CN110966788B - 一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，包括油箱、循环泵、液力射流器、换热器和冷凝水箱，余热利用方法包括：a).抽入低压蒸气，在液力射流器内部形成低压，将低压蒸气从进气道抽入；b).增加低压蒸气的温度、压力；c).热量交换，实现低压蒸气余热和蒸气气化潜热的利用；d).冷凝式分离，冷凝水进入冷凝水箱并排出系统，导热油进入循环泵循环使用。本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，采用液力射流方式抽取并压缩低压蒸气，适用于机械压缩方式受限制的环境，比如易引起爆炸、火灾、粉尘损坏等的场合；可实现低压蒸气潜热回收，降低工艺运行成本；设备成本低，运行维护简单。

Description

一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法
技术领域
本发明涉及一种余热利用方法，更具体的说，尤其涉及一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法。
背景技术
目前，热泵和机械蒸气再压缩(MVR)是实现潜热节约的可能技术方法。热泵从二次蒸气中泵送废热，以加热干燥介质。关于真空热泵干燥的文献综述仅揭示了一些研究工作。在通过再压缩增加温度和压力后，MVR将再压缩的二次蒸气作为热源送入干燥器。尽管在蒸发和结晶领域广泛使用，但机械蒸气再压缩（MVR）在真空干燥中的应用甚至是空白的。在机械蒸气再压缩的基础上，提出了真空干燥的二次蒸气潜热回收设计。考虑到爆炸、火灾、粉尘损坏等因素，采用液力射流方式对干燥器进行抽空并压缩二次蒸气。为了将升级后的二次蒸气潜热传递到干燥的热源，采用了连接液体箱和干燥器。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，通过导热油采用液力射流的方式排出系统废气（余热）。废气（余热）通过再压缩的方式将其温度和压力提高，通过热管输送到真空干燥机（或其他热用户）作为热源。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，余热提质系统包括油箱、循环泵、液力射流器、换热器和冷凝水箱，油箱中存储有导热油，液力射流器上设有进气道，油箱的出口与循环泵的进口相通，循环泵的出口与液力射流器的液体进口相通，液力射流器的进气道与余热待利用的低压蒸气相通，液力射流器的出口与油箱的进口相通；循环泵驱动导热油在液力射流器中流动的过程中，液力射流器中产生的低压将低压蒸气抽入，低压蒸气由进气道至液力射流器出口过程中，循环泵压缩低压蒸气做功使其温度、压力升高；
换热器设置于油箱中，冷凝水箱与油箱相连接，温度、压力升高后的低压蒸气进入油箱中与导热油及换热器中的介质进行热交换，实现低压蒸气的余热和气化潜热的利用，由换热器输出品位提高后的热能。
其特征在于，余热利用方法通过以下步骤来实现：
a).抽入低压蒸气，循环泵作为动力驱使导热油循环流动，导热油流经液力射流器时，在液力射流器内部形成低压，将低压蒸气从进气道抽入；
b).增加低压蒸气的温度、压力，被液力射流器抽入的低压蒸气从进气道流至液力射流器出口的过程中，循环泵压缩低压蒸气做功，使低压蒸气的温度、压力增加；
c).热量交换，导热油、低压蒸气流经油箱底部的换热器过程中，与换热器中流经的介质进行热交换，实现低压蒸气余热和蒸气气化潜热的利用，将低品位的低压蒸汽转化为较高品位的热能；
d).冷凝式分离，冷凝水进入冷凝水箱并排出系统，导热油进入循环泵循环使用。
本发明的有益效果是：本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，通过循环泵驱使导热油循环流动，导热油流经液力射流器使进气道产生低压，将低压蒸气抽入液力射流器，低压蒸气在进气道流至液力射流器出口过程中，循环泵对低压蒸气做功，使低压蒸气的压力、温度增加；低压蒸气、导热油在油箱中与换热器发生热交换，低压蒸气的余热、气化潜热传导给换热器中的介质，实现了低压蒸气余热转化为较高品位热能输出，以便重新利用（如送入干燥器）。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，所述油箱中设置有降低系统启动时的初始粘度以及补偿运行过程中热损失的电加热器（6）。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，所述导热油的沸点大于150℃。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，循环泵消耗的电能在对导热油做功的过程中，转化为导热油的热能，使导热油的温度升高。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，采用液力射流方式抽取并压缩低压蒸气，适用于机械压缩方式受限制的环境，比如易引起爆炸、火灾、粉尘损坏等的场合；可实现低压蒸气潜热回收，降低工艺运行成本；设备成本低，运行维护简单。
附图说明
图1为本发明中液力射流器的结构示意图；
图2为本发明的基于液力射流的余热提质系统的结构原理图。
