CN116603350A - 一种废气回收热能再利用系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气回收热能再利用系统和方法。该废气回收热能再利用系统包括:吸附加热器、吸附单元、转轮单元、冷凝单元、凝液处理单元、干燥加热器和热能回收单元。吸附单元包括多个吸附器,各吸附器之间为并联连接。转轮单元包括吸附转轮、转轮加热器。凝液处理单元包括分层槽和曝气槽。热能回收单元包括换热器、储液罐。本发明串联使用吸附单元和吸附转轮回收废气中的挥发性有机物,使用分层槽回收溶剂,使用曝气槽处理废水。以脱附气中回收再利用的热能作为热源,预热进入系统的废气,加热吸附单元的干燥气,加热吸附转轮的脱附气,加热曝气槽中的废液,从而减少加热源数量和能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气回收热能再利用系统,同时也涉及相应的废气回收热能再利用方法,属于废气处理技术领域。
背景技术
回收废气中的挥发性有机物的技术手段,主要有冷凝法、吸附法、溶剂吸收法等。其中,冷凝法是通过降低温度或提高系统压力使气态的挥发性有机物转为其他形态,从而从气体中分离出来。吸附法是利用具有微孔结构的活性炭或大孔树脂等吸附剂,吸附废气中的挥发性有机物,再利用水蒸气或热空气等进行脱附回收,同时吸附剂再生回用。
在专利号为ZL 201910438488.9的中国发明专利中,公开了一种有机废气回收再利用装置,包括依次连接的吸附风机、除尘过滤器、第一换热器、吸附解吸装置、制氮机组、低温储液罐,第一换热器还连接有无油空压机,无油空压机连接有第二换热器,低温储液罐及第一制冷机组分别与第二换热器连接,吸附解吸装置内设置有若干个吸附解析腔体,吸附解析腔体的两侧设置有电加热板,从而降低了废气回收再利用的成本和能耗,同时提高了废气回收再利用的效率。
类似地,现有技术均是通过吸附器吸附、转轮吸附和冷凝器冷凝回收废气中的挥发性有机物,对吸附材料进行干燥所需的干燥气,需要耗费额外的能源进行加热,而脱附气中的热能未能回收利用。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种废气回收热能再利用系统。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种废气回收热能再利用方法。
为实现上述技术目的,本发明采用以下的技术方案:
根据本发明实施例的第一方面,提供一种废气回收热能再利用系统,包括吸附加热器、吸附单元、凝液处理单元、干燥加热器和热能回收单元;其中,
所述吸附单元,包括多个吸附器,各所述吸附器之间为并联连接;
所述凝液处理单元,包括分层槽;
所述热能回收单元,包括换热器、储液罐;其中,所述储液罐,包括加热器和可调散热面积的风冷散热器;
所述吸附加热器的输入端,用于输入废气;
各个所述吸附器的废气输入端,均连接所述吸附加热器的输出端;
所述吸附器的尾气输出端,用于排出尾气;
所述吸附器的干燥气输入端,连接所述干燥加热器的输出端;
所述干燥加热器的输入端,用于输入外空气;
所述吸附器的干燥气输出端,用于排出干燥气;
所述吸附器的脱附气输入端,用于连接蒸汽源;
所述吸附器的脱附气输出端,连接所述吸附加热器的输入端;
所述吸附器的凝液输出端,连接所述分层槽的输入端;
所述分层槽的溶剂输出端,用于排出溶剂;
所述分层槽的废液输出端,用于排出废液;
所述换热器的工质输出端,连接所述储液罐的输入端;
所述储液罐的输出端,连接所述吸附加热器的工质输入端和所述干燥加热器的工质输入端;
所述换热器的工质输入端连接,所述吸附加热器的工质输出端和所述干燥加热器的工质输出端。
其中较优地,所述吸附器被设置为:
待当前处理周期结束,通过控制管路流量,
使得处于吸附工况的吸附器连接到蒸汽源,以进入脱附工况;
使得处于脱附工况的吸附器连接到干燥加热器,以进入干燥工况;
并且使得处于干燥工况的吸附器连接到废气源以进入吸附工况。
其中较优地,所述凝液处理单元还包括曝气槽;
所述分层槽的废液输出端,连接所述曝气槽的废液输入端;
所述曝气槽的洁净气输入端,用于输入外空气;
