CN103672835B - 一种热湿气体能量回收高温产热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，包括：内部布置有吸收换热管的一级吸收器和二级吸收器；内部布置有供热管的一级发生器和二级发生器；一级吸收器的液体吸收剂出口连接二级吸收器的液体吸收剂进口，二级吸收器的液体吸收剂出口连接一级发生器的液体吸收剂进口，一级发生器的液体吸收剂出口连接二级发生器的液体吸收剂进口，二级发生器的液体吸收剂出口连接一级吸收器的液体吸收剂进口；且二级吸收器与二级发生器之间通过蒸汽管道相通，二级发生器向二级吸收器输送蒸汽；一级发生器带有向外输送蒸汽的蒸汽出口，一级吸收器设有热湿气体进口和出口。本发明利用液体吸收剂吸收湿热废气中的水蒸气，并将其转化为较高温度和较高压力下的蒸汽供工业生产过程使用。

Description

一种热湿气体能量回收高温产热系统

技术领域

本发明属于废热回收领域，具体是涉及一种热湿气体能量回收高温产热系统。

背景技术

工业领域为社会创造巨大财富的同时耗能巨大，因此提高能源利用效率，降低单位产能能耗，显得尤为重要。在食品加工、印染、造纸、木材、化工、制药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，所包含的潜热的量是巨大的。如果直接将其排向大气，则会浪费大量的能源和污染环境。传统回收潜热的方式多为冷却回收，利用间壁式换热器，将排气与冷却介质进行换热，以达到回收热量的目的。但由于受到露点的限制，当回收温度较高时，废气中的水蒸气无法结露，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

本发明提供了一种热湿气体能量回收高温产热系统，用于回收热湿废气中的热量，尤其是大量潜热。相对于传统的热回收方式，该系统能在较高温度下回收废气中的潜热，因此大大提高了热回收效率及产热品质。

一种热湿气体能量回收高温加热系统，包括：

内部布置有吸收换热管的一级吸收器和二级吸收器；

内部布置有供热管的一级发生器和二级发生器；

所述一级吸收器的液体吸收剂出口连接所述二级吸收器的液体吸收剂进口，所述二级吸收器的液体吸收剂出口连接所述一级发生器的液体吸收剂进口，所述一级发生器的液体吸收剂出口连接所述二级发生器的液体吸收剂进口，所述二级发生器的液体吸收剂出口连接所述一级吸收器的液体吸收剂进口；且所述二级吸收器与所述二级发生器之间通过蒸汽管道相通，所述二级发生器向所述二级吸收器输送蒸汽；所述一级发生器带有向外输送蒸汽的蒸汽出口，所述的一级吸收器设有热湿气体进口和出口。

本发明所述的热湿气体能量回收高温产热系统利用液体吸收剂吸收热湿废气中的水蒸气，将热量在较高温度下释放；释放的潜热传递给布置于吸收器内的吸收换热管，吸收换热管内的工作流体可为水、气体或其他需要被加热的物质。吸湿并放热后的液体吸收剂利用外热源再生，再生的热源由供热管提供；再生过程中液体吸收剂释放蒸汽；这部分蒸汽的压力取决于发生温度及液体吸收剂再生后的浓度，为得到较高压力的蒸汽便于直接使用于工业生产过程中，本系统采用两级吸收和两级再生的方式，扩大系统中液体吸收剂的浓度差：降低一次发生过程中液体吸收剂的浓度，提高液体吸收剂释放的水蒸气的压力，通过二次再生，提高一次吸收过程中液体吸收剂的浓度，扩大液体吸收剂与湿热废气的水蒸气分压力差，提高回收效率。

