一种烟气余热回收利用系统及方法技术方案

本申请公开了一种烟气余热回收利用系统，包括排烟管(301)，烟气经所述排烟管依次进入一级换热器(311)、二级换热器(312)和三级换热器(313)释放热量，分别加热一级余热水循环管(401)、二级余热水循(402)环管和三级余热水循环管(403)内的一级、二级和三级余热水；一级余热水经一级余热水循环管进入吸收式热泵发生器(110)降温，二级余热水经二级余热水循环管进入吸收热泵蒸发器(130)降温，三级余热水经三级余热水循环管进入压缩式热泵蒸发器(210)降温；热网水经热网水第一回水管(511)依次进入吸收式热泵进行升温，热网水还经热网水第二回水管(512)进入压缩式热泵进行升温。本申请烟气余热能量梯级利用，更充分地回收热量。更充分地回收热量。更充分地回收热量。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气余热回收利用系统及方法


[0001]本专利技术属于热能回收
，具体为一种烟气余热回收系统及方法。

技术介绍

[0002]近年生物质的消纳利用越来越受到重视，但生物质原料含水量较高，常规生物质热电联产机组其排烟温度在145℃左右，排烟余热中显热损失占燃料低位热值的10％左右，潜热损失约为显热损失的2倍，使得生物质热电联产机组热效率相对较低，能源综合利用率低。若将烟气温度降低露点以下，烟气可放出大量潜热，显著提升余热回收效率。因此，针对生物质烟气余热回收技术成为世界各国研究的热点。
[0003]烟气/水直接接触式传统换热技术，余热利用局限于显热，为了避免发生露点腐蚀，余热回收率低。热泵技术是烟气余热回收利用的主要技术手段。目前主要采用吸收式热泵，但现有的吸收式热泵技术驱动热源温度低时能效过低，热泵驱动热源为高品位能源，不适用于生物质直燃后中低温度的高效回收。且目前国内外没有对生物质烟气余热分级利用，余热回收效率不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种烟气余热回收系统，针对现有吸收式热泵技术驱动热源温度低时能效过低的问题，结合生物质烟气余热能级分布特点，构建中低温烟气余热驱动的多级、多段的热泵循环流程并采用高效的传质换热技术。
[0005]本专利技术的第一目的是提供一种烟气余热回收系统，包括吸收式热泵，压缩式热泵、余热水系统、热网水系统和烟气系统；
[0006]所述烟气系统包括：排烟管，和沿烟气输送方向依次设置在所述排烟管上的一级换热器，二级换热器和三级换热器；
[0007]所述余热水系统包括：一级余热水循环管、二级余热水循环管和三级余热水循环管；所述一级余热水循环管出口与吸收式热泵发生器入口相连，所述吸收式热泵发生器出口与一级余热水循环管入口相连，所述一级余热水循环管的一段管路设置于一级换热器内部；所述二级余热水循环管出口与吸收式热泵蒸发器入口相连，所述吸收式热泵蒸发器出口与二级余热水循环管入口相连，所述二级余热水循环管的一段管路设置于二级换热器内部；所述三级余热水循环管出口与压缩式热泵蒸发器入口相连，所述压缩式热泵蒸发器出口与三级余热水循环管入口相连，所述三级余热水循环管的一段管路设置于三级换热器内部；
[0008]所述热网水系统包括：包括热网水第一回水管和热网水第一供水管，所述热网水第一回水管与吸收式热泵冷凝器入口连接，吸收式热泵冷凝器出口通过热网水第一回水管与吸收式热泵吸收器入口连接，吸收式热泵吸收器出口与热网水供水管连接；还包括热网水第二回水管和热网水第二供水管，所述热网水第二回水管与压缩式热泵冷凝器入口连
接，压缩式热泵吸冷凝器出口与热网水第二供水管连接。
[0009]进一步的，所述吸收式热泵吸收器、吸收式式热泵发生器、吸收式蒸发器和吸收热泵冷凝器为单级或多级串联结构；所述压缩式热泵为单极或多级串联结构。
[0010]进一步的，所述压缩式热泵为多级结构，各级压缩式热泵之间相互串联连接，所述三级余热水循环管依次经过每级压缩式热泵的蒸发器设置，所述热网水第二回水管依次穿过每级压缩式热泵的冷凝器设置。
[0011]进一步的，所述热网水第一回水管和热网水第二回水管通过分水器与热网回水总管出口相连，所述热网水第一供水管和热网水第二供水管通过集水器与热网供水总管入口相连。
[0012]进一步的，所述排烟管上还设置一段排烟管支管，所述排烟管支管入口与二级换热器入口端一侧的排烟管相连，所述排烟管支管出口与二级换热器出口端一侧的排烟管相连。
[0013]进一步的，所述一级换热器、二级换热器和所述三级换热器的换热介质为烟气和水。
[0014]进一步的，所述一级换热器和二级换热器为间壁式换热器，所述三级换热器为浸没式换热器。
[0015]进一步的，所述排烟管入口与生物质锅炉相连。
[0016]进一步的，所述吸收式热泵为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
[0017]本专利技术第二目的是提供一种烟气余热回收利用方法，基于上述的烟气余热回收系统实现，其特征在于，包括：排烟管内的烟气经所述排烟管依次进入一级换热器、二级换热器和三级换热器释放热量，分别加热一级余热水循环管、二级余热水循环管和三级余热水循环管内的一级、二级和三级余热水；一级余热水经一级余热水循环管进入吸收式热泵发生器降温后返回一级换热器再次被加热，二级余热水经二级余热水循环管进入吸收热泵蒸发器降温后返回二级换热器再次被加热，三级余热水经三级余热水循环管进入压缩式热泵蒸发器降温后返回三级换热器再次被加热；热网水经热网水第一回水管依次进入吸收式热泵冷凝器和吸收式热泵吸收器进行升温后汇入热网，热网水还经热网水第二回水管进入压缩式热泵冷凝器进行升温后汇入热网。