所述曝气槽的气相输出端,连接所述吸附加热器的输入端;
所述曝气槽的液相输出端,用于排出达标水;
所述曝气槽的工质输入端,连接所述储液罐的输出端;
所述曝气槽的工质输出端,连接所述换热器的工质输入端。
其中较优地,所述废气回收热能再利用系统还包括转轮单元;其中,
所述转轮单元,包括吸附转轮、转轮加热器;
所述转轮加热器的输入端,用于输入外空气;
所述转轮加热器的输出端,连接所述吸附转轮的脱附气输入端;
所述吸附器的尾气输出端经并联连接后,连接所述吸附转轮的尾气输入端;
所述吸附转轮的洁净气输出端,用于排出洁净气;
所述转轮加热器的工质输入端,连接所述储液罐的输出端;
所述转轮加热器的工质输出端,连接所述换热器的工质输入端。
其中较优地,所述废气回收热能再利用系统还包括冷凝单元;其中,
所述冷凝单元的输入端,连接所述换热器的介质输出端;
所述冷凝单元的凝液输出端,连接所述分层槽的输入端;
所述冷凝单元的不凝气输出端,连接所述吸附加热器的输入端。
其中较优地,任意运行时刻中,均有一个或多个所述吸附器处于吸附、脱附或干燥工况;各所述吸附器,均在“吸附-脱附-干燥”工况间循环切换。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种废气回收热能再利用方法,包括以下步骤:
S0:对当前处于吸附工况的吸附器输入经吸附加热器控温的废气,进入步骤S1,对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,进入步骤S3;
S1:对处于吸附工况的吸附器输入废气,由吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,形成尾气;
S2:将处于吸附工况的吸附器形成的尾气排出;
S3:对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气;其中,将处于脱附工况的吸附器形成的凝液,输入分层槽;将处于脱附工况的吸附器形成的脱附气,输入换热器回收热能,形成不凝气,并进入步骤S4;将换热器形成的不凝气,输入处于吸附工况的吸附器再次吸附,并进入步骤S5;
S4:换热器回收的热能加热换热器中的储热剂工质,将储热剂储存在储液罐中控温,从储液罐为吸附加热器、干燥加热器、曝气槽提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温;
S5:将分层槽中的凝液进行分层,形成有机物溶剂和含有有机物的废液,将分层槽形成的有机物溶剂排出并回收,将形成的废液输入曝气槽,进入步骤S6;
S6:将分层槽形成的废液输入曝气槽,与输入的外空气发生曝气反应,形成达标水和气化溶剂,将曝气槽形成的达标水排出,并将曝气槽形成的气化溶剂输入当前处于吸附工况的吸附器再次吸附;
S7:将外空气输入干燥加热器进行过滤和加热,对处于干燥工况的吸附器,输入经干燥加热器过滤和加热后的外空气,以干燥和再生处于干燥工况的吸附器中的吸附材料,形成干燥气并排出。
其中较优地,所述废气回收热能再利用方法还包括以下步骤:
S8:待当前处理周期结束,控制管路流量,
使得处于吸附工况的吸附器连接到蒸汽源,以进入脱附工况;
使得处于脱附工况的吸附器连接到干燥加热器,以进入干燥工况;
并且使得处于干燥工况的吸附器连接到废气源,以进入吸附工况。
其中较优地,所述步骤S2包括如下子步骤:
将处于吸附工况的吸附器形成的尾气输入吸附转轮再次吸附,形成洁净气,将洁净气排出;
储液罐为转轮加热器提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温;
将外空气输入转轮加热器中加热,作为脱附气输入吸附转轮,以脱附、干燥吸附转轮中的吸附材料;
将吸附转轮的脱附气,输入当前处于吸附工况的吸附器中再次吸附。
其中较优地,所述步骤S3包括如下子步骤:
将换热器回收热能后的脱附气,输入冷凝单元进行冷凝,形成凝液和不凝气;
将冷凝单元形成的凝液,输入分层槽;
将冷凝单元形成的不凝气,输入处于吸附工况的吸附器,再次吸附。
其中较优地,储存在储液罐中的储热剂工质,由储液罐进行加热或降温,以稳定储热剂工质在设定的温度;