本发明所述的热湿气体能量回收高温产热系统是液体吸收剂与湿热废气间发生的传热传质过程以及液体吸收剂与所述的吸收换热管、供热管发生的传热过程的装置。

所述的一级吸收器中的传质推动力为热湿废气中的水蒸气的分压与液体吸收剂表面的饱和蒸气压之差，浓度高的液体吸收剂的饱和蒸气压较低，当与热湿废气接触时，由于热湿废气中的水蒸气分压高于液体吸收剂的饱和蒸气压，水蒸气由热湿废气向液体吸收剂传递，被液体吸收剂吸收，释放吸收热，热量回收温度取决于液体吸收剂的浓度和吸收压力。随着传质过程的进行，液体吸收剂因吸收了水蒸气被稀释，同时温度升高，液体吸收剂的水蒸气分压力提高，吸收能力下降；在传热推动力的作用下，液体吸收剂与吸收换热管内的工作流体进行热交换，提高液体吸收剂的吸收能力；所述吸收换热管内的工作流体为气体、水、或其他需要被加热的物质；优选的，所述吸收换热管内的工作流体为水，水因吸收液体吸收剂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，水变为蒸汽，产生的蒸汽可用于工业生产过程。

所述的二级吸收器的作用在于继续降低液体吸收剂的浓度，以使一级发生过程中液体吸收剂释放的水蒸气压力更高，可直接用于工业生产过程。二级吸收器中的蒸汽来自二级发生器中液体吸收剂释放的水蒸气，二级吸收器的压力与二级发生器的压力相同。与一级吸收器类似，吸收热量用于加热吸收换热管内的工作流体。

所述一级吸收器和二级吸收器为降膜式吸收器，降膜式吸收器中的降膜管用作吸收换热管。工作流体在降膜管内部流动，工作流体与管壁进行热交换。液体吸收剂进入吸收器，沿着降膜管外下降，下降过程中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。为了强化液体吸收剂与废气的传热传质效果，可在降膜管壁面增加波纹或其他强化措施。

所述供热管的热源包括蒸汽和/或电加热和/或热泵系统；优选为蒸汽加热；

所述的一级吸收器、二级吸收器、一级发生器、二级发生器中液体吸收剂的喷淋可采用循环喷淋的方式，以更好地实现吸收和再生的效果。

所述的热湿气体能量回收高温产热系统，液体吸收剂在整个系统中循环，对热回收效率，系统的COP等有重要的影响。所述的液体吸收剂一般要满足以下条件：

（1）饱和蒸气压随浓度变化大：浓度较高时，液体吸收剂的饱和蒸气压低，与热湿废气形成水蒸气分压差，有利于吸收水蒸气；吸收结束后浓度降低，饱和蒸气压升高，再生出来的蒸汽压力高；

（2）再生温度低，保证再生无需高品位热源输入；

（3）除湿剂中的溶质饱和蒸气压低，不易挥发；

（4）无毒、化学稳定性好；

（5）其他，例如，价格低廉，容易获得。

根据上述要求，本发明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。

所述的盐水溶液为溴化锂水溶液、氯化锂水溶液、硝酸锂水溶液、氯化钙水溶液中的一种或多种。优选为除湿效果好的溴化锂水溶液。

所述离子液体水溶液优选为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Emim][BF₄]）水溶液和氯代1-乙基－3-甲基咪唑（[Emim]Cl）水溶液的一种或多种。

所述一级吸收器、二级吸收器的液体吸收剂出口均设有溶液泵，所述一级吸收器的液体吸收剂出口为第一溶液泵，所述二级吸收器的液体吸收剂出口为第二溶液泵；所述一级发生器、二级发生器的液体吸收剂出口均设有节流阀，所述一级发生器的液体吸收剂出口为第一节流阀，所述二级发生器的液体吸收剂出口为第二节流阀。溶液泵的作用在于泵送液体吸收剂，为防止溶液泵被液体吸收剂所腐蚀，所述溶液泵为耐腐蚀泵。节流阀的作用在于减压。

