16、第三调节阀。
具体实施方式
实施例1
参照图1,一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括外热源1、蒸汽发生器2、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、需热设备8、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12和第二循环泵13,系统采用的溶液为氯化锂水溶液,氯化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。需热设备8由第一供热管道和第二供热管道加热,第一供热管道和第二供热管道各自独立。外热源1为蒸汽发生器2供热,蒸汽发生器2的蒸汽出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀10与储液器7相连;蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。吸收换热器6伸入能量吸收器5的内腔中,吸收换热器6的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器7相连,储液器7的出口通过水泵12并借助第二调节阀11将一部分冷凝水输送给吸收换热器6,另一部分冷凝水回 锅炉以及其他用途。热湿废气从能量吸收器5的热湿废气进口进入,并从热湿废气出口离开,这样,能量吸收器5的浓溶液便可吸收热湿废气中的水蒸气变成稀溶液,而吸收换热器6中的工作流体与溶液进行换热,从而将经加热后的工作流体通过第二供热管道输送给需热设备8。
实施例2
参照图2,一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括外热源1、蒸汽发生器2、升压器3、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、需热设备8、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12和第二循环泵13,系统中采用的溶液为氯化锂水溶液,氯化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。需热设备8由第一供热管道和第二供热管道加热,第一供热管道和第二供热管道各自独立。外热源1为蒸汽发生器2供热,蒸汽发生器2的蒸汽出口连接升压器3的进口,升压器3的出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀10与储液器7相连;蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。吸收换热器6伸入能量吸收器5的内腔中,吸收换热器6的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器7相连,储液器7的出口通过水泵12并借助第二调节阀11将一部分冷凝水输送给吸收换热器6,另一部分冷凝水回锅炉以及其他用途。热湿废气从能量吸收器5的热湿废气进口进入,并从热湿废气出口离开,这样,能量吸收器5的浓溶液便可吸收热湿废气中的水蒸气变成稀溶液,而吸收换热器6中的工作流体与溶液进行换热,从而将经加热后的工作流体通过第二供热管道输送给需热设备8。
实施例3
参照图3,其是吸收式热湿废气能量回收系统在烘干工艺中使用时的流程简图,该系统包括锅炉1a、蒸汽发生器2、喷射器3a、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、烘干设备8a、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12、第二循环泵13、风机14、水泵15和第三调节阀16。能量吸收器5为充装有含气体通道填料的降膜式吸收器,其中降膜式吸收器的降膜管为吸收换热器6。
系统中采用的溶液为溴化锂水溶液,溴化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。对于大部分工业生产环节,都会使用到蒸汽作为动力源,故在实施例中采用锅炉蒸汽作为蒸汽发生器2的外热源,同时采用喷射器3a作为升压器。
锅炉1a出口分为两路,分别与喷射器3a工作流体进口以及蒸汽发生器2的加热蒸汽进口连接,在锅炉1a与蒸汽发生器2之间设置有第三调节阀16,可用于控制进入蒸汽发生器2的蒸汽量。蒸汽发生器2的冷凝水出口经过水泵15,连接锅炉1的进水口。蒸汽发生器2的蒸汽出口连接喷射器3a引射流体进口,喷射器3a出来的蒸汽经第一供热管道在烘干设备8a中冷凝放热,经过第一调节阀10,进入储液器7。
蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。同时,在第一循环泵9和第二循环泵13的作用下,溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4以及能量吸收器5中循环。
新鲜空气进入烘干设备8a中被加热,并带走烘干物料的水分,变成热湿空气,并在风机14的作用下,从能量吸收器5的热湿废气进口进入能量吸收器5,并从其热湿废气出口离开。进入能量吸收器5的浓溶液经过溶液均布器51被均匀地分布到作为吸收换热器6的降膜管上,并与逆流的热湿空气接触,吸收热湿空气中的水蒸气,从而回收废气中的热量。
吸收换热器6内的工作流体为水,吸收换热器6出来的工作流体经第 二供热管道在烘干设备8a中冷凝放热,冷凝水经过第二调节阀11进入到储液器7中。第一供热管道和第二供热管道各自独立。
储液器7的冷凝水出口分为两路,一路经过水泵12与吸收换热器6的进口连接,一路与锅炉进水口连接。进入吸收换热器6的冷凝水与能量吸收器5中的溶液进行热交换,变为蒸汽,从吸收换热器6的出口离开。
在该系统中,锅炉蒸汽的压力选取工业现场的蒸汽压力,为0.7MPa,而烘干设备8a中加热使用的蒸汽压力选取为0.11MPa。在实际运行过程中,溶液的浓度以及温度对蒸汽发生器2中蒸汽的压力以及能量吸收器5中的吸收过程都会产生影响。同时热湿空气的温度以及含湿量,也会影响能量吸收器5中的吸收过程。为了验证系统运行性能,对不同参数下系统的性能进行了模拟计算。
模拟计算是在稳态的情况下计算的。从表1、表2中可以看出,在溶液质量分数保持不变的情况下,不同的能量吸收器溶液温度对应不同的热湿空气含湿量,以及此时的空气的饱和温度。能量吸收器溶液温度越高,对应的热湿空气的含湿量就越高。从实际运行角度来看,当烘干设备热湿空气出口的含湿量大,则系统运行时的溶液温度可以更高,有利于热回收品质的提升,更利于吸收换热器中蒸汽的产生,蒸汽温度也会相应提高,有利于烘干设备中的烘干过程。
表1溶液质量分数为0.66时,不同吸收温度下的情况