以储热剂工质作为热源的加热设备,测量被加热物质加热后的温度,并与设定值进行对照;
被加热物质加热后的温度低于设定值,增大该加热设备的储热剂工质流量;
被加热物质加热后的温度高于设定值,减小该加热设备的储热剂工质流量;
各加热设备的热能需求符合以下公式:
其中,n—加热设备的数量;
Q1—加热设备1的被加热介质的流量,单位kg/h或m3/h;
C1—加热设备1的被加热介质的比热容,单位J/(kg·℃);
Qn—加热设备n的被加热介质的流量,单位kg/h或m3/h;
Cn—加热设备n的被加热介质的比热容,单位J/(kg·℃);
Δt1=t1B-t1A
Δtn=tnB-tnA
其中,tnA—加热设备n的被加热介质的入口温度,单位℃;tnB—加热设备n的被加热介质的出口温度,单位℃。
与现有技术相比较,本发明串联使用吸附单元和吸附转轮回收废气中的挥发性有机物,使用分层槽回收溶剂,使用曝气槽处理废水,以脱附气中回收再利用的热能作为热源,预热进入系统的废气,加热吸附单元的干燥气,加热吸附转轮的脱附气,加热曝气槽中的废液。利用本发明,能够减少加热源数量和能耗,仅保留部分蒸汽或电加热热源,并且减少冷却水的用量。
附图说明
图1为本发明第一实施例中,废气回收热能再利用系统的示意图;
图2为本发明第一实施例中,废气回收热能再利用方法的流程示意图;
图3为本发明第二实施例中,废气回收热能再利用系统的示意图;
图4为本发明第二实施例中,废气回收热能再利用方法的流程示意图;
图5为本发明第三实施例中,废气回收热能再利用系统的示意图;
图6为本发明第三实施例中,废气回收热能再利用方法的流程示意图;
图7为本发明第四实施例中,废气回收热能再利用系统的示意图;
图8为本发明第四实施例中,外空气温度与三通阀开度的关系表;
图9为本发明第四实施例中,脱附气温度与三通阀开度的关系表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
本发明的主要技术构思是串联使用吸附器和吸附转轮吸附废气中的挥发性有机物,使用蒸汽进行脱附,对脱附气中的热能进行回收再利用,并在系统中集成凝液处理单元。从脱附气中回收的热能,用于废气的预热、干燥风的加热、曝气槽的曝气加热和吸附转轮的脱附风加热。
例如,在处理含四氯乙烯的废气时,因四氯乙烯的沸点较高,故采用150℃的蒸汽进行脱附,脱附后的蒸汽与四氯乙烯的混合气温度仍有145℃。本发明实施例通过热能回收单元,回收吸附器在脱附工况产生的脱附气中的热能,以液态储热剂(如导热油等)循环及控温的形式,将此热能用于废气的预热(25~35℃)、干燥风的加热(40~60℃)、曝气槽的曝气加热(80~90℃)和吸附转轮的脱附风加热(100~125℃)。对比直接用冷却水冷却脱附气的传统方案,本发明实施例可以节约冷却用水用量85%~87%,回收脱附气中82%~85%的热能(主要是脱附气冷凝相变的潜热)。
本发明实施例中的吸附单元20包括多个吸附器,各吸附器之间为并联连接。在本发明的一个实施例中以包括三个吸附器为例,即第一吸附器21、第二吸附器22、第三吸附器23。在以下说明中,只是为了区分处于不同工况的吸附器,将其称为第一吸附器21、第二吸附器22、第三吸附器23,但这并不表示三者为不同部件。各吸附器是相同的结构,内置吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,通过脱附工况将吸附到的有机物形成凝液和脱附气排出,通过干燥工况干燥、再生吸附材料的活性。其中,本发明实施例中的吸附材料,是指活性炭纤维、活性炭颗粒等,适用含热风干燥工艺来恢复材料吸附活性的吸附材料。
吸附单元20的各吸附器在特定运行时刻处于不同工况,即各吸附器的工况在“吸附-脱附-干燥”这三个工况中依次循环,此循环功能由自动控制设备控制管路流量来实现。例如,第一吸附器21处于吸附工况,第二吸附器22处于脱附工况,第三吸附器23处于干燥工况;当第一吸附器21完成吸附切换为脱附工况时,第二吸附器22处于干燥工况,第三吸附器23处于吸附工况;当第一吸附器21完成脱附切换为干燥工况时,第二吸附器22处于吸附工况,第三吸附器23处于脱附工况。