作为一种方案，其具体连接方式为：

吸收换热管包括布置于一级吸收器和二级吸收器中的第一吸收换热管和第二吸收换热管；供热管包括布置于一级发生器和二级发生器中的第一供热管和第二供热管，节流阀包括连接于一级发生器和二级发生器之间、二级发生器和一级吸收器之间的第一节流阀、第二节流阀；溶液泵包括连接于一级吸收器和二级吸收器之间、二级吸收器和一级发生器之间的第一溶液泵、第二溶液泵；一级发生器的液体吸收剂出口连接第一节流阀的进口，第一节流阀出口连接二级发生器的液体吸收剂进口，二级发生器的液体吸收剂出口连接第二节流阀的进口，第二节流阀的出口连接一级吸收器的液体吸收剂进口；一级吸收器的液体吸收剂出口连接第一溶液泵的进口、第一溶液泵的出口连接二级吸收器的液体吸收剂进口，二级吸收器的液体吸收剂出口连接第二溶液泵的进口，第二溶液泵的出口连接一级发生器的液体吸收剂进口，如此循环为系统的溶液循环。第一供热管和第二供热管可各自独立，也可由同一供热管提供热源。

作为另一种方案，所述系统还设有溶液换热器，所述二级吸收器的液体吸收剂出口与所述一级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第一换热管路，所述二级发生器的液体吸收剂出口与所述一级吸收器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第二换热管路。所述第二换热管路为高温管路，第一换热管路为低温管路。

其具体连接方式为：一级发生器的液体吸收剂出口连接第一节流阀的进口，第一节流阀出口连接二级发生器的液体吸收剂进口，二级发生器的液体吸收剂出口连接第二节流阀的进口，第二节流阀的出口连接溶液换热器的高温管路液体吸收剂进口，高温管路液体吸收剂出口连接一级吸收器的液体吸收剂进口；一级吸收器的液体吸收剂出口连接第一溶液泵的进口、第一溶液泵的出口连接二级吸收器的液体吸收剂进口，二级吸收器的液体吸收剂出口连接第二溶液泵的进口，第二溶液泵的出口连接溶液换热器低温管路液体吸收剂进口，溶液换热器低温管路液体吸收剂出口连接一级发生器的液体吸收剂进口，如此循环为系统的溶液循环。

作为优选，所述一级发生器的供热管连接有第一换热器，由于一级发生器的发生温度较高，供热管内的工作介质在出口处温度仍然较高，所述的第一换热器可通过将换热管内的介质与供热管内的介质间接换热得到部分所需的高温蒸汽，以提高对一级发生器内的工作介质的能量利用。

作为另一种方案，所述系统还设有溶液换热器，所述一级发生器的液体吸收剂出口与所述二级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第一换热管路，所述第二吸收器的液体吸收剂出口与所述一级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第二换热管路。所述第一换热管路为高温管路，所述第二换热管路为低温管路。

其连接方式为：一级发生器的液体吸收剂出口连接第一节流阀的进口，第一节流阀出口连接溶液换热器高温管路液体吸收剂进口，溶液换热器高温管路液体吸收剂出口连接二级发生器的液体吸收剂进口，二级发生器的液体吸收剂出口连接第二节流阀的进口，第二节流阀的出口连接一级吸收器的液体吸收剂进口；一级吸收器的液体吸收剂出口连接第一溶液泵的进口、第一溶液泵的出口连接二级吸收器的液体吸收剂进口；二级吸收器的液体吸收剂出口连接第二溶液泵的进口，第二溶液泵的出口连接溶液换热器低温管路液体吸收剂进口，溶液换热器低温管路液体吸收剂出口连接一级发生器的液体吸收剂进口，如此循环为系统的溶液循环。

所述的溶液换热器的作用在于降低进入一级吸收器的溶液温度，以利于水蒸气的吸收过程；同时升高进入一级发生器的溶液温度，减少一级发生器的能量消耗。所述的溶液换热器为板翅式换热器或壳管式换热器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明利用液体吸收剂吸收湿热废气中的水蒸气，从而在较高温度下回收湿热废气中的潜热，并将其转化为较高温度和较高压力下的蒸汽供工业生产过程使用。这种回收方式明显提高了热回收效率和产热品质。

