CN112390500A - 一种开式吸收式热泵污泥干化系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开式吸收式热泵污泥干化系统及其使用方法,系统包括发生冷凝装置以及均为中空结构的开式吸收器、第一干化器、第二干化器,还包括各自均具有相互隔绝的加热通道和冷却通道的第一换热器、第三换热器、第一空气换热器和第二空气换热器;分为单效结构、双效结构这两类。采用本发明的方法进行干燥,不需要循环空气、不需要蒸发器、不需要低温冷源。
Description
技术领域
本发明涉及污泥干燥技术领域,具体涉及一种开式吸收式热泵污泥干化系统及使用方法。
背景技术
随着社会经济发展,城镇污水量逐年加大,全国县级以上污水企业的污水处理量接近2亿m3/d,每天约产生16万吨折合含水量为80%的污泥,为了进行后续无害化及资源化处理,还要对污泥进行深度脱水到10%-40%区间,称为污泥热干化。按是否主动投入能源实现这一过程进行分类,又有主动热干化和被动热干化的区别,其中前者因干化速度快、占地小、运行稳定得到广泛采用。主动热干化以电能或热能驱动,为了提高能源利用效率,需要采用高效能源利用工艺流程来实现干化过程。在电能驱动方面,通常与热泵技术结合,利用热泵热端产热干化污泥,冷端冷却湿气回收余热,可以实现较高干化效率。在热能驱动方面,申请号为CN201910320132.5和CN201920892336.1的专利提出利用吸收式热泵代替常规直接加热方式进行干化,利用高温热源驱动热发生过程,冷凝器及吸收器在中温端的放热加热循环空气,循环空气进入干化室吸收湿气后产生污泥干燥效果,然后再向蒸发器冷凝放热实现余热回收。
但是上述吸收式热泵用于污泥干化时采用闭式结构,需要利用蒸发器脱除循环空气中的多余湿气,能量传递环节较多,不仅增加了传热损失而且加大了系统复杂性,此外该系统还需要额外低温冷却源来排除空气多余热量,且没有对驱动热进行梯级利用,导致系统技术经济性降低。
因此,需要对现有吸收式热泵污泥干化系统进行改进,以减少工艺中的传热环节简化系统复杂程度,同时避免对低温冷却源的使用,并能通过热能梯级利用提高热干化效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种开式吸收式热泵污泥干化系统及使用方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种开式吸收式热泵污泥干化系统,包括:发生冷凝装置以及均为中空结构的开式吸收器、第一干化器、第二干化器,还包括各自均具有相互隔绝的加热通道和冷却通道的第一换热器、第三换热器、第一空气换热器和第二空气换热器;
开式吸收器内腔的顶部设置有一组喷淋装置,在开式吸收器的壁上设置有开式吸收器溶液进口,开式吸收器溶液进口与喷淋装置通过管路相连接;开式吸收器的两侧壁上相对地设置有开式吸收器空气进口和开式吸收器空气出口,且开式吸收器空气进口和开式吸收器空气出口的位置低于喷淋装置的位置;在开式吸收器的底部壁上设置有开式吸收器溶液出口;
第一干化器的顶部壁上设置有第一干化器空气出口,在第一干化器的侧壁上设置有第一干化器污泥进口,在第一干化器的侧壁下部或底面上设置第一干化器污泥出口和第一干化器空气进口;第一干化器空气出口连接第一风机后与开式吸收器空气进口相连接,第一干化器空气进口与开式吸收器空气出口相连接;在第一干化器的内腔中设置有第一干化器传送装置,第一干化器传送装置的两端分别与第一干化器污泥进口、第一干化器污泥出口相连接;
在第二干化器的顶部壁上设置有第二干化器空气出口,在第二干化器的侧壁上设置有第二干化器污泥进口,在第二干化器的侧壁下部或底面上设置有第二干化器空气进口和第二干化器污泥出口;在第二干化器的内腔中设置有第二干化器传送装置,第二干化器传送装置的两端分别与第二干化器污泥进口和第二干化器污泥出口相连接;第二干化器空气出口通过第二空气换热器的加热通道与外界连通;第二干化器空气进口通过管道与第一空气换热器的冷却通道相连接后,再与第二空气换热器的冷却通道相连接,最后经过第二风机与外界连通;
发生冷凝装置包括中空的密封结构的第一发生器,在第一发生器的内腔中设置有中空且密封的第一发生器内部加热通道,在第一发生器内部加热通道上分别设置有第一发生器热源进口和第一发生器热源出口;在高于第一发生器内部加热通道位置的第一发生器的壁上设置有第一发生器蒸汽出口和第一发生器溶液进口,在第一发生器的底部壁上设置有第一发生器溶液出口;
发生冷凝装置还包括中空的密封结构的冷凝器,冷凝器的内腔中设置有中空且密封的冷凝器内部冷却通道,在冷凝器内部冷却通道上分别设置有冷凝器冷源进口和冷凝器冷源出口;冷凝器的顶部设置有冷凝器蒸汽进口,冷凝器的底部设置有冷凝器冷凝水出口,冷凝器冷凝水出口通过冷凝水泵后连通到外界;冷凝器冷源进口和冷凝器冷源出口之间通过热水循环管道b相连接,热水循环管道b包括从冷凝器冷源出口连接第一空气换热器的加热通道后,再依次经过热水循环泵、第三换热器的冷却通道然后与冷凝器冷源进口相连接。
作为本发明的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的改进:
所述冷凝器蒸汽进口与第一发生器蒸汽出口相连接;
所述第一发生器与开式吸收器之间通过溶液循环管道a相连通,溶液循环管道a设置为:从第一发生器溶液出口经过浓溶液泵后,再依次经过第一换热器的加热通道和第三换热器的加热通道后,与开式吸收器溶液进口相连接,开式吸收器溶液出口依次经过过滤器、稀溶液泵、第一换热器的冷却通道后,与第一发生器溶液进口相连接。
作为本发明的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的改进:
所述发生冷凝装置还包括第二发生器和第二换热器;所述冷凝器的壁上还设置有冷凝器冷凝水进口;
第二发生器为中空的密封结构,第二发生器的内腔中设置有中空且密封的第二发生器内部加热通道,在第二发生器内部加热通道上分别设置有第二发生器热源进口和第二发生器热源出口;第二发生器热源进口与第一发生器蒸汽出口相连接,第二发生器热源出口与冷凝器冷凝水进口相连接;在高于第二发生器内部加热通道位置的第二发生器的壁上设置有第二发生器蒸汽出口和第二发生器溶液进口,在第二发生器的底部壁上设置有第二发生器溶液出口;第二发生器蒸汽出口与冷凝器蒸汽进口相连接;
第二换热器内部设有各自密封的加热通道和冷却通道;
第一发生器、第二发生器与开式吸收器之间通过溶液循环管道c相连接,溶液循环管道c为:第一发生器溶液出口经过第一换热器的加热通道后与第二发生器溶液进口相连接;第二发生器溶液出口经过浓溶液泵后再依次经过第二换热器的加热通道、第三换热器的加热通道后与开式吸收器溶液进口连接;开式吸收器溶液出口依次经过过滤器、稀溶液泵、第二换热器的冷却通道、第一换热器的冷却通道与第一发生器溶液进口相连接。
