工业高温物料显热系统高效回收装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种工业高温物料显热系统高效回收装置，包储能材料吸热换热单元，所述储能材料吸热换热单元具有用于供所述高温储能材料流出的第三出口，第三出口上连接有储能材料放热换热单元，所述储能材料放热换热单元和储能材料吸热换热单元串联连接，储能材料吸热换热单元具有用于供所述低温储能材料流入的第三入口，储能材料流量调节器一的进口连接至储能材料放热换热单元的出口，形成循环回路。本发明专利技术还提供一种工业高温物料显热系统高效回收方法。本发明专利技术具有以下有益效果：显热换热效率提高了60个左右的百分点，从而根本上解决了高能耗企业显热浪费问题，为所有高能企业创造了巨大的经济效益和社会效益。

High efficiency recovery device and method of industrial high temperature material sensible heat system

【技术实现步骤摘要】
工业高温物料显热系统高效回收装置及方法
本专利技术涉及一种工业高温物料显热系统高效回收装置及方法，属于再生能源回收技术

技术介绍
高能耗企业中，特别是耐火材料、玻璃、水泥、电极、钢铁，焦化等行业生产中需要消耗大量能源，同时也产生了大量的显热，对成品或者半成品需要进行冷却到工艺要求的温度。目前普遍采用的冷却方式主要是：用水循环冷却或者直接用冷空气对流冷却，两种方式都是把大量显热直接排入空气中白白浪费掉，综合能源利用率不到30%。仅极少数企业在也探索显热回收利用，但由于回收的整体技术比较落后（主要是系统设计不合理，换热介质不科学，换热设备、材料效率低下等），回收效率很低（只能回收总显热量的15~25%），有些回收技术还会影响工业产品质量或增加安全风险，不能从根本上解决高能耗企业显热回收问题。大部分以上的高能耗企业对大量显热能源没有回收利用，极少数企业对显热能源进行回收试验，具体回收技术路线：利用低温水对高温物料进行间接包围，低进高出，高温物料通过热量传到，让水把热量带走，使水的温度升高到80-90℃，利用管道输送到热水用户，换热率不到显热总量的30%，换热率低的原因：①水在超过100度由于常压下汽化原因，单位立方储热能力低，高温蒸汽在流程中散热量大。②换热设备结构不科学，散热量大。③系统设计不合理，热量不平衡，热量利用率低。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种工业高温物料显热系统高效回收装置及方法。本专利技术所述的工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：包储能材料吸热换热单元，所述储能材料吸热换热单元具有用于供所述高温储能材料流出的第三出口，第三出口上连接有储能材料放热换热单元，所述储能材料放热换热单元和储能材料吸热换热单元串联连接，储能材料吸热换热单元具有用于供所述低温储能材料流入的第三入口，第三入口上安装有储能材料流量调节器一，储能材料放热换热单元的进口与储能材料吸热换热单元的第三出口之间的管路上安装有储能材料流量调节器二，储能材料流量调节器一的进口连接至储能材料放热换热单元的出口，形成循环回路。优选地，所述储能材料放热换热单元包括能源储存储罐以及与能源储存储罐相配合的多级换热器，多级换热器上具有相互对应的第一入口和第一出口，能源储存储罐上具有相互对应的供所述高温储能材料流入第二入口和供所述低温储能材料流入第二出口，第二入口和第二出口与能源储存储罐内腔相连通，所述第一入口与供水源连通，纯净水通过第一入口进入储能材料放热换热单元内，所述第二出口为所述被加热水蒸汽的出口，连接至蒸汽用户，所述第二入口和第二出口分别连接至储能材料流量调节器二和储能材料流量调节器一。优选地，所述储能材料流量调节器一为循环泵一，用于控制流经所述储能材料吸热换热单元的储能材料流量；储能材料流量调节器二为循环泵二，用于控制流经所述储能材料放热换热单元的储能材料流量。优选地，所述储能材料流量调节器一与储能材料放热换热单元之间的管路上并联有储能材料补给系统，用于向循环系统中补给储能材料，储能材料补给系统的出口上安装有截止阀。优选地，所述储能材料吸热换热单元包括多组换热套，每组换热套的上部分别设置一供高温物料体进入的进料口，换热套的下部设置有供冷却后的高温物料体排出的出料口，换热套的外壁上缠绕有盘管圈，盘管圈的两端分别为供所述高温储能材料流出的第三出口和供所述低温储能材料流入的第三出口，盘管圈外包覆有保温层，盘管圈位于换热套与保温层之间。通过盘管圈对显热单元高温物料进行传导换热，根据单元显热容量及工艺要求冷却温度，确定储能材料盘管管径和储能材料流量值，为了确保换热效率，在显热单元外添加保温层进行显热保温，储能材料流动方向与显热单元高温物料流动方向相反，储能指标要求必须根据储能物性图中比热容，导热系数，密度随温度曲线共同达到最佳值时，此时的储能对显热单元的热量换热率最高。优选地，所述储能材料为储能油或储能盐，使用温度在300℃以下用低熔点低分解点储能材料，300℃以上用高熔点高分解点的储能材料。优选地，所述储能油，按照质量百分比计算，包括以下组分：有机铜12-15%，聚合芳烃27-29%，长链烷烃23-26%，环烷烃33-35%，抗冻剂2-3%；储能盐，按照质量百分比计算，包括以下组分：碳酸钠20-22%，氯化钾9-10%，硝酸钠40-45%，亚硝酸钾12-14%，硫酸钠16-18%。优选地，所述所述储能油，按照质量百分比计算，包括以下组分：有机铜12%，聚合芳烃28%，长链烷烃24%，环烷烃34%，抗冻剂2%；储能盐，按照质量百分比计算，包括以下组分：碳酸钠21%，氯化钾9%，硝酸钠41%，亚硝酸钾12%，硫酸钠17%。优选地，所述多级换热器，采用预热器、蒸发器、过热器的三级换热。优选地，所述第三入口位于换热套的底部，第三出口位于换热套的上部，采用底进上排的方式换热，储能材料流动方向与显热单元高温物料流动方向相反，储能指标要求必须根据储能物性比热容，导热系数，密度随温度曲线共同达到最佳值时，此时的储能对高温物料体的热量换热率最高。本专利技术还提供一种工业高温物料显热系统高效回收方法，其特征在于：使用高效储能材料，使用温度在300℃以下用低熔点低分解点储能材料，300℃以上用高熔点高分解点的储能材料，在储能材料吸热换热单元中吸收工业高温物料的显热，换热后汇总输送至储能材料放热换热单元，储能材料放热换热单元的多级换热器放热给净化水，生产不同参数的蒸汽，提供给蒸汽用户或者用来发电并网。优选地，显热源为500-1200℃，以质量化分单元0.1-100吨之间不等，显热源物料比热随着温度变化而变化，平均值1.0-1.80KJ/(kg℃)，按照单元显热参数：质量150公斤，比热1.6KJ/(kg℃)，温度差800℃，高温物料体5.5向下移动速度0.5米/小时，储能材料的流速按照1-2m/s，流量按照0.3-2方/小时，高温物料体5.5流动方向从上向下移动。本专利技术显热回收技术原理：使用高效储能材料，使用温度在300℃以下用低熔点低分解点储能材料，300℃以上用高熔点高分解点的储能材料，在储能材料吸热换热单元中吸收工业高温物料的显热，换热后汇总输送至储能材料放热换热单元，储能材料放热换热单元的多级换热器放热给净化水，生产不同参数的蒸汽，提供给蒸汽用户或者用来发电并网。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：由于工业显热量大小与显热载体质量相关，在比热一定时，与工业生产过程显热最后冷却温度相关，如果按照需要换的显热载体按照200公斤小时，作为一个换热单元，温度从800℃降为100℃，比热按照1.8KJkg，单元显热量Q=252000KJ/小时，利用储能材料吸热换热单元对储能材料进行显热换热，储能材料使用温度为200度，流量为0.36立方米小时，流速为2米秒，换热后实测储能材料温度为430℃，理论储能材料温度为460℃，实际换热量223560KJ/小时，显热换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：包储能材料吸热换热单元（5），所述储能材料吸热换热单元（5）具有用于供所述高温储能材料流出的第三出口，第三出口上连接有储能材料放热换热单元（3），所述储能材料放热换热单元（3）和储能材料吸热换热单元（5）串联连接，/n储能材料吸热换热单元（5）具有用于供所述低温储能材料流入的第三入口，第三入口上安装有储能材料流量调节器一（2），储能材料放热换热单元（3）的进口与储能材料吸热换热单元（5）的第三出口之间的管路上安装有储能材料流量调节器二（4），储能材料流量调节器一（2）的进口连接至储能材料放热换热单元（3）的出口，形成循环回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：包储能材料吸热换热单元（5），所述储能材料吸热换热单元（5）具有用于供所述高温储能材料流出的第三出口，第三出口上连接有储能材料放热换热单元（3），所述储能材料放热换热单元（3）和储能材料吸热换热单元（5）串联连接，
储能材料吸热换热单元（5）具有用于供所述低温储能材料流入的第三入口，第三入口上安装有储能材料流量调节器一（2），储能材料放热换热单元（3）的进口与储能材料吸热换热单元（5）的第三出口之间的管路上安装有储能材料流量调节器二（4），储能材料流量调节器一（2）的进口连接至储能材料放热换热单元（3）的出口，形成循环回路。


