本发明专利技术涉及一种有机朗肯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，采用有机工质回收可燃、易爆、有毒、有腐蚀性或含尘的高温流体及工业生产过程中产生的废水、废汽的余热，通过有机朗肯循环发电机组发电，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过程。本发明专利技术既可用于工业炉窑、电站锅炉、内燃机等烟气的余热回收，也可用于化工厂余热资源的集成利用，经济、社会、环保效益显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机朗肯型工业余热集成回收装置，具体属节能环保
技术介绍
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. O、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(I)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。当利用低温有机工质时，主要设备有蒸发器、汽轮机、冷凝器和正戊烷循环泵。对于低等及中等的焓热，ORC技术比常规的水蒸气朗肯循环有很多优点，主要是在回收显热方面有较高的效率，由于循环中显热/潜热比例不相等，ORC技术中此比例大。因此采用ORC技术比水蒸气循环会回收较多的热量。但ORC技术也有其固有的缺点由于有机工质可能具有可燃、爆炸等特点，在锅炉或工业炉窑尾部烟道利用烟气余热组织ORC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。因此如何结合ORC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。
技术实现思路
本专利技术的目的为解决上述余热回收技术中存在的问题，提出一种有机朗肯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，通过有机朗肯循环发电机组，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水、废汽的余热，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过程，并解决了有机朗肯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。本专利技术的目的是通过以下措施实现的 一种有机朗肯型工业余热集成回收装置，该装置采用有机朗肯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 所述的有机朗肯循环的工质，是指以单一组分的纯物质、或以有机工质为低沸点工质，高沸点工质为吸收剂的混合溶液。所述的有机朗肯循环，是指有机液体3经循环泵4、冷却蒸发器5之冷凝器5-2，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成有机工质过热蒸汽7，送入汽轮机8拖动发电机10发电，汽轮机8出口的乏汽经冷凝器9冷却形成形成有机液体3，再回到循环泵4，从而形成有机朗肯循环回路。所述的冷却蒸发器5还包括蒸发器5-1，其中蒸发器5-1与冷凝器5-2采用分体式布置方式，蒸发器5-1与流道20中的高温流体I直接接触，冷凝器5-2布置于流道20外；高温流体I与有机液体3采用分离式换热方式，通过相变工质实现热量的传递相变工质在蒸发器5-1中吸收高温流体I的热量产生蒸汽，蒸汽送入冷凝器5-2经有机液体3冷却后，形成的凝结液再回到蒸发器5-1吸收高温流体I的热量产生蒸汽，从而形成相变工质的内循环回路。所述的相变换热器6包括蒸发器6-1、冷凝器6-2，其中蒸发器6_1与冷凝器6_2采用分体式布置方式，蒸发器6-1与流道20中的高温流体I直接接触，冷凝器6-2布置于流道20外；高温流体I与冷却蒸发器5产生的有机工质蒸汽采用分离式换热方式，通过相变工质实现热量的传递相变工质在蒸发器6-1中吸收高温流体I的热量产生蒸汽，蒸汽送入冷凝器6-2并经冷却蒸发器5产生的有机工质蒸汽冷却后，形成的凝结液再回到蒸发器6-1吸收高温流体I的热量产生蒸汽,从而形成相变工质的内循环回路。所述的相变工质采用水或其他适宜的物质，相变工质在冷却蒸发器5、相变换热器6中采用自然循环或强制循环方式。所述的高温流体I包括但不限于可燃、易爆、有毒、有腐蚀性或含尘的高温流体。设有与冷凝器5-2并联的蒸发器15，用于回收蒸汽余热蒸汽16经蒸发器15成为凝结水17排出；有机液体3经循环泵4、蒸发器15，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成有机工质过热蒸汽7，送入汽轮机8拖动发电机10发电，有机工质为多组分时，蒸发器15产生的贫液经返流管线13回到冷凝器9，汽轮机8出口的乏汽经冷凝器9冷却形成有机液体3，再回到循环泵4，从而形成有机朗肯循环回路。