作为本发明还同时提供了一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,过程如下:
1.1、发生器循环:
1.1.1、在第一发生器的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口持续地进入第一发生器内部加热通道,通过第一发生器内部加热通道向第一发生器内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口持续流出;
1.1.2、第一发生器内腔中的溶液吸收第一发生器内部加热通道释放出的热量后,在第一发生器内部压力下,溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第一发生器蒸汽出口流出;同时溶液浓度增加变为浓溶液,浓溶液从从第一发生器溶液出口流出;
1.2、溶液循环管道a的循环:
1.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口出来,依次经过浓溶液泵增压以克服管路流动阻力,再进入第一换热器的加热通道释放热量后温度降低,然后进入第三换热器的加热通道释放热量后温度继续降低;
1.2.2、温度降低后的浓溶液从开式吸收器溶液进口进入喷淋装置后,向下喷淋落入开式吸收器的内腔的底部,从开式吸收器溶液出口流出;
1.2.3、从开式吸收器溶液出口流出的溶液依次经过过滤器过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵的加压后流入第一换热器的冷却通道吸收第一换热器的加热通道释放的热量后升温,最后从第一发生器溶液进口流入第一发生器的内腔继续参与循环;
1.3、开式吸热循环
在开式吸热器的内腔,步骤1.2.2中的浓溶液在喷淋下落的过程中,与从开式吸收器空气进口进来的湿冷空气发生直接接触,浓溶液吸收湿冷空气的湿气后变为稀溶液落在开式吸收器的内腔底部,汇集后从开式吸收器溶液出口流出;
浓溶液吸收湿冷空气的同时,释放出冷凝热,加热湿冷空气,使得从开式吸收器空气进口进来湿冷空气变为干热空气后从开式吸收器空气出口流出;
1.4、冷凝循环
从第一发生器蒸汽出口流出的水蒸汽,在第一发生器和冷凝器压差作用下通过冷凝器蒸汽进口进入冷凝器的内腔,向冷凝器内部冷却通道释放热量后,变为冷凝水;冷凝水从冷凝器冷凝水出口流出,经冷凝水泵加压后排至外界;
1.5、热水循环管道b的循环
从冷凝器冷源出口流出的热水,通过第一空气换热器的加热通道放热降温后,再经过热水循环泵加压后经过第三换热器的冷却通道吸热升温,然后从冷凝器冷源进口进入冷凝器内部冷却通道的内腔,持续地冷凝冷凝器内腔中的水蒸汽,同时吸收水蒸汽的冷凝潜热后进一步吸热升温变为热水,从冷凝器冷源出口流出再继续参与循环;
1.6、第一干化器的干化
1.6.1、从开式吸收器空气出口流出的干热空气,通过第一干化器空气进口流入第一干化器的内腔;
1.6.2、污泥从第一干化器污泥进口进入第一干化器的内腔,在第一干化器传送装置推送作用下向第一干化器污泥出口运动,运动过程中与从第一干化器空气进口流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第一干化器污泥出口排出;
1.6.3、干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第一干化器空气出口流出,通过第一风机加压后从开式吸收器空气进口流入开式吸收器的内腔;
1.7、第二干化器的干化
1.7.1、污泥从第二干化器污泥进口进入第二干化器的内腔,在第二干化器传送装置推送作用下向第二干化器污泥出口运动,运动过程中与从第二干化器空气进口流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第二干化器污泥出口排出,与此同时干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第二干化器空气出口流出;
1.7.2、从第二干化器空气出口流出的湿冷空气进入第二空气换热器的加热通道,向第二空气换热器的冷却通道中的空气释放热量后温度降低,然后排至外界;外界环境空气通过第二风机增压后进入第二空气换热器的冷却通道,吸收第二空气换热器加热通道的空气释放的热量后,温度增加,再进入第一空气换热器的冷却通道,吸收第一空气换热器加热通道中溶液释放的热量后,温度增加,成为干热空气,再从第二干化器空气进口进入第二干化器的内腔。
本发明还提供了另一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,还包括以下过程:
2.1、发生器循环:
2.1.1、在第一发生器和第二发生器的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道和第二发生器内部加热通道均沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口持续地进入第一发生器内部加热通道,通过第一发生器内部加热通道向第一发生器内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口持续流出;
2.1.2、同1.1.2;
2.1.3、从第一发生器蒸汽出口流出的水蒸汽从第二发生器热源进口进入第二发生器内部加热通道的内腔,通过第二发生器内部加热通道向第二发生器的内腔释放热量,变成冷凝水,然后从第二发生器热源出口流出;
2.1.4、从第二发生器溶液进口进入第二发生器内腔的浓溶液,吸收第二发生器内部加热通道释放的热量,在第二发生器的压力下浓溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第二发生器蒸汽出口流出,同时浓溶液浓度进一步增加,从第二发生器溶液出口流出;
2.2、溶液循环管道c的循环:
2.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口出来,进入第一换热器的加热通道,释放热量后温度降低,然后流入第二发生器的内腔,浓度进一步增加后从第二发生器溶液出口流出,经浓溶液泵加压后进入第二换热器的加热通道,释放热量后温度降低,再进入第三换热器的加热通道,释放热量后温度继续降低;
2.2.2、同1.2.2;