2）本发明结构简单，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为本发明热湿气体能量回收高温产热系统的一种实施方式的流程示意图；

图2为带溶液换热器的热湿气体能量回收高温产热系统的流程示意图；

图3为带溶液换热器的热湿气体能量回收高温产热系统的另一种流程示意图；

图4为带循环喷淋的热湿气体能量回收高温产热系统的流程示意图；

图5为本发明热湿气体能量回收高温产热系统的另一种实施方式的流程示意图；

其中，1、一级吸收器；2、二级吸收器；3、一级发生器；4、二级发生器；5、第一吸收换热管；6、第二吸收换热管；7、第一供热管；8、第二供热管；9、风机；10、第一溶液泵；11、第二溶液泵；12、第一节流阀；13、第二节流阀；14、溶液换热器；15、第一换热器；16、第二换热器；17、第三吸收换热管；18、第四吸收换热管。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，实施例1中热湿气体能量回收高温产热系统包括一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4、第一吸收换热管5、第二吸收换热管6、第一供热管7、第二供热管8、风机9、第一溶液泵10、第二溶液泵11、第一节流阀12和第二节流阀13。

系统采用的液态吸收剂为溴化锂水溶液，吸收换热管中的工作流体为水；供热管的外热源为蒸汽；溴化锂水溶液在一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4中循环流动。气体经风机14、一级吸收器1的气体进口、一级吸收器1的气体出口完成气体回路。第一供热管7、第二供热管8分别在一级发生器3、二级发生器4中提供热源，各自独立。第一吸收换热管5、第二吸收换热管6分别布置于一级吸收器1、二级吸收器2中，各吸收换热管中产生的高温热水或蒸汽通入同一管道中被收集；各供热管中的热水由同一热水管道供给，各供热管的进口设调节阀调节流量。一级发生器3的液体吸收剂出口连接第一节流阀12的进口，第一节流阀12出口连接二级发生器4的液体吸收剂进口，二级发生器4的液体吸收剂出口连接第二节流阀13的进口，第二节流阀13的出口连接一级吸收器1的液体吸收剂进口；一级吸收器1的液体吸收剂出口连接第一溶液泵10的进口、第一溶液泵10的出口连接二级吸收器2的液体吸收剂进口，二级吸收器2的液体吸收剂出口连接第二溶液泵11的进口，第二溶液泵11的出口连接一级发生器3的液体吸收剂进口，组成系统的溶液循环。二级吸收器2与二级发生器4之间通过蒸汽管道相通，二级发生器4向二级吸收器2输送蒸汽。一级发生器3带有向外输送蒸汽的蒸汽出口。

实施例2

如图2所示，实施例2中热湿气体能量回收高温产热系统包括一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4、第一吸收换热管5、第二吸收换热管6、第一供热管7、第二供热管8、风机9、第一溶液泵10、第二溶液泵11、第一节流阀12、第二节流阀13和溶液换热器14。溶液换热器14包括第一换热管路（低温管路）和第二换热管路（高温管路）。