表2溶液质量分数为0.63时,不同吸收温度下的情况


但当烘干设备热湿空气出口的含湿量不是很大时,过高的能量吸收器溶液温度会阻碍溶液对热湿空气水蒸气的吸收,使得热回收效率下降,所以溶液的温度不能过高。
从表1和表2的对比中可以发现,当溶液运行浓度下降时,在相同能量吸收器溶液温度的情况下,所需热湿空气的含湿量升高,这说明溶液质量分数下降对吸收过程也是不利的。但溶液质量分数的下降可以帮助提高蒸汽发生器中蒸汽的压力,有利于喷射器的运行,增加了喷射器的引射系数,减少工作流体的使用量,进而提升了系统的整体性能系数。此时系统的性能系数定义为烘干设备得到的蒸汽的热量与锅炉消耗的蒸汽的热量的比值。
表3溶液质量分数为0.60时,不同吸收温度下的情况

从表3可以得出,进一步降低系统运行时溶液的浓度,蒸汽发生器的压力可以大于0.11MPa,此时已经不需要喷射器作为升压器,可以直接将产生的蒸汽通入烘干设备中供烘干使用,这时系统的性能系数最高,理想情况下为2。但此时热湿空气的含湿量已经达到了很高的值,这说明只有当烘干设备出口热湿空气的含湿量很高时,系统才能在溶液质量分数较低的水平下运行。
从上述分析中可以发现,如果废气中含湿量很高,适当降低溶液质量分数以及提高能量吸收器溶液温度,对系统整体性能系数以及回收热的再利用有好处。但降低溶液质量分数以及提高能量吸收器溶液温度会阻碍溶液对废气中水蒸气的吸收,降低废热回收效率,在热湿空气含湿量较低的情况下,甚至不会发生吸收过程。故在实际操作过程中,需要根据废气含湿量调整系统的运行参数。

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1、(10)申请公布号 CN 103471284 A(43)申请公布日 2013.12.25CN103471284A*CN103471284A*(21)申请号 201310428259.1(22)申请日 2013.09.18F25B 15/06(2006.01)(71)申请人浙江大学地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人陈光明 刘骏 叶碧翠 郑皎唐黎明(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司 33224代理人胡红娟(54) 发明名称吸收式热湿废气能量回收系统(57) 摘要本发明公开一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括:供热管道,蒸汽发生器,能量吸收器,吸收换热器和。