2.2.3、从开式吸收器溶液出口流出的溶液先经过过滤器过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵的加压后流入第二换热器的冷却通道吸收第二换热器的加热通道释放的热量后升温,然后继续流入第一换热器的冷却通道吸收第一换热器的加热通道释放的热量后继续升温,最后从第一发生器溶液进口流入第一发生器的内腔参与循环;
2.3、开式吸热循环,同步骤1.3;
2.4、冷凝循环
从第二发生器蒸汽出口流出的蒸汽,在第二发生器和冷凝器压差作用下通过冷凝器蒸汽进口进入冷凝器的内腔,向冷凝器内部冷却通道释放热量后,变为冷凝水;
从第二发生器热源出口流出的冷凝水从冷凝器冷凝水进口进入冷凝器的内腔,压力降低为冷凝器的内部压力;
上述二部分冷凝水汇集后从冷凝器冷凝水出口流出,经冷凝水泵加压后排至外界;
2.5、热水循环管道b的循环,同步骤1.5
2.6、第一干化器5的干化,同步骤1.6
2.7、第二干化器16的干化,同步骤1.7。
作为本发明的一种开式吸收式热泵污泥干化系统使用方法的改进:
所述外部热源采用蒸汽、热水、高温烟气、高温油、废热或余热资源;
所述在第一发生器的内腔、第二发生器的内腔、开式吸收器的内腔、溶液循环管道a和溶液循环管道c内流动的均采用非挥发性溶液体系;
所述冷凝器内部冷却通道的内部及热水循环管道b内流动的为水。
作为本发明的一种开式吸收式热泵污泥干化系统使用方法的进一步改进:
所述第一干化器和第二干化器之间为并联关系或串联关系,并联关系时:污泥从第一干化器污泥进口、第二干化器污泥进口分别进入第一干化器的内腔、第二干化器的内腔,再分别从第一干化器污泥出口、第二干化器污泥出口排出至外界;
串联关系时,第一干化器污泥出口与第二干化器污泥进口相互连接,污泥从第一干化器污泥进口进入第一干化器的内腔,然后从第一干化器污泥出口出来再经过第二干化器污泥进口进入第二干化器的内腔,然后从第二干化器污泥出口排出至外界;或者,第一干化器污泥进口与第二干化器污泥出口相互连接,污泥从第二干化器污泥进口进入第二干化器的内腔,然后从第二干化器污泥出口出来再经过第一干化器污泥进口进入第一干化器的内腔,然后从第一干化器污泥出口排出至外界。
本发明的有益效果主要体现在:
1、本发明不需要循环空气,节省风机能耗;
2、本发明不需要蒸发器,减少系统复杂程度;
3、本发明不需要低温冷源,提高了系统气候适应性。
4、本发明需要的热源温度更低,提高了热源适应性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明一种开式吸收式热泵污泥干化系统的单效结构示意图;
图2为本发明一种开式吸收式热泵污泥干化系统的双效结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1、
一种开式吸收式热泵污泥干化系统,如图1所示为一种开式吸收式热泵污泥干化系统的单效结构,包括发生冷凝装置以及均为中空结构的开式吸收器9、第一干化器5、第二干化器16,还包括各自均具有加热通道和冷却通道的第一换热器13、第三换热器15、第一空气换热器7和第二空气换热器18,加热通道和冷却通道之间相互隔绝且均为高效换热材料制成,流经各个加热通道的液体或气体散发热量温度降低,流经各个冷却通道的液体或气体吸收热量温度升高,从而实现加热通道内的液体或气体与冷却通道内的液体或气体相互交换热量的目的;为简化描述,本实施例中所有的连接均为通过管道的密封连接;
开式吸收器9的内腔的顶部设置有一组喷淋装置92,在开式吸收器9的壁上设置有开式吸收器溶液进口902,开式吸收器溶液进口902与喷淋装置92通过管路相连接;开式吸收器9的两侧壁上相对地设置有开式吸收器空气进口903和开式吸收器空气出口901,且开式吸收器空气进口903和开式吸收器空气出口901的位置低于喷淋装置92的位置;在开式吸收器9的底部壁上设置有开式吸收器溶液出口904,开式吸收器空气进口903、开式吸收器空气出口901、开式吸收器溶液出口904均与开式吸收器9的内腔相连通,从而在开式吸收器9的内腔中,气体从开式吸收器空气进口903进来后,与喷淋装置92喷淋出来的溶液发生直接接触,溶液吸收气体中的湿气后,释放出冷凝热加热气体,使得气体变为干热气体后从开式吸收器空气出口901流出开式吸收器9,同时溶液浓度变低落入开式吸收器9内腔的底部,从开式吸收器溶液出口904流出开式吸收器9。
发生冷凝装置包括中空的密封结构的第一发生器1,第一发生器1的内腔中设置有第一发生器内部加热通道111,第一发生器内部加热通道111为中空的密封结构且与第一发生器1的内腔相互隔绝,第一发生器内部加热通道111采用导热性能好的材料制成,用以加强热交换的性能,在第一发生器内部加热通道111上分别设置有第一发生器热源进口104和第一发生器热源出口105,第一发生器热源进口104和第一发生器热源出口105分别与第一发生器内部加热通道111的内腔相连通,为外部热源进出第一发生器内部加热通道111内腔的出入口;外部热源通过第一发生器热源进口104进入第一发生器内部加热通道111的内腔,释放热量后从第一发生器热源出口105流出,外部热源可采用但不限于蒸汽、热水、高温烟气、高温油、废热、余热资源等;在高于第一发生器内部加热通道111位置的第一发生器1的壁上设置有第一发生器蒸汽出口102和第一发生器溶液进口101,在第一发生器1的底部壁上设置有第一发生器溶液出口103,第一发生器溶液进口101、第一发生器蒸汽出口102、第一发生器溶液出口103均与第一发生器1的内腔相连通;溶液从第一发生器溶液进口101进入第一发生器1的内腔,与第一发生器内部加热通道111内的热源发生热交换,溶液中部分水分蒸发为水蒸汽从第一发生器蒸汽出口102流出,剩余的溶液浓度增加,变成浓溶液从第一发生器溶液出口103流出;
第一发生器1与开式吸收器9之间通过溶液循环管道a相连通,即:第一发生器溶液出口103与浓溶液泵14连接后,浓溶液泵14再依次连接第一换热器13的加热通道和第三换热器15的加热通道后与开式吸收器溶液进口902连接,开式吸收器溶液出口904依次经过过滤器10、稀溶液泵11、第一换热器13的冷却通道后和第一发生器溶液进口101相连接;
发生冷凝装置还包括中空的密封结构的冷凝器3,冷凝器3的内腔中设置有冷凝器内部冷却通道31,冷凝器内部冷却通道31为中空的密封的结构且与冷凝器3的内腔相互隔绝,冷凝器内部冷却通道31采用导热性能好的材料制成,用以加强热交换的性能;在冷凝器内部冷却通道31上分别设置有冷凝器冷源进口301和冷凝器冷源出口305,冷凝器冷源进口301和冷凝器冷源出口305均与冷凝器内部冷却通道31的内部相连通;冷凝器3的顶部设置有与冷凝器3的内腔连通的冷凝器蒸汽进口302,冷凝器蒸汽进口302与第一发生器蒸汽出口102相连接;冷凝器3的底部设置有与冷凝器3的内腔连通的冷凝器冷凝水出口303,冷凝器冷凝水出口303连接冷凝水泵4后排出到外界。