2.根据权利要求1所述的工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：所述储能材料放热换热单元（3）包括能源储存储罐以及与能源储存储罐相配合的多级换热器，多级换热器上具有相互对应的第一入口和第一出口，能源储存储罐上具有相互对应的供所述高温储能材料流入第二入口和供所述低温储能材料流入第二出口，第二入口和第二出口与能源储存储罐内腔相连通，所述第一入口与供水源连通，纯净水通过第一入口进入储能材料放热换热单元（3）内，所述第二出口为所述被加热水蒸汽的出口，连接至蒸汽用户，所述第二入口和第二出口分别连接至储能材料流量调节器二（4）和储能材料流量调节器一（2）。


3.根据权利要求2所述的工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：所述储能材料流量调节器一（2）为循环泵一，用于控制流经所述储能材料吸热换热单元（5）的储能材料流量；
储能材料流量调节器二（4）为循环泵二，用于控制流经所述储能材料放热换热单元（3）的储能材料流量。


4.根据权利要求3所述的工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：所述储能材料流量调节器一（2）与储能材料放热换热单元（3）之间的管路上并联有储能材料补给系统（1），用于向循环系统中补给储能材料，储能材料补给系统（1）的出口上安装有截止阀。


5.根据权利要求4所述的工业高温物料显热系统高效回收装置，其特征在于：所述储能材料吸热换热单元（5）包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗炜，毛万红，
申请(专利权)人：贵州东睿能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52