2、储液器;供热管道与蒸汽发生器相连用于提供热量,能量吸收器与蒸汽发生器之间设有溶液换热器,能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器中循环的液体吸收剂吸收热湿废气的能量,吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中且其出口连接供热管道的进口。本发明利用液体吸收剂吸收工业废气中的水蒸气,高效地回收废气中的潜热,提高了能源的利用效率且回收回来的热量温度高。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书7页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书7页 附图2页(10)申请公布号 CN 103471284 ACN 103471284 A1/1页21.一种吸收式热湿废气能量回收系。

3、统,其特征在于,包含:供热管道,穿过需热设备并为其提供热量;蒸汽发生器,由外热源供热且带有蒸汽出口、液体出口和液体进口;所述蒸汽出口连接所述供热管道的进口;能量吸收器,吸收热湿废气的能量并带有稀溶液出口和浓溶液进口以及热湿废气出口和热湿废气进口,所述稀溶液出口与所述液体进口连成第一换热管路,所述液体出口与所述浓溶液进口连成第二换热管路,所述第一换热管路与所述第二换热管路通过一个溶液换热器进行换热;所述能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器内循环有液体吸收剂;吸收换热器,伸入所述能量吸收器的内腔中且该吸收换热器的出口连接所述供热管道的进口;储液器,连接在所述吸收换热器的进口与所述供热管道的出口之间。。

4、2.根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述能量吸收器为降膜式吸收器。3.根据权利要求2所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述降膜式吸收器中的降膜管作为所述吸收换热器。4.根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述蒸汽发生器的气体出口与所述供热管道的进口之间连接升压器。5.根据权利要求4所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的升压器为喷射器、压缩机或透平增压机。6.根据权利要求5所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的升压器为喷射器。7.根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述供热管道为两。

5、条且各自独立的通入相应的需热设备,其分为第一供热管道和第二供热管道;所述蒸汽发生器的气体出口连接该第一供热管道的进口,所述吸收换热器的出口连接该第二供热管道的进口。8.根据权利要求1所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述液体吸收剂为能够吸收水蒸气的流体,所述流体为盐水溶液或烷基咪唑类离子液体水溶液。9.根据权利要求8所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的盐为溴化锂、氯化锂、硝酸锂、氯化钙中的一种或多种。10.根据权利要求8所述的吸收式热湿废气能量回收系统,其特征在于,所述的烷基咪唑类离子液体水溶液为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液或氯代1-乙基-3-甲基咪唑水溶。

6、液。权 利 要 求 书CN 103471284 A1/7页3吸收式热湿废气能量回收系统技术领域0001 本发明属于废热回收领域,具体是涉及一种吸收式热湿废气能量回收系统。背景技术0002 对于工业领域而言,提高能源利用效率,降低单位产能能耗,显得尤为重要。在食品加工、印染、造纸等行业的生产过程中往往会产生大量的工业废气,一般而言,这些废气的温度较低,在60到200之间,但含湿量很高。如果直接将其排向大气,则会浪费大量的能源,因为废气中所包含的潜热的量是巨大的。传统的热回收方式多利用间壁式换热器,将排气与进气进行换热,以达到回收热量的目的。但由于露点的限制,当回收温度较高时,废气中的水蒸气无法结。

7、露,废气中的潜热无法回收,而当回收温度较低,回收的热量利用价值不高。为此,需要新的技术对这类废热进行回收利用,以提高一次能源的利用效率。0003 授权公告号为CN202466299U的实用新型专利公开了一种烘缸尾气能量回收系统。该系统利用烘缸排出的温度在200至500之间的热风加热冷凝水产生蒸汽,蒸汽被并入蒸汽管网中再次利用。该专利中使用的废热热源温度高,回收的热量为废气显热,对于排气温度较低的场合并不适用。0004 申请公布号为CN103011545A的专利文献公开了一种污泥干化及能量回收系统及其能量回收干化工艺。其能量回收的原理为:将冷凝后的废气与刚排出干化机的废气进行热交换,以提高进入干。