热水循环管道b包括从冷凝器冷源出口305连接第一空气换热器7的加热通道后依次与热水循环泵8、第三换热器15的冷却通道连接,然后再与冷凝器冷源进口301连接,从而循环提供冷凝器内部冷却通道31所需的冷源;
第一发生器1的内腔、开式吸收器9的内腔、溶液循环管道a内流动的溶液均采用非挥发性溶液体系,例如溴化锂溶液;冷凝器内部冷却通道31的内部及热水循环管道b内流动的流体为水;溶液循环管道a和热水循环管道b为相互独立且隔绝的循环管道,因此其各自内部的流体也为各自独立循环。
第一干化器5的内腔为物料干化的场所,在第一干化器5的顶壁上设置有第一干化器空气出口501,在第一干化器5的侧壁上设置有第一干化器污泥进口502,在第一干化器5的侧壁或底面设置第一干化器污泥出口503和第一干化器空气进口504,第一干化器空气出口501、第一干化器污泥进口502、第一干化器空气进口504和第一干化器污泥出口503均与第一干化器5的内腔相连通;第一干化器空气出口501连接第一风机6后与开式吸收器空气进口903相连接,第一干化器空气进口504与开式吸收器空气出口901相连接;在第一干化器5的内部设置有第一干化器传送装置505,第一干化器传送装置505的两端分别对应地与第一干化器污泥进口502和第一干化器污泥出口503相连接,污泥从第一干化器污泥进口502进入第一干化器5内部,在第一干化器传送装置505传送作用下向第一干化器污泥出口503方向运动,运动过程中与从第一干化器空气进口504流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,最终干化了的污泥从第一干化器污泥出口503排出至外界,与此同时干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第一干化器空气出口501流出;第一干化器5的内腔中,污泥被传送路径应尽可能长,已到达更好的干化效果;
第二干化器16的内腔同样为物料干化的场所,在第二干化器16的顶壁上设置有第二干化器空气出口1601,在第二干化器16的侧壁上设置有第二干化器污泥进口1602,在第二干化器16的侧壁或底面设置有第二干化器空气进口1604和第二干化器污泥出口1603,第二干化器空气出口1601、第二干化器污泥进口1602、第二干化器空气进口1604和第二干化器污泥出口1603均与第二干化器16的内腔相连通;在第二干化器16的内部设置有第二干化器传送装置1606,第二干化器传送装置1606的两端分别对应地与第二干化器污泥进口1602和第二干化器污泥出口1603相连接;污泥从第二干化器污泥进口1602进入第二干化器16内部,在第二干化器传送装置1606传送作用下向第二干化器污泥出口1603运动,运动过程中与从第二干化器空气进口1604流入的干热空气接触,吸收干热空气的热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,最终干化了的污泥从第二干化器污泥出口1603排出至外界,与此同时干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第二干化器空气出口1601流出;第二干化器16的内腔中,污泥被传送路径应尽可能长,已到达更好的干化效果;
第二干化器空气出口1601通过第二空气换热器18的加热通道与外界连通,从第二干化器空气出口1601流出的湿冷空气进入第二空气换热器18的加热通道,向第二空气换热器18的冷却通道的空气释放热量后温度降低,然后排至外界;第二干化器空气进口1604通过管道与第一空气换热器7的冷却通道相连接,然后与第二空气换热器18的冷却通道相连接,最后经过第二风机17与外界连通,外界环境空气通过第二风机17增压后进入第二空气换热器18的冷却通道,吸收第二空气换热器18的加热通道空气释放的热量后,温度增加,再进入第一空气换热器7的冷却通道,吸收第一空气换热器7的加热通道热水释放的热量后,温度增加,成为干热空气,再从第二干化器空气进口1604进入第二干化器16的内腔。
利用实施例1进行淤泥干化的方法包括以下过程:
1.1、发生器循环:
1.1.1、在第一发生器1的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道111沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口104持续地进入第一发生器内部加热通道111,通过第一发生器内部加热通道111向第一发生器1内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口105持续流出;
1.1.2、第一发生器1内腔中的溶液吸收第一发生器内部加热通道111释放出的热量后,在第一发生器1内部压力下,溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第一发生器蒸汽出口102流出;同时溶液浓度增加变为浓溶液,浓溶液从从第一发生器溶液出口103流出;
1.2、溶液循环管道a的循环:
1.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口103出来,依次经过浓溶液泵14增压以克服管路流动阻力,再进入第一换热器13的加热通道释放热量后温度降低,然后进入第三换热器15的加热通道释放热量后温度继续降低;
1.2.2、温度降低后的浓溶液从开式吸收器溶液进口902进入喷淋装置92后,向下喷淋落入开式吸收器9的内腔的底部,从开式吸收器溶液出口904流出;
1.2.3、从开式吸收器溶液出口904流出的溶液依次经过过滤器10过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵11的加压后流入第一换热器13的冷却通道吸收第一换热器13的加热通道释放的热量后升温,最后从第一发生器溶液进口101流入第一发生器1的内腔继续参与循环;
1.3、开式吸热循环
在开式吸热器9的内腔,步骤1.2.2中的浓溶液在喷淋下落的过程中,与从开式吸收器空气进口903进来的湿冷空气发生直接接触,浓溶液吸收湿冷空气的湿气后变为稀溶液落在开式吸收器9的内腔底部,汇集后从开式吸收器溶液出口904流出;
浓溶液吸收湿冷空气的同时,释放出冷凝热,加热湿冷空气,使得从开式吸收器空气进口903进来湿冷空气变为干热空气后从开式吸收器空气出口901流出;
1.4、冷凝循环
从第一发生器蒸汽出口102流出的水蒸汽,在第一发生器1和冷凝器3压差作用下通过冷凝器蒸汽进口302进入冷凝器3的内腔,向冷凝器内部冷却通道31释放热量后,变为冷凝水;冷凝水从冷凝器冷凝水出口303流出,经冷凝水泵4加压后排至外界;