而且,吸附单元20包括多个吸附器。当吸附单元20为2N(N为正整数)个吸附器时,在一个处理周期内,一个吸附器A处于吸附工况,另一个吸附器B先处于脱附工况,后处于干燥工况。然后,在下一个处理周内,处于吸附工况的吸附器A转为脱附工况;处于干燥工况的吸附器B转为吸附工况。以此类推。
当吸附单元20为3N个吸附器时,在一个处理周期内,N个吸附器C处于吸附工况;N个吸附器D处于脱附工况;N个吸附器E处于干燥工况。在下一个处理周期内,处于吸附工况的吸附器C转为脱附工况;处于脱附工况的吸附器D转为干燥工况;处于干燥工况的吸附器E转为吸附工况。以此类推。
在此利用各路流量控制来保证在相同时长(同一个处理周期内)内各个吸附器均完成吸附、脱附和/或干燥工艺,以保证在下一个处理周期开始时各个吸附器分别可以切换到不同工况。例如,待当前处理周期结束,通过控制管路流量,使得处于吸附工况的吸附器连接到蒸汽源,以进入脱附工况;使得处于脱附工况的吸附器连接到干燥加热器,以进入干燥工况;并且使得处于干燥工况的吸附器连接到废气源以进入吸附工况。
第一实施例
如图1所示,本发明第一实施例提供一种废气回收热能再利用系统,包括吸附加热器11、吸附单元20、凝液处理单元40、干燥加热器61和热能回收单元70。其中,吸附单元20,包括第一吸附器21、第二吸附器22、第三吸附器23。凝液处理单元40,包括分层槽41、曝气槽42。
其中,热能回收单元70,包括换热器71、储液罐72。其中,换热器71可以是板式换热器、管式换热器或热泵,在本发明实施例中不进行限定,目的为置换出流经换热器71中的介质所含的热能。储液罐72储存换热器71中的工质(如导热油等),并设有加热器和可调散热面积的风冷散热器,使储液罐72内部的导热油温度稳定于设定值(如135℃)。
本发明实施例以特定时刻下,第一吸附器21处于吸附工况,第二吸附器22处于脱附工况,第三吸附器23处于干燥工况,为例进行说明,以方便理解。
废气经过过滤后输入第一节点1,连接吸附加热器11的输入端。
吸附加热器11的输出端,连接第一吸附器21的废气输入端。
第一吸附器21的尾气输出端,排出尾气。
第三吸附器23的干燥气输入端,连接干燥加热器61的输出端。
干燥加热器61的输入端,输入外空气。
第三吸附器23的干燥气输出端,排出干燥气。
第二吸附器22的脱附气输入端,连接蒸汽源。
第二吸附器22的脱附气输出端,连接换热器71的介质输入端。
换热器71的介质输出端,连接第一节点1。
第二吸附器22的凝液输出端,连接分层槽41的输入端。
分层槽41的溶剂输出端,排出溶剂。
分层槽41的废液输出端,连接曝气槽42的废液输入端。
曝气槽42的洁净气输入端,输入外空气。
曝气槽42的气相输出端,连接第一节点1。
曝气槽42的液相输出端,排出达标水。
换热器71的工质输出端,连接储液罐72的输入端。
储液罐72的输出端,连接吸附加热器11的工质输入端。
吸附加热器11的工质输出端,连接换热器71的工质输入端。
进一步的,储液罐72的输出端,连接干燥加热器61的工质输入端。
干燥加热器61的工质输出端,连接换热器71的工质输入端。
进一步的,储液罐72的输出端,连接曝气槽42的工质输入端。
曝气槽42的工质输出端,连接换热器71的工质输入端。
进一步的,本发明第一实施例提供一种相应的废气回收热能再利用方法,如图2所示,包括如下步骤:
S0:对处于吸附工况的吸附器输入经吸附加热器控温的废气,进入步骤S1;对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,进入步骤S3。
第一吸附器21处于吸附工况。
对第一吸附器21输入经过过滤和吸附加热器11控温的废气。
S1:对处于吸附工况的吸附器输入的废气,由吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,形成尾气,进入步骤S2。
对第一吸附器21输入的废气,由第一吸附器21中的吸附材料吸附废气中的挥发性有机物。经吸附后的废气成为尾气。
S2:将处于吸附工况的吸附器形成的尾气排出。