8、化机中气体的温度,有一定的节能效果。但进气含湿量大,不利于干化过程;且仅回收了废气中的少量潜热,大部分废气潜热在冷凝工段被浪费。0005 申请公布号为CN101793469A的专利文献公开了一种将物料干燥后的废气中水分和废热回收利用的空冷系统,含水蒸气的废气走空冷散热器内部,经过散热器与外部空气进行热交换,经过换热升温后的热空气可通过抽热空气管道进入热风炉,达到回收利用废热的目的。该专利仅回收了废气中少量潜热,且热空气的升温幅度不大。发明内容0006 本发明提供了一种吸收式热湿废气能量回收系统,能高效地回收热湿废气中的潜热,相对于传统热回收方式,该系统的热回收效率高,且回收回来的热量温度高。0。

9、007 一种吸收式热湿废气能量回收系统,包含:0008 供热管道,穿过需热设备并为其提供热量;0009 蒸汽发生器,由外热源供热且带有蒸汽出口、液体出口和液体进口;所述蒸汽出口连接所述供热管道的进口;0010 能量吸收器,吸收热湿废气的能量并带有稀溶液出口和浓溶液进口以及热湿废气出口和热湿废气进口,所述稀溶液出口与所述液体进口连成第一换热管路,所述液体出口与所述浓溶液进口连成第二换热管路,所述第一换热管路与所述第二换热管路通过一个溶液换热器进行换热;所述能量吸收器、蒸汽发生器及溶液换热器内循环有液体吸收剂;0011 吸收换热器,伸入所述能量吸收器的内腔中且该吸收换热器的出口连接所述供热说 明 。

10、书CN 103471284 A2/7页4管道的进口;0012 储液器,连接在所述吸收换热器的进口与所述供热管道的出口之间。0013 本发明所述的吸收式热湿废气能量回收系统能够利用能量吸收器内的液体吸收剂吸收热湿废气中的水蒸气,废气中大量潜热被回收,这些被吸收的潜热可以用来产生蒸汽或加热吸收换热器中的流体。吸湿并放热后的液体吸收剂利用外热源再生,再生过程中液体吸收剂释放蒸汽。上述蒸汽或热流体均可作为工业生产过程中的热源使用。再生后的液体吸收剂重新用于吸收过程。0014 所述需热设备为对物体进行升温或/和产生相变的加热设备,例如,烘干设备、蒸发浓缩设备、供暖设备等。0015 所述蒸汽发生器的外热源。

11、包括蒸汽和/或电加热和/或热泵系统。0016 所述蒸汽发生器的液体出口和能量吸收器的稀溶液出口均设有溶液泵,该溶液泵是用于泵送液体吸收剂,所述溶液泵为耐蚀自吸泵,防止溶液泵由于吸收剂的腐蚀性而失效。0017 所述能量吸收器是液体吸收剂与热湿废气间发生传热传质过程以及液体吸收剂与所述吸收换热器内的工作流体发生传热过程的装置。所述的传热传质过程包括:浓溶液进入能量吸收器中,吸收热湿废气中的水蒸气,水蒸气进入溶液发生相变,从而释放潜热,溶液吸热后温度升高,在传热推动力的作用下,溶液与吸收换热器内的工作流体进行热交换。所述吸收换热器内的工作流体优选为冷凝水。冷凝水因吸收溶液的热量温度不断升高,当温度高。