1.5、热水循环管道b的循环
从冷凝器冷源出口305流出的热水,通过第一空气换热器7的加热通道放热降温后,再经过热水循环泵8加压后经过第三换热器15的冷却通道吸热升温,然后从冷凝器冷源进口301进入冷凝器内部冷却通道31的内腔,持续地冷凝冷凝器3内腔中的水蒸汽,同时吸收水蒸汽的冷凝潜热后进一步吸热升温变为热水,从冷凝器冷源出口305流出再继续参与循环;
1.6、第一干化器5的干化
1.6.1、从开式吸收器空气出口901流出的干热空气,通过第一干化器空气进口504流入第一干化器5的内腔;
1.6.2、污泥从第一干化器污泥进口502进入第一干化器5的内腔,在第一干化器传送装置505推送作用下向第一干化器污泥出口503运动,运动过程中与从第一干化器空气进口504流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第一干化器污泥出口503排出;
1.6.3、干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第一干化器空气出口501流出,通过第一风机6加压后从开式吸收器空气进口903流入开式吸收器9的内腔;
1.7、第二干化器16的干化
1.7.1、污泥从第二干化器污泥进口1602进入第二干化器16的内腔,在第二干化器传送装置1606推送作用下向第二干化器污泥出口1603运动,运动过程中与从第二干化器空气进口1604流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第二干化器污泥出口1603排出,与此同时干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第二干化器空气出口1601流出;
1.7.2、从第二干化器空气出口1601流出的湿冷空气进入第二空气换热器18的加热通道,向第二空气换热器18的冷却通道中的空气释放热量后温度降低,然后排至外界;外界环境空气通过第二风机17增压后进入第二空气换热器18的冷却通道,吸收第二空气换热器18加热通道的空气释放的热量后,温度增加,再进入第一空气换热器7的冷却通道,吸收第一空气换热器7加热通道中溶液释放的热量后,温度增加,成为干热空气,再从第二干化器空气进口1604进入第二干化器16的内腔。
实施例2、
一种开式吸收式热泵污泥干化系统,如图2所示为一种开式吸收式热泵污泥干化系统的双效结构,在实施例1的基础上做如下改动:
1、发生冷凝装置在实施例1的基础上增加第二发生器2和第二换热器12,变成双效蒸发结构;
2、去除第一发生器蒸汽出口102与冷凝器蒸汽进口302之间的连接;
3、在冷凝器3的壁上增加设置一个与冷凝器3的内腔连通的冷凝器冷凝水进口304;
4、溶液循环管道a相应地调整为溶液循环管道c。
具体如下:
发生冷凝装置还包括中空的密封结构的第二发生器2,第二发生器2的内部设置有中空且密封的第二发生器内部加热通道221,第二发生器内部加热通道221采用导热性能好的材料制成,与第二发生器2的内腔相互隔绝,在第二发生器内部加热通道221上分别设置有第二发生器热源进口203和第二发生器热源出口204,第二发生器热源进口203和第二发生器热源出口204分别与第二发生器内部加热通道221的内腔相连通;在高于第二发生器内部加热通道221的位置的第二发生器2的壁上设置有第二发生器蒸汽出口202和第二发生器溶液进口201,在第二发生器2的底部壁上设置有第二发生器溶液出口205,第二发生器蒸汽出口202、第二发生器溶液进口201、第二发生器溶液出口205均与第二发生器2的内腔相连通;
第二发生器热源进口203与第一发生器蒸汽出口102相连接,第二发生器热源出口204与冷凝器冷凝水进口304相连接,第二发生器蒸汽出口202与冷凝器蒸汽进口302相连接;
第二换热器12内部设有各自密封且相互隔绝的加热通道和冷却通道;
冷凝器3的壁上增加设置一个与冷凝器3的内腔连通的冷凝器冷凝水进口304;
第一发生器1、第二发生器2与开式吸收器9之间通过溶液循环管道c相连接,溶液循环管道c设置为:第一发生器溶液出口103经过第一换热器13的加热通道后与第二发生器溶液进口201相连接;第二发生器溶液出口205经过浓溶液泵14后再依次连接第二换热器12的加热通道、第三换热器15的加热通道后与开式吸收器溶液进口902连接;开式吸收器溶液出口904依次经过过滤器10、稀溶液泵11、第二换热器12的冷却通道、第一换热器13的冷却通道与第一发生器溶液进口101相连接;溶液循环管道c内流动的溶液均采用非挥发性溶液体系,例如溴化锂溶液。
实施例2剩余部分的结构与实施1剩余部分一致,在此不再重复描述,为简化描述,本实施例中所有的连接均为通过管道的密封连接。
利用实施例2进行淤泥干化的方法包括以下过程:
2.1、发生器循环:
2.1.1、在第一发生器1和第二发生器2的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道111和第二发生器内部加热通道221均沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口104持续地进入第一发生器内部加热通道111,通过第一发生器内部加热通道111向第一发生器1内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口105持续流出;
2.1.2、同1.1.2;
2.1.3、从第一发生器蒸汽出口102流出的水蒸汽从第二发生器热源进口203进入第二发生器内部加热通道221的内腔,通过第二发生器内部加热通道221向第二发生器2的内腔释放热量,变成冷凝水,然后从第二发生器热源出口204流出;
2.1.4、从第二发生器溶液进口201进入第二发生器2内腔的浓溶液,吸收第二发生器内部加热通道221释放的热量,在第二发生器2的压力下浓溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第二发生器蒸汽出口202流出,同时浓溶液浓度进一步增加,从第二发生器溶液出口205流出;
2.2、溶液循环管道c的循环:
2.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口103流出进入溶液循环管道c内循环,即浓溶液从第一发生器溶液出口103出来,进入第一换热器13的加热通道,释放热量后温度降低,然后流入第二发生器2的内腔,浓度进一步增加后从第二发生器溶液出口205流出,经浓溶液泵14加压后进入第二换热器12的加热通道,释放热量后温度降低,再进入第三换热器15的加热通道,释放热量后温度继续降低;