系统采用的液态吸收剂为溴化锂水溶液，吸收换热管中的工作流体为水；供热管的外热源为蒸汽；溴化锂水溶液在一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4中循环流动。气体经风机14、一级吸收器1的气体进口、一级吸收器1的气体出口完成气体回路。第一供热管7、第二供热管8分别在一级发生器3、二级发生器4中提供热源，各自独立。第一吸收换热管5、第二吸收换热管6分别布置于一级吸收器1、二级吸收器2中，各吸收换热管中产生的高温热水或蒸汽通入同一管道中被收集；各供热管的热水由同一热水管道供给，各供热管的进口设调节阀调节流量。一级发生器3的液体吸收剂出口连接第一节流阀12的进口，第一节流阀12出口连接二级发生器4的液体吸收剂进口，二级发生器4的液体吸收剂出口连接第二节流阀13的进口，第二节流阀13的出口连接溶液换热器14的高温管路液体吸收剂进口，高温管路液体吸收剂出口连接一级吸收器1的液体吸收剂进口；一级吸收器1的液体吸收剂出口连接第一溶液泵10的进口、第一溶液泵10的出口连接二级吸收器2的液体吸收剂进口，二级吸收器2的液体吸收剂出口连接第二溶液泵11的进口，第二溶液泵11的出口连接溶液换热器14低温管路液体吸收剂进口，溶液换热器14低温管路液体吸收剂出口连接一级发生器3的液体吸收剂进口，如此组成系统的溶液循环。二级吸收器2与二级发生器4之间通过蒸汽管道相通，二级发生器4向二级吸收器2输送蒸汽。一级发生器3带有向外输送蒸汽的蒸汽出口。

实施例3

如图3所示，实施例3中热湿气体能量回收高温产热系统包括一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4、第一吸收换热管5、第二吸收换热管6、第一供热管7、第二供热管8、风机9、第一溶液泵10、第二溶液泵11、第一节流阀12、第二节流阀13和溶液换热器14。溶液换热器包括第一换热管路（又名为低温管路）和第二换热管路（又名为高温管路）。本实施例与实施例2系统的区别在于溶液换热器14的布置位置不同，在本实施例中，二级吸收器2的液体吸收剂出口与一级发生器3的液体吸收剂进口连成溶液换热器14的第一换热管路（低温管路），二级发生器4的液体吸收剂出口与一级吸收器1的液体吸收剂进口连成溶液换热器14的第二换热管路（高温管路）。

系统采用的液态吸收剂为溴化锂水溶液，吸收换热管中的工作流体为水；供热管的外热源为蒸汽；溴化锂水溶液在一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4中循环流动。气体经风机14、一级吸收器1的气体进口、一级吸收器1的气体出口完成气体回路。第一供热管7、第二供热管8分别在一级发生器3、二级发生器4中提供热源，各自独立。第一吸收换热管5、第二吸收换热管6分别布置于一级吸收器1、二级吸收器2中，各吸收换热管中产生的高温热水或蒸汽通入同一管道中被收集；各供热管的热水由同一热水管道供给，各供热管的进口设调节阀调节流量。一级发生器3的液体吸收剂出口连接第一节流阀12的进口，第一节流阀12出口连接溶液换热器14高温管路液体吸收剂进口，溶液换热器14高温管路液体吸收剂出口连接二级发生器4的液体吸收剂进口，二级发生器4的液体吸收剂出口连接第二节流阀13的进口，第二节流阀13的出口连接溶液换热器14的高温管路液体吸收剂进口，高温管路液体吸收剂出口连接一级吸收器1的液体吸收剂进口；一级吸收器1的液体吸收剂出口连接第一溶液泵10的进口、第一溶液泵10的出口连接二级吸收器2的液体吸收剂进口，二级吸收器2的液体吸收剂出口连接第二溶液泵11的进口，第二溶液泵11的出口连接溶液换热器14低温管路液体吸收剂进口，溶液换热器14低温管路液体吸收剂出口连接一级发生器3的液体吸收剂进口，组成系统的溶液循环。二级吸收器2与二级发生器4之间通过蒸汽管道相通，二级发生器4向二级吸收器2输送蒸汽。一级发生器3带有向外输送蒸汽的蒸汽出口。

实施例4

如图4所示，图4为带循环喷淋的热湿气体能量回收高温产热系统，本实施例系统是在图1所示系统的基础上，一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4全部带有循环喷淋，即一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4的底部各自带有与各自顶部连通的管路，以将底部溶液往顶部输送，实现底部溶液循环喷淋,循环喷淋能够更好地实现吸收和再生的效果。