12、于管内压力下的饱和温度时,冷凝水变为蒸汽。产生的蒸汽可用于工业生产过程。0018 所述能量吸收器为降膜式吸收器,在降膜式吸收器中,可将降膜管作为吸收换热器,即所述降膜式吸收器中的降膜管作为所述吸收换热器。如此,工作流体在降膜管内部流动,工作流体与管壁上的溶液进行热交换。溶液换热器出口的浓溶液进入能量吸收器,沿着降膜管下降,与上升的废气形成逆流流动,吸收废气中的水蒸气,并与降膜管中的工作流体进行热交换。为了强化溶液与废气的传热传质效果,可在降膜式吸收器中填充含有气体通道的固体填料。吸收水蒸气后的液体吸收剂浓度降低,在泵的作用下进入溶液换热器与浓溶液进行热交换,提升温度后进入蒸汽发生器,在外热源的。

13、作用下,释放蒸汽,蒸汽通过供热管道输送到需热设备。0019 所述溶液换热器的作用在于降低进入能量吸收器的浓溶液的温度,以利于水蒸气的吸收过程;同时,提升进入蒸汽发生器的稀溶液的温度,减少蒸汽发生器的能量消耗。所述溶液换热器优选为板翅式换热器。0020 为了保证蒸汽发生器中蒸汽的压力满足需热设备对蒸汽压力的要求,在产生的蒸汽的压力低于要求压力时,在蒸汽发生器出口设置升压器,即蒸汽发生器的气体出口与供热管道的进口之间连接升压器。所述的升压器为喷射器、压缩机或透平增压机。其中喷射器和透平增压机需要蒸汽作为驱动源;而压缩机可以用电能作为驱动源。由于喷射器结构简单,可靠性强,故所述升压器优选为喷射器。0。

14、021 在所述的蒸汽发生器及能量吸收器中产生的蒸汽可汇入同一供热管道或通过不同供热管道输送至生产过程的工作区为需热设备进行供热。作为一种技术方案,所述升压器的气体出口与所述吸收换热器的出口汇在一起后连接所述供热管道的进口,供热管道的出口连接储液器。作为优选,所述供热管道的出口与储液器之间设有第一调节阀。作为另说 明 书CN 103471284 A3/7页5一种技术方案,所述供热管道为两条且各自独立的通入相应的需热设备,其分为第一供热管道和第二供热管道;所述蒸汽发生器的气体出口连接该第一供热管道的进口,所述吸收换热器的出口连接该第二供热管道的进口,第一供热管道和第二供热管道的出口分别连接储液器。。

15、第一供热管道和第二供热管道可为同一生产工作区或不同生产工作区提供热量。作为优选,所述第一供热管道的出口与储液器之间设有第一调节阀。更为优选,所述第二供热管道的出口与储液器之间设有第二调节阀或所述储液器出口与所述吸收换热器之间设有第二调节阀。0022 所述储液器的出口与所述吸收换热器的进口相连,所述储液器的进口与所述供热管道的出口相连。所述储液器与所述吸收换热器之间设有泵,蒸汽通过生产工作区冷凝放热后,进入储液器,部分冷凝水在泵的作用下通入吸收换热器中。剩余的冷凝水可作为锅炉回水或其他用途。0023 系统中使用的液体吸收剂对整个能量回收系统的热湿废气利用率起着关键性作用,不同的液体吸收剂会带来不。

16、同的效果。所述液体吸收剂为能够吸收水蒸气的流体,所述流体为盐水溶液或烷基咪唑类离子液体水溶液。0024 作为优选,所述的盐为溴化锂、氯化锂、硝酸锂、氯化钙中的一种或多种。0025 作为优选,所述的烷基咪唑类离子液体水溶液为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液或氯代1-乙基-3-甲基咪唑水溶液。0026 作为一种方案,本发明的连接方式为:0027 供热管道包括为需热设备提供热量的第一供热管道和第二供热管道,且第一供热管道和第二供热管道各自独立;外热源为蒸汽发生器供热,蒸汽发生器的蒸汽出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀与储液器相连;蒸汽发生器与能量吸收器之间布置有溶液。