2.2.2、同1.2.2;
2.2.3、从开式吸收器溶液出口904流出的溶液先经过过滤器10过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵11的加压后流入第二换热器12的冷却通道吸收第二换热器12的加热通道释放的热量后升温,然后继续流入第一换热器13的冷却通道吸收第一换热器13的加热通道释放的热量后继续升温,最后从第一发生器溶液进口101流入第一发生器1的内腔参与循环;
2.3、开式吸热循环,同步骤1.3;
2.4、冷凝循环
从第二发生器蒸汽出口202流出的蒸汽,在第二发生器2和冷凝器3压差作用下通过冷凝器蒸汽进口302进入冷凝器3的内腔,向冷凝器内部冷却通道31释放热量后,变为冷凝水;
从第二发生器热源出口204流出的冷凝水从冷凝器冷凝水进口304进入冷凝器3的内腔,压力降低为冷凝器3的内部压力;
上述二部分冷凝水汇集后从冷凝器冷凝水出口303流出,经冷凝水泵4加压后排至外界;
2.5、热水循环管道b的循环,同步骤1.5
2.6、第一干化器5的干化,同步骤1.6
2.7、第二干化器16的干化,同步骤1.7。
另外需说明的是,在实施例2中,第一发生器1和第二发生器2组成双效蒸发结构,按此构建模式,增加第三发生器和第三换热器可以搭建出三效蒸发结构,如此类推;
在实施例1和实施例2中,第一干化器5和第二干化器污泥16可以为并联关系,即污泥从第一干化器污泥进口502、第二干化器污泥进口1602分别进入第一干化器5和第二干化器16,然后再分别从第一干化器污泥出口503、第二干化器污泥出口1603排出至外界;第一干化器5和第二干化器污泥16也可以为串联关系,当采用串联关系时可以采用第一干化器5为前级,第二干化器16为后级,第一干化器污泥出口503与第二干化器污泥进口1602相互连接,污泥从第一干化器污泥进口502进入第一干化器5的内腔,然后从第一干化器污泥出口503出来再经过第二干化器污泥进口1602进入第二干化器16的内腔,然后从第二干化器污泥出口1603排出至外界;也可以采用第一干化器5为后级,第二干化器16为前级,第一干化器污泥进口502与第二干化器污泥出口1603相互连接,污泥从第二干化器污泥进口1602进入第二干化器16的内腔,然后从第二干化器污泥出口1603出来再经过第一干化器污泥进口502进入第一干化器5的内腔,然后从第一干化器污泥出口503排出至外界。
实验1、
实施实例1的设计条件为:污泥初始含水量40%,脱水后含水量为15%,平均脱水温度30℃,吸收器工作温度70℃,风泥比36.1:1,干热空气温度为55℃,含湿量为0.0167kg/kg。实施实例1的计算参数见表1(针对1kg污泥),与实施实例2相比,实施实例1采用单效结构,虽然造水比(即热利用效率,定义为脱水蒸发潜热与耗热量之比)从实施实例2的2.13降低到1.45,但其益处是相比实施实例2减少了一个发生器,简化了系统,同时对热源温度要求从228℃降低到140.7℃,对热源的适应能力更强,与申请号为CN201910320132.5和CN201920892336.1的专利所提出的闭式吸收式热泵干化系统相比,实施实例1造水比更高,且省却了蒸发器和相应传热环节,也不需要低温冷源,同时热源温度低9.5℃,有效实现了本发明的初衷。实施例2的计算参数见表1,计算结果表明,实施实例2实现了对热源的梯级利用,造水比为2.13,比实施实例1的1.45高出47%,而申请号为CN201910320132.5和CN201920892336.1的专利所提出的闭式吸收式热泵干化系统造水比只有1.38(见表1),且需要低温冷源(20℃左右)用于排除多余热量。可见,本发明实施实例2效率更高,且省却了蒸发器和相应的传热环节,不需低温冷源,有效实现了本发明的初衷。
表1
所述一种开式吸收式热泵污泥干化系统不限于污泥烘干,还可用于农作物、果蔬、淤泥、烟草、药材、垃圾、建材及其它具有一定含水率的物质热干化过程。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种开式吸收式热泵污泥干化系统,其特征在于,包括发生冷凝装置以及均为中空结构的开式吸收器(9)、第一干化器(5)、第二干化器(16),还包括各自均具有相互隔绝的加热通道和冷却通道的第一换热器(13)、第三换热器(15)、第一空气换热器(7)和第二空气换热器(18);
开式吸收器(9)内腔的顶部设置有一组喷淋装置(92),在开式吸收器(9)的壁上设置有开式吸收器溶液进口(902),开式吸收器溶液进口(902)与喷淋装置(92)通过管路相连接;开式吸收器(9)的两侧壁上相对地设置有开式吸收器空气进口(903)和开式吸收器空气出口(901),且开式吸收器空气进口(903)和开式吸收器空气出口(901)的位置低于喷淋装置(92)的位置;在开式吸收器(9)的底部壁上设置有开式吸收器溶液出口(904);
第一干化器(5)的顶部壁上设置有第一干化器空气出口(501),在第一干化器(5)的侧壁上设置有第一干化器污泥进口(502),在第一干化器(5)的侧壁下部或底面上设置第一干化器污泥出口(503)和第一干化器空气进口(504);第一干化器空气出口(501)连接第一风机(6)后与开式吸收器空气进口(903)相连接,第一干化器空气进口(504)与开式吸收器空气出口(901)相连接;在第一干化器(5)的内腔中设置有第一干化器传送装置(505),第一干化器传送装置(505)的两端分别与第一干化器污泥进口(502)、第一干化器污泥出口(503)相连接;
在第二干化器(16)的顶部壁上设置有第二干化器空气出口(1601),在第二干化器(16)的侧壁上设置有第二干化器污泥进口(1602),在第二干化器(16)的侧壁下部或底面上设置有第二干化器空气进口(1604)和第二干化器污泥出口(1603);在第二干化器(16)的内腔中设置有第二干化器传送装置(1606),第二干化器传送装置(1606)的两端分别与第二干化器污泥进口(1602)和第二干化器污泥出口(1603)相连接;第二干化器空气出口(1601)通过第二空气换热器(18)的加热通道与外界连通;第二干化器空气进口(1604)通过管道与第一空气换热器(7)的冷却通道相连接后,再与第二空气换热器(18)的冷却通道相连接,最后经过第二风机(17)与外界连通;
发生冷凝装置包括中空的密封结构的第一发生器(1),在第一发生器(1)的内腔中设置有第一发生器内部加热通道(111),在第一发生器内部加热通道(111)上分别设置有第一发生器热源进口(104)和第一发生器热源出口(105);在高于第一发生器内部加热通道(111)位置的第一发生器(1)的壁上设置有第一发生器蒸汽出口(102)和第一发生器溶液进口(101),在第一发生器(1)的底部壁上设置有第一发生器溶液出口(103);