实施例5

如图5所示，热湿气体能量回收高温产热系统包括一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4、第一吸收换热管5、第二吸收换热管6、第一供热管7、第二供热管8、风机9、第一溶液泵10、第二溶液泵11、第一节流阀12、第二节流阀13、溶液换热器14、第一换热器15、第二换热器16、第三吸收换热管17、第四吸收换热管18。

系统采用的溶液为溴化锂水溶液，吸收换热管中为水；供热管的外热源为蒸汽；溶液在一级吸收器1、二级吸收器2、一级发生器3、二级发生器4中循环流动。气体经风机9、第一换热器15的气体进口、第一换热器15的气体出口完成气体回路。第一供热管7、第二供热管8分别在一级发生器3、二级发生器4中提供热源，各自独立。第一吸收换热管5、第二吸收换热管6、第三吸收换热管17、第四吸收换热管18分别布置于第一换热器15、一级吸收器1、二级吸收器2、第二换热器16中，各吸收换热管中产生的高温热水或蒸汽通入同一管道中被收集；各供热管的热水由同一热水管道供给，各供热管的进口设调节阀调节流量。一级发生器3的液体吸收剂出口连接第一节流阀12的进口，第一节流阀12出口连接二级发生器4的液体吸收剂进口，二级发生器4的液体吸收剂出口连接第二节流阀13的进口，第二节流阀13的出口连接溶液换热器14的高温管路液体吸收剂进口（即浓液体吸收剂进口），高温管路液体吸收剂出口（即浓液体吸收剂出口）连接一级吸收器1的液体吸收剂进口；一级吸收器1的液体吸收剂出口连接第一溶液泵10的进口、第一溶液泵10的出口连接二级吸收器2的液体吸收剂进口，二级吸收器2的液体吸收剂出口连接第二溶液泵11的进口，第二溶液泵11的出口连接溶液换热器14的低温管路液体吸收剂进口（即稀液体吸收剂进口），溶液换热器14低温管路液体吸收剂出口（即稀液体吸收剂出口）连接一级发生器3的液体吸收剂进口，组成系统的溶液循环。二级吸收器2与二级发生器4之间通过蒸汽管道相通，二级发生器4向二级吸收器2输送蒸汽。一级发生器3带有向外输送蒸汽的蒸汽出口。

在该系统中，处理的湿热废气压力为0.26MPa，温度为180℃，流量34t/h；选用的动力蒸汽压力0.9MPa的饱和蒸汽；产汽用热水98℃。在实际运行过程中，系统要求产生的蒸汽的温度决定了系统液体吸收剂的再生浓度，而液态吸收剂的吸收浓度对应着一级吸收器中的传质压差。吸收的浓度越高，湿热废气中越多的水蒸气被液态吸收剂所吸收，回收的热量就越多，同时消耗的再生热源动力蒸汽的量也越大；由此可以看出系统吸收剂的浓度差对系统的热回收效率，以及系统的性能参数有很大的影响。而系统的浓度差是通过调节系统二级发生器的发生压力来调节的，因此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。

表1.二级发生器的发生压力对系统的影响

表1中一级吸收器吸收浓度的定义：液体吸收剂的溶质（溴化锂）质量除以液体吸收剂的总质量；热回收率的定义为：第一吸收器中回收的热量除以第一吸收器中输入的热湿废气的总能量；系统COP的定义为：系统输出蒸汽的能量除以一级、二级再生器中输入的高温蒸汽的总能量。

从表1中可以看出，该系统在实施例中在给定的工作条件下，二级发生器的发生压力有与之对应的一级吸收器的吸收浓度，当二级发生压力上升时，一级吸收器的吸收浓度减小，在一级吸收器中吸收湿热废气中的水分量也随之减小，同时消耗的动力蒸汽量亦呈下降趋势，但是下降的趋势越来越平缓，当发生压力增大到一定值时，动力蒸汽消耗量不再随二级发生压力的增大而增加。这是因为当二级发生压力继续升高时，其所产生的液态吸收剂的浓度已经很低，在开式吸收器中的吸收能力有限。那么系统的热回收效率就较小。并且随二级发生压力的增大，系统产生的新蒸汽量呈先增加后减小的趋势。根据表1，该系统实施例中给定的工作条件下，当二级发生器的发生压力为0.204MPa时，为最优运行工况点，下面给出在该发生压力下系统的运行参数。