17、换热器,蒸汽发生器的液体出口与能量吸收器的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器的第一换热管路,蒸汽发生器的液体进口与能量吸收器的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器的第二换热管路,蒸汽发生器的液体出口经第一溶液泵通向能量吸收器的浓溶液进口,能量吸收器的稀溶液出口经第二溶液泵通向蒸汽发生器的液体进口。即,能量吸收器出来的稀溶液与蒸汽发生器出来的浓溶液在溶液换热器中进行换热。吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中,吸收换热器的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器相连,储液器的出口依次与水泵、第二调节阀和吸收换热器的进口相连。0028 作为另一种方案,本发明的连接方式为:0029 供热管道包括为。

18、需热设备提供热量的第一供热管道和第二供热管道,且第一供热管道和第二供热管道各自独立;外热源为蒸汽发生器供热,蒸汽发生器的蒸汽出口连接升压器的进口,升压器的出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀与储液器相连;蒸汽发生器与能量吸收器之间布置有溶液换热器,蒸汽发生器的液体出口与能量吸收器的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器的第一换热管路,蒸汽发生器的液体进口与能量吸收器的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器的第二换热管路,蒸汽发生器的液体出口经第一溶液泵通向能量吸收器的浓溶液进口,能量吸收器的稀溶液出口经第二溶液泵通向蒸汽发生器的液体进口。即,能量吸收器出来的稀溶液与蒸汽发生器出来。

19、的浓溶液在溶液换热器中进行换热。吸收换热器伸入能量吸收器的内腔中,吸收换热器的出说 明 书CN 103471284 A4/7页6口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器相连,储液器的出口依次与水泵、第二调节阀和吸收换热器的进口相连。0030 本发明的有益效果在于:0031 (1)本发明吸收式热湿废气能量回收系统,利用液体吸收剂吸收工业废气中的水蒸气,从而回收废气中的潜热。本发明可以吸收中温(如60-200)热湿废气的能量并将其转换为热蒸汽,该技术不受废气露点的影响,可在较高温度下回收废气中的潜热。较传统热回收方法,热回收效果明显提高。0032 (2)该系统结构简单,适应性强。回收的。

20、能量以蒸汽的形式可直接用于工业生产过程,应用方便,且能量损耗小。使用该系统后能大大降低单位产能能耗,节能效果显著。附图说明0033 图1为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的一种实施方式的流程示意图。0034 图2为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的另一种实施方式的流程示意图。0035 图3为本发明吸收式热湿废气能量回收系统的又一种实施方式的流程示意图。0036 其中,1、外热源;1a、锅炉;2、蒸汽发生器;3、升压器;3a、喷射器;4、溶液换热器;5、能量吸收器;51、溶液均布器;6、吸收换热器;7、储液器;8、需热设备;8a、烘干设备;9、第一循环泵;10、第一调节阀;11、第二调节阀;12。

21、、水泵;13、第二循环泵;14、风机;15、水泵;16、第三调节阀。具体实施方式0037 实施例10038 参照图1,一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括外热源1、蒸汽发生器2、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、需热设备8、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12和第二循环泵13,系统采用的溶液为氯化锂水溶液,氯化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。需热设备8由第一供热管道和第二供热管道加热,第一供热管道和第二供热管道各自独立。外热源1为蒸汽发生器2供热,蒸汽发生器2的蒸汽出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀1。

22、0与储液器7相连;蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。吸收换热器6伸入能量吸收器5的内腔中,吸收换热器6的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器7相连,储液器7的出口通过水泵12并。

23、借助第二调节阀11将一部分冷凝水输送给吸收换热器6,另一部分冷凝水回锅炉以及其他用途。热湿废气从能量吸收器5的热湿废气进口进入,并从热湿废气出口离开,这样,能量吸收器5的浓溶液便可吸收热湿废气中的水蒸气变成稀溶液,而吸收换热器6中的工作流体与溶液进行换热,从而将经加热后的工作流体通过第二供热管道输送给需热设备8。说 明 书CN 103471284 A5/7页70039 实施例20040 参照图2,一种吸收式热湿废气能量回收系统,包括外热源1、蒸汽发生器2、升压器3、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、需热设备8、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12和第二循环泵。