发生冷凝装置还包括中空的密封结构的冷凝器(3),冷凝器(3)的内腔中设置有冷凝器内部冷却通道(31),在冷凝器内部冷却通道(31)上分别设置有冷凝器冷源进口(301)和冷凝器冷源出口(305);冷凝器(3)的顶部设置有冷凝器蒸汽进口(302),冷凝器(3)的底部设置有冷凝器冷凝水出口(303),冷凝器冷凝水出口(303)通过冷凝水泵(4)后连通到外界;冷凝器冷源进口(301)和冷凝器冷源出口(305)之间通过热水循环管道b相连接,热水循环管道b包括从冷凝器冷源出口(305)连接第一空气换热器(7)的加热通道后,再依次经过热水循环泵(8)、第三换热器(15)的冷却通道然后与冷凝器冷源进口(301)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统,其特征在于:
所述冷凝器蒸汽进口(302)与第一发生器蒸汽出口(102)相连接;
所述第一发生器(1)与开式吸收器(9)之间通过溶液循环管道a相连通,溶液循环管道a设置为:从第一发生器溶液出口(103)经过浓溶液泵(14)后,再依次经过第一换热器(13)的加热通道和第三换热器(15)的加热通道后,与开式吸收器溶液进口(902)相连接,开式吸收器溶液出口(904)依次经过过滤器(10)、稀溶液泵(11)、第一换热器(13)的冷却通道后,与第一发生器溶液进口(101)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统,其特征在于:
所述发生冷凝装置还包括第二发生器(2)和第二换热器(12);所述冷凝器(3)的壁上还设置有冷凝器冷凝水进口(304);
第二发生器(2)为中空的密封结构,第二发生器(2)的内腔中设置有第二发生器内部加热通道(221),在第二发生器内部加热通道(221)上分别设置有第二发生器热源进口(203)和第二发生器热源出口(204);第二发生器热源进口(203)与第一发生器蒸汽出口(102)相连接,第二发生器热源出口(204)与冷凝器冷凝水进口(304)相连接;在高于第二发生器内部加热通道(221)位置的第二发生器(2)的壁上设置有第二发生器蒸汽出口(202)和第二发生器溶液进口(201),在第二发生器(2)的底部壁上设置有第二发生器溶液出口(205);第二发生器蒸汽出口(202)与冷凝器蒸汽进口(302)相连接;
第二换热器(12)内部设有加热通道和冷却通道;
第一发生器(1)、第二发生器(2)与开式吸收器(9)之间通过溶液循环管道c相连接,溶液循环管道c为:第一发生器溶液出口(103)经过第一换热器(13)的加热通道后与第二发生器溶液进口(201)相连接;第二发生器溶液出口(205)经过浓溶液泵(14)后再依次经过第二换热器(12)的加热通道、第三换热器(15)的加热通道后与开式吸收器溶液进口(902)连接;开式吸收器溶液出口(904)依次经过过滤器(10)、稀溶液泵(11)、第二换热器(12)的冷却通道、第一换热器(13)的冷却通道与第一发生器溶液进口(101)相连接。
4.如权利要求2所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,其特征在于包括以下过程:
1.1、发生器循环:
1.1.1、在第一发生器(1)的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道(111)沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口(104)持续地进入第一发生器内部加热通道(111),通过第一发生器内部加热通道(111)向第一发生器(1)内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口(105)持续流出;
1.1.2、第一发生器(1)内腔中的溶液吸收第一发生器内部加热通道(111)释放出的热量后,在第一发生器(1)内部压力下,溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第一发生器蒸汽出口(102)流出;同时溶液浓度增加变为浓溶液,浓溶液从从第一发生器溶液出口(103)流出;
1.2、溶液循环管道a的循环:
1.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口(103)出来,依次经过浓溶液泵(14)增压以克服管路流动阻力,再进入第一换热器(13)的加热通道释放热量后温度降低,然后进入第三换热器(15)的加热通道释放热量后温度继续降低;
1.2.2、温度降低后的浓溶液从开式吸收器溶液进口(902)进入喷淋装置(92)后,向下喷淋落入开式吸收器(9)的内腔的底部,从开式吸收器溶液出口(904)流出;
1.2.3、从开式吸收器溶液出口(904)流出的溶液依次经过过滤器(10)过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵(11)的加压后流入第一换热器(13)的冷却通道吸收第一换热器(13)的加热通道释放的热量后升温,最后从第一发生器溶液进口(101)流入第一发生器(1)的内腔继续参与循环;
1.3、开式吸热循环
在开式吸热器(9)的内腔,步骤1.2.2中的浓溶液在喷淋下落的过程中,与从开式吸收器空气进口(903)进来的湿冷空气发生直接接触,浓溶液吸收湿冷空气的湿气后变为稀溶液落在开式吸收器(9)的内腔底部,汇集后从开式吸收器溶液出口(904)流出;
浓溶液吸收湿冷空气的同时,释放出冷凝热,加热湿冷空气,使得从开式吸收器空气进口(903)进来湿冷空气变为干热空气后从开式吸收器空气出口(901)流出;
1.4、冷凝循环
从第一发生器蒸汽出口(102)流出的水蒸汽,在第一发生器(1)和冷凝器(3)压差作用下通过冷凝器蒸汽进口(302)进入冷凝器(3)的内腔,向冷凝器内部冷却通道(31)释放热量后,变为冷凝水;冷凝水从冷凝器冷凝水出口(303)流出,经冷凝水泵(4)加压后排至外界;
1.5、热水循环管道b的循环
从冷凝器冷源出口(305)流出的热水,通过第一空气换热器(7)的加热通道放热降温后,再经过热水循环泵(8)加压后经过第三换热器(15)的冷却通道吸热升温,然后从冷凝器冷源进口(301)进入冷凝器内部冷却通道(31)的内腔,持续地冷凝冷凝器(3)内腔中的水蒸汽,同时吸收水蒸汽的冷凝潜热后进一步吸热升温变为热水,从冷凝器冷源出口(305)流出再继续参与循环;
1.6、第一干化器(5)的干化
1.6.1、从开式吸收器空气出口(901)流出的干热空气,通过第一干化器空气进口(504)流入第一干化器(5)的内腔;