表2.系统运行参数

表2中，蒸汽质量变化定义为系统每一部件中输出与输入蒸汽质量的差值。

从表2中可以得出，该系统消耗动力蒸汽量21.66t/h；产生饱和蒸汽量29.61t/h，得到的产生新蒸汽量8.23t/h，系统COP为1.45。

系统内各容器中液体吸收剂的状态参数如表3所示：

表3.系统溶液状态参数

Claims (8)

1.一种热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，包括：

内部布置有吸收换热管的一级吸收器和二级吸收器；

内部布置有供热管的一级发生器和二级发生器；

所述一级吸收器的液体吸收剂出口连接所述二级吸收器的液体吸收剂进口，所述二级吸收器的液体吸收剂出口连接所述一级发生器的液体吸收剂进口，所述一级发生器的液体吸收剂出口连接所述二级发生器的液体吸收剂进口，所述二级发生器的液体吸收剂出口连接所述一级吸收器的液体吸收剂进口；且所述二级吸收器与所述二级发生器之间通过蒸汽管道相通，所述二级发生器向所述二级吸收器输送蒸汽；所述一级发生器带有向外输送蒸汽的蒸汽出口，所述的一级吸收器设有热湿气体进口和出口；

所述一级吸收器、二级吸收器的液体吸收剂出口均设有溶液泵；所述一级发生器、二级发生器的液体吸收剂出口均设有节流阀；

节流阀包括连接于一级发生器和二级发生器之间、二级发生器和一级吸收器之间的第一节流阀、第二节流阀；溶液泵包括连接于一级吸收器和二级吸收器之间、二级吸收器和一级发生器之间的第一溶液泵、第二溶液泵；一级发生器的液体吸收剂出口连接第一节流阀的进口，第一节流阀出口连接二级发生器的液体吸收剂进口，二级发生器的液体吸收剂出口连接第二节流阀的进口，第二节流阀的出口连接一级吸收器的液体吸收剂进口；一级吸收器的液体吸收剂出口连接第一溶液泵的进口、第一溶液泵的出口连接二级吸收器的液体吸收剂进口，二级吸收器的液体吸收剂出口连接第二溶液泵的进口，第二溶液泵的出口连接一级发生器的液体吸收剂进口；

第一供热管、第二供热管分别在一级发生器、二级发生器中提供热源，各自独立；第一吸收换热管、第二吸收换热管分别布置于一级吸收器、二级吸收器中，各吸收换热管中产生的高温热水或蒸汽通入同一管道中被收集。

2.根据权利要求1所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述一级吸收器和二级吸收器为降膜式吸收器，降膜式吸收器中的降膜管用作吸收换热管。

3.根据权利要求1或2所述的热湿气体能量回收高温产热系统，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。

4.根据权利要求3所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述的盐水溶液为溴化锂水溶液、氯化锂水溶液、硝酸锂水溶液、氯化钙水溶液中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述离子液体水溶液优选为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液和氯代1-乙基－3-甲基咪唑水溶液的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述系统还设有溶液换热器，所述一级发生器的液体吸收剂出口与所述二级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第一换热管路，所述二级吸收器的液体吸收剂出口与所述一级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第二换热管路。

7.根据权利要求1所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述系统还设有溶液换热器，所述二级吸收器的液体吸收剂出口与所述一级发生器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第一换热管路，所述二级发生器的液体吸收剂出口与所述一级吸收器的液体吸收剂进口连成该溶液换热器的第二换热管路。

8.根据权利要求6或7所述的热湿气体能量回收高温产热系统，其特征在于，所述的溶液换热器为板翅式换热器、壳管式换热器。