S3:利用进入处于脱附工况的吸附器的蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气,将凝液输入分层槽,将脱附气输入换热器回收热能,形成不凝气,并进入步骤S4。将不凝气输入处于吸附工况的吸附器再次吸附,并进入步骤S5。
第二吸附器22处于脱附工况。
对第二吸附器22输入蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气。
脱附形成的凝液,由第二吸附器22的凝液输出端输入分层槽41中。
脱附形成的脱附气,由第二吸附器22的脱附气输出端输入换热器71中,由导热油回收脱附气中的热能。释放热能后的脱附气成为不凝气,经第一节点1输入处于吸附工况的第一吸附器21,再次进行吸附。
S4:换热器回收的热能加热换热器中的储热剂工质,将储热剂工质储存在储液罐中控温,并从储液罐为吸附加热器、干燥加热器、曝气槽提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温。
在换热器71中,储热剂工质(导热油)通过工质管路回收介质管路中脱附气的热能。本发明实施例中,脱附气的温度能够达到145℃,回收了脱附气热能的导热油温度能够达到135℃。
回收了热能的导热油,储存在储液箱72中,由储液箱72中的加热器和可调散热面积的风冷装置,维持导热油的温度稳定于设定值。
储液罐72向吸附加热器11、干燥加热器61、曝气槽42的工质管路输送导热油,作为各加热设备的热源。
在本发明的一个实施例中,吸附加热器11将废气预热至25~35℃,干燥加热器61将外空气加热至40~60℃,曝气槽42曝气加热至80~90℃。以储热剂工质作为热源的加热设备,测量被加热物质加热后的温度,并与设定值进行对照:被加热物质加热后的温度低于设定值,增大该加热设备的储热剂工质流量;被加热物质加热后的温度高于设定值,减小该加热设备的储热剂工质流量。
以吸附加热器11为例,当吸附加热器11输出端排出的废气温度小于设定值(如30℃),则增大吸附加热器11工质输入端的导热油流量;当排出的废气温度高于设定值,则减少导热油流量。干燥加热器61、曝气槽42的导热油流量控制与吸附加热器11相同。
储液罐72向吸附加热器11、干燥加热器61、曝气槽42分配导热油的流量比例约为2∶10∶9。
降温后的导热油由换热器71的工质输入端进入换热器71中,再次换热升温,重新进入储液罐72,继续为上述加热设备提供热能,如此循环利用脱附气中的热能。
S5:将分层槽中的凝液进行分层,形成有机物溶剂和含有有机物的废液,将分层槽形成的有机物溶剂排出并回收;将形成的废液输入曝气槽,进入步骤S6。
分层槽41利用有机物溶剂和水的不溶性,其中的凝液在重力作用下经过一段时间的沉淀,自然分为溶剂层和废液层,实现分离。分离出的溶剂由溶剂输出端排出,重新用于生产。
S6:将分层槽形成的废液输入曝气槽,与输入的外空气发生曝气反应,形成达标水和气化溶剂,将曝气槽形成的达标水排出,将曝气槽形成的气化溶剂输入当前处于吸附工况的吸附器再次吸附。
分层槽41分离出的废液由废液输出端输入曝气槽42中,并由曝气槽42进行加热。加热的废液与曝气槽42的洁净气输入端输入的外空气,进一步曝气处理。
曝气槽42中的废液含有微量的有机物,经过曝气槽42加热和曝气,使废液中溶解的有机物气化,形成气化溶剂和达标水。
曝气产生的气化溶剂,由曝气槽42的气相输出端输出,经第一节点1输入处于吸附工况的吸附器21,再次进行吸附。
曝气产生的达标水,由曝气槽42的液相输出端排出。
S7:将外空气输入干燥加热器进行过滤和加热,对处于干燥工况的吸附器,输入经干燥加热器过滤和加热后的外空气,以干燥和再生处于干燥工况的吸附器中的吸附材料,形成干燥气并排出。
第三吸附器23处于干燥工况。
将外空气输入干燥加热器61中进行过滤和加热,将加热后的外空气输入第三吸附器23的干燥气输入端,干燥、再生吸附材料,形成干燥气。
干燥气由第三吸附器23的干燥气输出端排出。
第二实施例
如图3所示,本发明第二实施例提供的一种废气回收热能再利用系统,在第一实施例的基础上,还包括转轮单元30。其中,转轮单元30,包括吸附转轮31、转轮加热器32。吸附转轮31是桶式或轮盘式的吸附设备,转轮处于低速旋转状态,大部分吸附材料处于吸附状态,其余吸附材料处于脱附、干燥状态,例如ACF和沸石分子筛转轮。