24、13,系统中采用的溶液为氯化锂水溶液,氯化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。需热设备8由第一供热管道和第二供热管道加热,第一供热管道和第二供热管道各自独立。外热源1为蒸汽发生器2供热,蒸汽发生器2的蒸汽出口连接升压器3的进口,升压器3的出口与第一供热管道的进口相连,第一供热管道的出口通过第一调节阀10与储液器7相连;蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一。

25、循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。吸收换热器6伸入能量吸收器5的内腔中,吸收换热器6的出口连接第二供热管道的进口,第二供热管道的出口与储液器7相连,储液器7的出口通过水泵12并借助第二调节阀11将一部分冷凝水输送给吸收换热器6,另一部分冷凝水回锅炉以及其他用途。热湿废气从能量吸收器5的热湿废气进口进入,并从热湿废气出口离开,这样,能量吸收器5的浓溶液便可吸收热湿废气中的水蒸气变成稀溶液,而吸收换热器6中的工作流体与溶液进行换热,从而将经加热后的。

26、工作流体通过第二供热管道输送给需热设备8。0041 实施例30042 参照图3,其是吸收式热湿废气能量回收系统在烘干工艺中使用时的流程简图,该系统包括锅炉1a、蒸汽发生器2、喷射器3a、溶液换热器4、能量吸收器5、吸收换热器6、储液器7、烘干设备8a、第一循环泵9、第一调节阀10、第二调节阀11、水泵12、第二循环泵13、风机14、水泵15和第三调节阀16。能量吸收器5为充装有含气体通道填料的降膜式吸收器,其中降膜式吸收器的降膜管为吸收换热器6。0043 系统中采用的溶液为溴化锂水溶液,溴化锂水溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4及能量吸收器5中循环流动。对于大部分工业生产环节,都会使用到蒸汽作为。

27、动力源,故在实施例中采用锅炉蒸汽作为蒸汽发生器2的外热源,同时采用喷射器3a作为升压器。0044 锅炉1a出口分为两路,分别与喷射器3a工作流体进口以及蒸汽发生器2的加热蒸汽进口连接,在锅炉1a与蒸汽发生器2之间设置有第三调节阀16,可用于控制进入蒸汽发生器2的蒸汽量。蒸汽发生器2的冷凝水出口经过水泵15,连接锅炉1的进水口。蒸汽发生器2的蒸汽出口连接喷射器3a引射流体进口,喷射器3a出来的蒸汽经第一供热管道在烘干设备8a中冷凝放热,经过第一调节阀10,进入储液器7。0045 蒸汽发生器2与能量吸收器5之间布置有溶液换热器4,蒸汽发生器2的液体出口与能量吸收器5的浓溶液进口连成的管路为溶液换热。

28、器4的第一换热管路,蒸汽发生器2的液体进口与能量吸收器5的稀溶液出口连成的管路为溶液换热器4的第二换热管路,蒸汽发生器2的液体出口经第一循环泵9通向能量吸收器5的浓溶液进口,能量吸收器5的稀溶液出口经第二循环泵13通向蒸汽发生器2的液体进口。即,能量吸收器5出来的稀溶说 明 书CN 103471284 A6/7页8液与蒸汽发生器2出来的浓溶液在溶液换热器4中进行换热。同时,在第一循环泵9和第二循环泵13的作用下,溶液在蒸汽发生器2、溶液换热器4以及能量吸收器5中循环。0046 新鲜空气进入烘干设备8a中被加热,并带走烘干物料的水分,变成热湿空气,并在风机14的作用下,从能量吸收器5的热湿废气进。