[0018]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0019]本申请一种烟气余热回收系统，结合生物质烟气余热能级分布特点，构建中低温烟气余热驱动的多级、多段的热泵循环流程并采用高效的传质换热技术，能量梯级利用，更充分地回收余热热量。降低能源消耗，提升热能利用率。
[0020]本方案的创新点在于针对生物质烟气中含有大量的潜热特性，对生物质烟气采用能级分段回收利用，采用吸收式热泵与压缩式热泵联合作用，其中吸收式热泵机组为多级式热泵串联，压缩式热泵为多级式机组，设置多个压缩式热泵模块单元，每个模块单元串联运行，也可独立运行。最终将烟气从145℃以上降至35℃，近环境排放温度，大大提高了烟气余热回收利用效率。
附图说明
[0021]图1本专利技术一种烟气余热回收利用系统的示意图；
[0022]图2为吸收式热泵示意图；
[0023]图3为压缩式热泵示意图；
[0024]附图标记：
[0025]其中：100、吸收式热泵；200、压缩式热泵；300、烟气系统；400、余热水系统；500、热网水系统；600、分水器；700、集水器；800、生物质锅炉；900、热网用户；110、吸收式热泵发生器；120、吸收式热泵冷凝器；130、吸收式热泵蒸发器；140吸收式热泵吸收器；111、吸收式热泵发生器第一级；112、吸收式热泵发生器第二级；121、吸收式热泵冷凝器第一级；122、吸收式热泵冷凝器第二级；131、吸收式热泵蒸发器第一级；132、吸收式热泵蒸发器第二级；141、吸收式热泵吸收器第一级；142、吸收式热泵吸收器第二级；210、压缩式热泵蒸发器；220、压缩式热泵冷凝器；230、压缩式热泵压缩机；240、压缩式热泵膨胀阀；211、压缩式热泵蒸发器第一级；221、压缩式热泵冷凝器第一级；212、压缩式热泵蒸发器第二级；213、压缩式热泵蒸发器第三级；223、压缩式热泵冷凝器第三级；214、压缩式热泵蒸发器第四级；224、压缩式热泵冷凝器第四级；301、排烟管；302、排烟管支管；311、一级换热器；312、二级换热器；313、三级换热器；401、一级余热水循环管；402、二级余热水循环管；403、三级余热水循环管；511、热网水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气余热回收利用系统，其特征在于，包括吸收式热泵(100)，压缩式热泵(200)、余热水系统(400)、热网水系统(500)和烟气系统(300)；所述烟气系统包括：排烟管(301)和沿烟气输送方向依次设置在所述排烟管上的一级换热器(311)，二级换热器(312)和三级换热器(313)；所述余热水系统包括：一级余热水循环管(401)、二级余热水循环管(402)和三级余热水循环管(403)；所述一级余热水循环管(401)出口与吸收式热泵发生器(110)入口相连，所述吸收式热泵发生器(110)出口与一级余热水循环管(401)入口相连，所述一级余热水循环管(401)的一段管路设置于一级换热器内部；所述二级余热水循环管(402)出口与吸收式热泵蒸发器入口相连，所述吸收式热泵蒸发器(130)出口与二级余热水循环管(402)入口相连，所述二级余热水循环管(402)的一段管路设置于二级换热器内部；所述三级余热水循环管出口与压缩式热泵蒸发器入口相连，所述压缩式热泵蒸发器出口与三级余热水循环管入口相连，所述三级余热水循环管(403)的一段管路设置于三级换热器(313)内部；所述热网水系统包括：包括热网水第一回水管(511)和热网水第一供水管(521)，所述热网水第一回水管(511)与吸收式热泵冷凝器(120)入口连接，吸收式热泵冷凝器(120)出口通过热网水第一回水管(511)与吸收式热泵吸收器(140)入口连接，吸收式热泵吸收器(140)出口与热网水供水管连接；还包括热网水第二回水管(512)和热网水第二供水管(522)，所述热网水第二回水管与压缩式热泵冷凝器入口连接，压缩式热泵冷凝器出口与热网水第二供水管连接。2.根据权利要求1所述一种烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述吸收式热泵吸收器(140)、吸收式热泵发生器(110)、吸收式热泵蒸发器(130)和吸收式热泵冷凝器(120)为单级或多级串联结构；所述压缩式热泵(200)为单极或多级串联结构。3.根据权利要求1所述一种烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述压缩式热泵(200)为多级结构，各级压缩式热泵之间相互串联连接，所述三级余热水循环管(403)依次通过每级压缩式热泵的蒸发器(210)设置，所述热网水第二回水管(512)依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，王震坤，隋海然，田晓霞，张志鑫，陈壹杰，刘菲，许雪楠，冯雨，
申请(专利权)人：吉林宏日新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：