本发明实施例以“某运行时刻,第一吸附器21处于脱附工况,第二吸附器22处于干燥工况,第三吸附器23处于吸附工况”为例。
废气经过过滤后输入第一节点1,连接吸附加热器11的输入端。
吸附加热器11的输出端,连接第三吸附器23的废气输入端。
第三吸附器23的尾气输出端,连接吸附转轮31的尾气输入端。
吸附转轮31的洁净气输出端,排出洁净气。
转轮加热器32的输入端,输入外空气。
转轮加热器32的输出端,连接吸附转轮31的脱附气输入端。
吸附转轮31的脱附气输出端,连接第一节点1。
干燥加热器61的输入端,输入外空气。
第二吸附器22的干燥气输入端,连接干燥加热器61的输出端。
第二吸附器22的干燥气输出端,排出干燥气。
第一吸附器21的脱附气输入端,连接蒸汽源。
第一吸附器21的脱附气输出端,连接换热器71的介质输入端。
换热器71的介质输出端,连接第一节点1。
第一吸附器21的凝液输出端,连接分层槽41的输入端。
分层槽41的溶剂输出端,排出溶剂。
分层槽41的废液输出端,连接曝气槽42的废液输入端。
曝气槽42的气相输出端,输入外空气。
曝气槽42的液相输出端,排出达标水。
换热器71的工质输出端,连接储液罐72的输入端。
储液罐72的输出端、换热器71的工质输入端与系统内其他设备的连接关系与第一实施例相同。
进一步的,储液罐72的输出端,连接转轮加热器32的工质输入端。
转轮加热器32的工质输出端,连接换热器71的工质输入端。
进一步的,本发明第二实施例还提供一种废气回收热能再利用方法,如图4所示,包括如下步骤:
S0:对处于吸附工况的吸附器输入废气,进入步骤S1;对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,进入步骤S3。
第三吸附器23处于吸附工况。
对第三吸附器23输入经过过滤和吸附加热器11控温的废气。
S1:对处于吸附工况的吸附器输入废气,由吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,形成尾气,进入步骤S2。
对第三吸附器23输入的废气,由第三吸附器23中的吸附材料吸附废气中的挥发性有机物。经吸附后的废气成为尾气。
S2:将处于吸附工况的吸附器形成的尾气输入吸附转轮再次吸附,形成洁净气,将洁净气排出。将外空气输入转轮加热器中加热,作为脱附气输入吸附转轮,以脱附、干燥吸附转轮中的吸附材料,脱附气由吸附转轮的脱附气输出端输出,输入处于吸附工况的吸附器中再次进行吸附。
第三吸附器23中的尾气,从第三吸附器23的尾气输出端输入吸附转轮31中再次吸附,吸附后形成洁净气,由吸附转轮31的洁净气输出端排出。
转轮加热器32由输入端输入外空气,外空气经转轮加热器32加热后,输入吸附转轮31的脱附气输入端,以脱附、干燥吸附转轮31中的吸附材料,形成脱附气。
脱附气由吸附转轮31的脱附气输出端输出,输入处于吸附工况的第三吸附器23中再次进行吸附。
S3:利用进入处于脱附工况的吸附器的蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气,将凝液输入分层槽,将脱附气输入换热器回收热能,形成不凝气,并进入步骤S4。将不凝气输入处于吸附工况的吸附器再次吸附,并进入步骤S5。
第一吸附器21处于脱附工况。
对第一吸附器21输入蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气。
脱附形成的凝液,由第一吸附器21的凝液输出端输入分层槽41中。
脱附形成的脱附气,由第一吸附器21的脱附气输出端输入换热器71中,由导热油回收脱附气中的热能。释放热能后的脱附气成为不凝气,经第一节点1输入处于吸附工况的第三吸附器23,再次进行吸附。
S4:换热器回收的热能加热换热器中的储热剂工质,将储热剂储存在储液罐中控温,并从储液罐为吸附加热器、干燥加热器、转轮加热器、曝气槽提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温。