设有与冷凝器5-2并联的蒸发器14，用于回收汽轮机8出口乏汽的余热汽轮机8出口的乏汽经蒸发器14、冷凝器9，形成有机液体3 ;有机液体3经循环泵4、蒸发器14，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成有机工质过热蒸汽7,送入汽轮机8拖动发电机10发电；有机工质如为多组分时,蒸发器14产生的贫液经返流管线13回到冷凝器9，汽轮机8出口的乏汽经蒸发器14、冷凝器9冷却形成有机液体3，再回到循环泵4，从而形成有机朗肯循环回路。设有乏汽回热器11 :汽轮机8出来的乏汽经乏汽回热器11、冷凝器9形成有机液体3 ;有机液体3经循环泵4、冷却蒸发器5之冷凝器5-2、或和蒸发器14、或和蒸发器15，产生的有机工质蒸汽经乏汽回热器11、有机工质蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成的有机工质过热蒸汽7经汽轮机8拖动发电机10发电，出来的乏汽再进入乏汽回热器11，从而形成有机朗肯循环回路。有机工质为多组分时，设有回热器12 :有机液体3经循环泵4、回热器12、冷却蒸发器5之冷凝器5-2、或和蒸发器14、蒸发器15，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线19、相变换热器6之冷凝器6-2，形成的有机工质过热蒸汽7经汽轮机8拖动发电机10发电，冷却蒸发器5、或和蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机朗肯型工业余热集成回收装置，包括高温流体(1)降温回路及有机朗肯循环回路，其特征在于：所述的有机朗肯循环，是指有机液体（3）经循环泵（4）、冷却蒸发器（5）之冷凝器（5?2），产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线（19）、相变换热器（6）之冷凝器（6?2），形成有机工质过热蒸汽（7），送入汽轮机（8）拖动发电机（10）发电，汽轮机（8）出口的乏汽经冷凝器（9）冷却形成有机液体（3），再回到循环泵（4），从而形成有机朗肯循环回路；高温流体（1）经相变换热器（6）之蒸发器（6?1）、蒸发器（5?1）降温后排出。
【技术特征摘要】
1.一种有机朗肯型工业余热集成回收装置，包括高温流体(I)降温回路及有机朗肯循环回路，其特征在于: 所述的有机朗肯循环，是指有机液体(3)经循环泵(4)、冷却蒸发器(5)之冷凝器(5-2)，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线(19)、相变换热器(6)之冷凝器(6-2)，形成有机工质过热蒸汽(7 )，送入汽轮机(8 )拖动发电机(10 )发电，汽轮机(8 )出口的乏汽经冷凝器(9)冷却形成有机液体(3)，再回到循环泵(4)，从而形成有机朗肯循环回路； 高温流体(I)经相变换热器(6 )之蒸发器(6-1)、蒸发器(5-1)降温后排出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于: 设有与冷凝器(5-2)并联的蒸发器(14):汽轮机(8)出口的乏汽经蒸发器(14)、有机工质冷凝器(9)，形成有机液体(3);有机液体(3)经循环泵(4)、蒸发器(14)，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线(19)、相变换热器(6)之冷凝器￠-2)，形成有机工质过热蒸汽(7)，送入汽轮机(8)拖动发电机(10)发电，汽轮机(8)出口的乏汽经蒸发器(14)、有机工质冷凝器(9)冷却形成有机液体(3)，再回到循环泵(4)，从而形成有机朗肯循环回路。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于: 设有与冷凝器(5-2)并联的蒸发器(15):蒸汽(16)经蒸发器(15)成为凝结水(17)排出；有机液体(3)经循环泵(4)、蒸发器(15)，产生的有机工质蒸汽经有机工质蒸汽管线(19)、相变换热器(6)之冷凝器￠-2)，形成有机工质过热蒸汽(7)，送入汽轮机(8)拖动发电机(10)发电，汽轮机⑶出口的乏汽经有机工质冷凝器(9)冷却形成有机液体(3)，再回到循环泵(4)，从而形成有机朗肯循环回路。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于: 设有与冷凝器(6-2)并联的过热器(17):蒸汽(16)经过热器(17)、蒸发器(15)成为凝结水(17)排出；有机液体(3)经循环泵(4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，
申请(专利权)人：南京瑞柯徕姆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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