29、口进入能量吸收器5,并从其热湿废气出口离开。进入能量吸收器5的浓溶液经过溶液均布器51被均匀地分布到作为吸收换热器6的降膜管上,并与逆流的热湿空气接触,吸收热湿空气中的水蒸气,从而回收废气中的热量。0047 吸收换热器6内的工作流体为水,吸收换热器6出来的工作流体经第二供热管道在烘干设备8a中冷凝放热,冷凝水经过第二调节阀11进入到储液器7中。第一供热管道和第二供热管道各自独立。0048 储液器7的冷凝水出口分为两路,一路经过水泵12与吸收换热器6的进口连接,一路与锅炉进水口连接。进入吸收换热器6的冷凝水与能量吸收器5中的溶液进行热交换,变为蒸汽,从吸收换热器6的出口离开。0049 在该系统中。

30、,锅炉蒸汽的压力选取工业现场的蒸汽压力,为0.7MPa,而烘干设备8a中加热使用的蒸汽压力选取为0.11MPa。在实际运行过程中,溶液的浓度以及温度对蒸汽发生器2中蒸汽的压力以及能量吸收器5中的吸收过程都会产生影响。同时热湿空气的温度以及含湿量,也会影响能量吸收器5中的吸收过程。为了验证系统运行性能,对不同参数下系统的性能进行了模拟计算。0050 模拟计算是在稳态的情况下计算的。从表1、表2中可以看出,在溶液质量分数保持不变的情况下,不同的能量吸收器溶液温度对应不同的热湿空气含湿量,以及此时的空气的饱和温度。能量吸收器溶液温度越高,对应的热湿空气的含湿量就越高。从实际运行角度来看,当烘干设备热。

31、湿空气出口的含湿量大,则系统运行时的溶液温度可以更高,有利于热回收品质的提升,更利于吸收换热器中蒸汽的产生,蒸汽温度也会相应提高,有利于烘干设备中的烘干过程。0051 表1溶液质量分数为0.66时,不同吸收温度下的情况0052 0053 表2溶液质量分数为0.63时,不同吸收温度下的情况0054 说 明 书CN 103471284 A7/7页90055 0056 但当烘干设备热湿空气出口的含湿量不是很大时,过高的能量吸收器溶液温度会阻碍溶液对热湿空气水蒸气的吸收,使得热回收效率下降,所以溶液的温度不能过高。0057 从表1和表2的对比中可以发现,当溶液运行浓度下降时,在相同能量吸收器溶液温度的。

32、情况下,所需热湿空气的含湿量升高,这说明溶液质量分数下降对吸收过程也是不利的。但溶液质量分数的下降可以帮助提高蒸汽发生器中蒸汽的压力,有利于喷射器的运行,增加了喷射器的引射系数,减少工作流体的使用量,进而提升了系统的整体性能系数。此时系统的性能系数定义为烘干设备得到的蒸汽的热量与锅炉消耗的蒸汽的热量的比值。0058 表3溶液质量分数为0.60时,不同吸收温度下的情况0059 0060 从表3可以得出,进一步降低系统运行时溶液的浓度,蒸汽发生器的压力可以大于0.11MPa,此时已经不需要喷射器作为升压器,可以直接将产生的蒸汽通入烘干设备中供烘干使用,这时系统的性能系数最高,理想情况下为2。但此时热湿空气的含湿量已经达到了很高的值,这说明只有当烘干设备出口热湿空气的含湿量很高时,系统才能在溶液质量分数较低的水平下运行。0061 从上述分析中可以发现,如果废气中含湿量很高,适当降低溶液质量分数以及提高能量吸收器溶液温度,对系统整体性能系数以及回收热的再利用有好处。但降低溶液质量分数以及提高能量吸收器溶液温度会阻碍溶液对废气中水蒸气的吸收,降低废热回收效率,在热湿空气含湿量较低的情况下,甚至不会发生吸收过程。故在实际操作过程中,需要根据废气含湿量调整系统的运行参数。说 明 书CN 103471284 A1/2页10图1图2说 明 书 附 图CN 103471284 A10。

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