换热器71中,储热剂工质(导热油)通过工质管路回收介质管路中脱附气的热能。
回收了热能的导热油,储存在储液箱72中,由储液箱72中的加热器和可调散热面积的风冷装置,维持导热油的温度稳定于设定值。
储液罐72向吸附加热器11、干燥加热器61、转轮加热器32、曝气槽42的工质管路输送导热油,作为各加热设备的热源。
本发明实施例中,吸附加热器11将废气预热至25~35℃,干燥加热器61将外空气加热至40~60℃,转轮加热器32将外空气加热至100~125℃,曝气槽42曝气加热至80~90℃。储液罐72向吸附加热器11、干燥加热器61、转轮加热器32、曝气槽42分配加热工质的流量比例约为2∶10∶7∶9。
降温后的导热油由换热器71的工质输入端进入换热器71中,再次换热升温,重新进入储液罐72,继续为上述加热设备提供热能,如此循环利用脱附气中的热能。
S5:将分层槽中的凝液进行分层,形成有机物溶剂和含有有机物的废液,将分层槽形成的有机物溶剂排出并回收;将形成的废液输入曝气槽,进入步骤S6。
分层槽41将凝液分为溶剂层和废液层,实现分离。分离出的溶剂由溶剂输出端排出,重新用于生产。
S6:将分层槽形成的废液输入曝气槽,与输入的外空气发生曝气反应,形成达标水和气化溶剂,将曝气槽形成的达标水排出,将曝气槽形成的气化溶剂输入当前处于吸附工况的吸附器再次吸附。
分层槽41分离出的废液由废液输出端输入曝气槽42中,并由曝气槽42进行加热。加热的废液与曝气槽42的洁净气输入端输入的外空气,进一步曝气处理。
曝气产生的气化溶剂,由曝气槽42的气相输出端输出,经第一节点1输入处于吸附工况的第三吸附器23,再次进行吸附。
曝气产生的达标水,由曝气槽42的液相输出端排出。
S7:将外空气输入干燥加热器进行过滤和加热,对处于干燥工况的吸附器,输入经干燥加热器过滤和加热后的外空气,以干燥和再生处于干燥工况的吸附器中的吸附材料,形成干燥气并排出。
第二吸附器22处于干燥工况。
将外空气输入干燥加热器61中进行过滤和加热,将加热后的外空气输入第二吸附器22的干燥气输入端,干燥、再生吸附材料,形成干燥气。
干燥气由第二吸附器22的干燥气输出端排出。
第三实施例
如图5所示,本发明第三实施例提供的一种废气回收热能再利用系统,在第二实施例的基础上,还包括冷凝单元50。其中,冷凝单元50,包括一个或多个冷凝器,各冷凝器之间为串联、并联或串并联混合连接。
本发明实施例以“某运行时刻,第一吸附器21处于干燥工况,第二吸附器22处于吸附工况,第三吸附器23处于脱附工况”为例。
废气经过过滤后输入第一节点1,连接吸附加热器11的输入端。
吸附加热器11的输出端,连接第二吸附器22的废气输入端。
第二吸附器22的尾气输出端,连接吸附转轮31的尾气输入端。
吸附转轮31、转轮加热器32相互间的连接关系,以及转轮单元30与系统其他系统组成部分的连接关系,与第二实施例相同,不再赘述。
干燥加热器61的输入端,输入外空气。
第一吸附器21的干燥气输入端,连接干燥加热器61的输出端。
第一吸附器21的干燥气输出端,排出干燥气。
第三吸附器23的脱附气输入端,连接蒸汽源。
第三吸附器23的凝液输出端,连接分层槽41的输入端。
第三吸附器23的脱附气输出端,连接换热器71的介质输入端。
换热器71的介质输出端,连接冷凝单元50的输入端。
冷凝单元50的凝液输出端,连接分层槽41的输入端。
冷凝单元50的不凝气输出端,连接第一节点1。
分层槽41、曝气槽42相互间的连接关系,以及凝液处理单元40与系统其他组成部分的连接关系,与第二实施例相同,不再赘述。
换热器71、储液罐72相互间的连接关系,以及热能回收单元70与系统其他组成部分的连接关系,与第二实施例相同,不再赘述。
进一步的,本发明第三实施例还提供一种废气回收热能再利用方法,如图6所示,包括如下步骤:
S0:对处于吸附工况的吸附器输入废气,进入步骤S1;对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,进入步骤S3。
第二吸附器22处于吸附工况。
对第二吸附器22输入经过过滤和吸附加热器11控温的废气。