1.6.2、污泥从第一干化器污泥进口(502)进入第一干化器(5)的内腔,在第一干化器传送装置(505)推送作用下向第一干化器污泥出口(503)运动,运动过程中与从第一干化器空气进口(504)流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第一干化器污泥出口(503)排出;
1.6.3、干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第一干化器空气出口(501)流出,通过第一风机(6)加压后从开式吸收器空气进口(903)流入开式吸收器(9)的内腔;
1.7、第二干化器(16)的干化
1.7.1、污泥从第二干化器污泥进口(1602)进入第二干化器(16)的内腔,在第二干化器传送装置(1606)推送作用下向第二干化器污泥出口(1603)运动,运动过程中与从第二干化器空气进口(1604)流入的干热空气接触,吸收干热空气热量后蒸发出水蒸汽,污泥含水量减少得以干化,然后干化后的污泥从第二干化器污泥出口(1603)排出,与此同时干热空气吸湿放热后变为湿冷空气,然后从第二干化器空气出口(1601)流出;
1.7.2、从第二干化器空气出口(1601)流出的湿冷空气进入第二空气换热器(18)的加热通道,向第二空气换热器(18)的冷却通道中的空气释放热量后温度降低,然后排至外界;外界环境空气通过第二风机(17)增压后进入第二空气换热器(18)的冷却通道,吸收第二空气换热器(18)加热通道的空气释放的热量后,温度增加,再进入第一空气换热器(7)的冷却通道,吸收第一空气换热器(7)加热通道中溶液释放的热量后,温度增加,成为干热空气,再从第二干化器空气进口(1604)进入第二干化器(16)的内腔。
5.如权利要求3所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,其特征在于包括以下过程:
2.1、发生器循环:
2.1.1、在第一发生器(1)和第二发生器(2)的内腔中预先加注溶液,使第一发生器内部加热通道(111)和第二发生器内部加热通道(221)均沉浸在溶液中;外部热源通过第一发生器热源进口(104)持续地进入第一发生器内部加热通道(111),通过第一发生器内部加热通道(111)向第一发生器(1)内腔中的溶液释放热量后从第一发生器热源出口(105)持续流出;
2.1.2、同1.1.2;
2.1.3、从第一发生器蒸汽出口(102)流出的水蒸汽从第二发生器热源进口(203)进入第二发生器内部加热通道(221)的内腔,通过第二发生器内部加热通道(221)向第二发生器(2)的内腔释放热量,变成冷凝水,然后从第二发生器热源出口(204)流出;
2.1.4、从第二发生器溶液进口(201)进入第二发生器(2)内腔的浓溶液,吸收第二发生器内部加热通道(221)释放的热量,在第二发生器(2)的压力下浓溶液中的部分水分蒸发为水蒸汽从第二发生器蒸汽出口(202)流出,同时浓溶液浓度进一步增加,从第二发生器溶液出口(205)流出;
2.2、溶液循环管道c的循环:
2.2.1、浓溶液从第一发生器溶液出口(103)出来,进入第一换热器(13)的加热通道,释放热量后温度降低,然后流入第二发生器(2)的内腔,浓度进一步增加后从第二发生器溶液出口(205)流出,经浓溶液泵(14)加压后进入第二换热器(12)的加热通道,释放热量后温度降低,再进入第三换热器(15)的加热通道,释放热量后温度继续降低;
2.2.2、同1.2.2;
2.2.3、从开式吸收器溶液出口(904)流出的溶液先经过过滤器(10)过滤溶液中的杂质,然后经过稀溶液泵(11)的加压后流入第二换热器(12)的冷却通道吸收第二换热器(12)的加热通道释放的热量后升温,然后继续流入第一换热器(13)的冷却通道吸收第一换热器(13)的加热通道释放的热量后继续升温,最后从第一发生器溶液进口(101)流入第一发生器(1)的内腔参与循环;
2.3、开式吸热循环,同步骤1.3;
2.4、冷凝循环
从第二发生器蒸汽出口(202)流出的蒸汽,在第二发生器(2)和冷凝器(3)压差作用下通过冷凝器蒸汽进口(302)进入冷凝器(3)的内腔,向冷凝器内部冷却通道(31)释放热量后,变为冷凝水;
从第二发生器热源出口(204)流出的冷凝水从冷凝器冷凝水进口(304)进入冷凝器(3)的内腔,压力降低为冷凝器(3)的内部压力;
上述二部分冷凝水汇集后从冷凝器冷凝水出口(303)流出,经冷凝水泵(4)加压后排至外界;
2.5、热水循环管道b的循环,同步骤1.5
2.6、第一干化器5的干化,同步骤1.6
2.7、第二干化器16的干化,同步骤1.7。
6.根据权利要求4或5所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,其特征在于:
所述外部热源采用蒸汽、热水、高温烟气、高温油、废热或余热资源;
所述在第一发生器(1)的内腔、第二发生器(2)的内腔、开式吸收器(9)的内腔、溶液循环管道a和溶液循环管道c内流动的均采用非挥发性溶液体系;
所述冷凝器内部冷却通道(31)的内部及热水循环管道b内流动的为水。
7.根据权利要求4或5所述的一种开式吸收式热泵污泥干化系统的使用方法,其特征在于:
所述第一干化器(5)和第二干化器(16)之间为并联关系或串联关系,并联关系时:污泥从第一干化器污泥进口(502)、第二干化器污泥进口(1602)分别进入第一干化器(5)的内腔、第二干化器(16)的内腔,再分别从第一干化器污泥出口(503)、第二干化器污泥出口(1603)排出至外界;
串联关系时,第一干化器污泥出口(503)与第二干化器污泥进口(1602)相互连接,污泥从第一干化器污泥进口(502)进入第一干化器(5)的内腔,然后依次经过第一干化器污泥出口(503)、第二干化器污泥进口(1602)进入第二干化器(16)的内腔,再从第二干化器污泥出口(1603)排出至外界;或者,第一干化器污泥进口(502)与第二干化器污泥出口(1603)相互连接,污泥从第二干化器污泥进口(1602)进入第二干化器(16)的内腔,然后依次经过第二干化器污泥出口(1603)、第一干化器污泥进口(502)进入第一干化器(5)的内腔,然后从第一干化器污泥出口(503)排出至外界。
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CN112984861B (zh) * | 2021-03-11 | 2022-06-17 | 北京科技大学 | 一种太阳能驱动双级吸收式热能系统 |
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