图中：1液力射流器，2循环泵，3油箱，4冷凝水箱，5换热器，6电加热器，7进气道。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明中液力射流器的结构示意图，图2给出了本发明的基于液力射流的余热提质系统的结构原理图，其由油箱3、循环泵2、液力射流器1、换热器5、冷凝水箱4、电加热器6组成，油箱3中存储有导热油，油箱3的出口与循环泵2的进口相通，循环泵2的出口与液力射流器1的液体进口相连通，液力射流器1的出口与油箱3的进口相连通。液力射流器1上设置有进气道7，进气道7与低压蒸气相通，以便低压蒸气经进气道7进入液力射流器1。
换热器5设置于油箱3中，压力、温度升高后的低压蒸气在油箱3中与换热器5中的介质进行热交换，低压蒸气、导热油的温度降低，将热量传导给换热器5中的介质，实现低压蒸气余热和汽化潜热的利用，将较低品位的热能转换为较高品位的热能。冷凝水箱4设置有油箱3的底部，用于分离导热油和冷凝水，分离后的冷凝水进入冷凝水箱4并排出系统。电加热器6设置于油箱3中，在系统启动的初始阶段，通过电加热器6对油箱中导热油的加热，来降低系统启动时的初始粘度，并补偿运行过程中对环境的热损失。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的工作原理为：循环泵2驱动导热油在系统中循环流动，流经液力射流器1使液力射流器中产生低压，低压蒸气经进气道7进入液力射流器1，低压蒸气由进气道7流至液力射流器1出口的过程中，循环泵2对低压蒸气做功，增加低压蒸气的温度、压力。低压蒸气、导热油进入油箱3并与换热器5进行热交换，实现低压蒸气余热和汽化潜热的利用，将较低品位的低温低压蒸气热量，转换为较高品位的换热器中介质的热能，进行利用。
本发明的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，通过以下步骤来实现：
a).抽入低压蒸气，循环泵作为动力驱使导热油循环流动，导热油流经液力射流器时，在液力射流器内部形成低压，将低压蒸气从进气道抽入；
同时，循环泵的电能输入使导电油的温度升高，循环泵不仅驱动系统运行，而且增加系统热量输出并提升输出能量品位。
b).增加低压蒸气的温度、压力，被液力射流器抽入的低压蒸气从进气道流至液力射流器出口的过程中，循环泵压缩低压蒸气做功，使低压蒸气的温度、压力增加；
在液力射流器出口处，油、水（气）混和物温度达到最大值。当介质液温度高于100℃时，作为饱和蒸汽，从介质液体中获得压力能后，蒸汽以较高的温度逸出。当介质液温度小于100℃时，蒸汽通过释放其潜入介质液体而凝结。在射流器出口有较高的温度，可达100℃，因此循环系统使用导热油而不是水。导热油由于其沸点大于150℃，在-0.09Mp真空下不沸腾，因而成为一种较优的选择。
c).热量交换，导热油、低压蒸气流经油箱底部的换热器过程中，与换热器中流经的介质进行热交换，实现低压蒸气余热和蒸气气化潜热的利用，将低品位的低压蒸汽转化为较高品位的热能；
d).冷凝式分离，冷凝水进入冷凝水箱并排出系统，导热油进入循环泵循环使用。
高温油、水（气）混和物流经油箱底部的换热器，加热换热器内介质、输出热量，自身温度降低。蒸气变为常温常压冷凝水，实现低压蒸气潜热回收利用。冷凝水进入冷凝水箱并排出系统；导热油进入导热油循环泵循环使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，余热提质系统包括油箱（3）、循环泵（2）、液力射流器（1）、换热器（5）和冷凝水箱（4），油箱中存储有导热油，液力射流器上设有进气道（7），油箱的出口与循环泵的进口相通，循环泵的出口与液力射流器的液体进口相通，液力射流器的进气道（7）与余热待利用的低压蒸气相通，液力射流器的出口与油箱（3）的进口相通；循环泵驱动导热油在液力射流器中流动的过程中，液力射流器中产生的低压将低压蒸气抽入，低压蒸气由进气道至液力射流器出口过程中，循环泵压缩低压蒸气做功使其温度、压力升高；
换热器（5）设置于油箱（3）中，冷凝水箱（4）与油箱（3）相连接，温度、压力升高后的低压蒸气进入油箱（3）中与导热油及换热器中的介质进行热交换，实现低压蒸气的余热和气化潜热的利用，由换热器输出品位提高后的热能；其特征在于：
余热利用方法通过以下步骤来实现：
a).抽入低压蒸气，循环泵作为动力驱使导热油循环流动，导热油流经液力射流器时，在液力射流器内部形成低压，将低压蒸气从进气道抽入；
b).增加低压蒸气的温度、压力，被液力射流器抽入的低压蒸气从进气道流至液力射流器出口的过程中，循环泵压缩低压蒸气做功，使低压蒸气的温度、压力增加；
c).热量交换，导热油、低压蒸气流经油箱底部的换热器过程中，与换热器中流经的介质进行热交换，实现低压蒸气余热和蒸气气化潜热的利用，将低品位的低压蒸汽转化为较高品位的热能；
d).冷凝式分离，冷凝水进入冷凝水箱并排出系统，导热油进入循环泵循环使用。
2.根据权利要求1所述的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，其特征在于：所述油箱（3）中设置有降低系统启动时的初始粘度以及补偿运行过程中热损失的电加热器（6）。
3.根据权利要求1或2所述的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，其特征在于：所述导热油的沸点大于150℃。
4.根据权利要求1或2所述的基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法，其特征在于：循环泵（2）消耗的电能在对导热油做功的过程中，转化为导热油的热能，使导热油的温度升高。
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