S1:对处于吸附工况的吸附器输入废气,由吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,形成尾气,进入步骤S2。
对第二吸附器22输入的废气,由第二吸附器22中的吸附材料吸附废气中的挥发性有机物。经吸附后的废气成为尾气。
S2:将处于吸附工况的吸附器形成的尾气输入吸附转轮再次吸附,形成洁净气,将洁净气排出。将外空气输入转轮加热器中加热,作为脱附气输入吸附转轮,以脱附、干燥吸附转轮中的吸附材料,脱附气由吸附转轮的脱附气输出端输出,输入处于吸附工况的吸附器中再次进行吸附。
第二吸附器22中的尾气,从第二吸附器22的尾气输出端输入吸附转轮31中再次吸附,吸附后形成洁净气,由吸附转轮31的洁净气输出端排出。
外空气经转轮加热器32加热后,脱附、干燥吸附转轮31中的吸附材料,形成脱附气。脱附气输入处于吸附工况的第二吸附器22中再次进行吸附。
S3:利用进入处于脱附工况的吸附器的蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气,将凝液输入分层槽。将处于脱附工况的吸附器形成的脱附气,输入换热器回收热能,并进入步骤S4。将回收热能后的脱附气输入冷凝单元进行冷凝,形成凝液和不凝气。将冷凝单元形成的凝液输入分层槽。将冷凝单元形成的不凝气,输入处于吸附工况的吸附器再次吸附,并进入步骤S5。
第三吸附器23处于脱附工况。
对第三吸附器23输入蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气。
脱附形成的凝液,由第三吸附器23的凝液输出端输入分层槽41中。
脱附形成的脱附气,由第三吸附器23的脱附气输出端输入换热器71中,由导热油回收脱附气中的热能。
释放热能后的脱附气,输入冷凝单元50进行冷凝,形成凝液和不凝气。
冷凝单元50形成的凝液,输入分层槽41。
冷凝单元50形成的不凝气,经第一节点1输入处于吸附工况的第二吸附器22,再次进行吸附。
S4:换热器回收的热能加热换热器中的储热剂工质,将储热剂储存在储液罐中控温,并从储液罐为吸附加热器、干燥加热器、转轮加热器、曝气槽提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温。
换热器71中,储热剂工质(导热油)通过工质管路回收介质管路中脱附气的热能。
回收了热能的导热油,储存在储液箱72中,由储液箱72中的加热器和可调散热面积的风冷装置,维持导热油的温度稳定于设定值。
储液罐72向吸附加热器11、干燥加热器61、转轮加热器32、曝气槽42的工质管路输送导热油,作为各加热设备的热源。导热油的流量分配比例与第二实施例相同。
降温后的导热油由换热器71的工质输入端进入换热器71中,再次换热升温,重新进入储液罐72,继续为上述加热设备提供热能,如此循环利用脱附气中的热能。
S5:将分层槽中的凝液进行分层,形成有机物溶剂和含有有机物的废液,将分层槽形成的有机物溶剂排出并回收;将形成的废液输入曝气槽,进入步骤S6。
分层槽41将凝液分为溶剂层和废液层,实现分离。分离出的溶剂由溶剂输出端排出,重新用于生产。
S6:将分层槽形成的废液输入曝气槽,与输入的外空气发生曝气反应,形成达标水和气化溶剂,将曝气槽形成的达标水排出,将曝气槽形成的气化溶剂输入当前处于吸附工况的吸附器再次吸附。
分层槽41分离出的废液由废液输出端输入曝气槽42中,并由曝气槽42进行加热。加热的废液与曝气槽42的洁净气输入端输入的外空气,进一步曝气处理。
曝气产生的气化溶剂,由曝气槽42的气相输出端输出,经第一节点1输入处于吸附工况的第二吸附器22,再次进行吸附。
曝气产生的达标水,由曝气槽42的液相输出端排出。
S7:将外空气输入干燥加热器进行过滤和加热,对处于干燥工况的吸附器,输入经干燥加热器过滤和加热后的外空气,以干燥和再生处于干燥工况的吸附器中的吸附材料,形成干燥气并排出。
第一吸附器21处于干燥工况。
将外空气输入干燥加热器61中进行过滤和加热,将加热后的外空气输入第一吸附器21的干燥气输入端,干燥、再生吸附材料,形成干燥气。
干燥气由第一吸附器21的干燥气输出端排出。
第四实施例
如图7所示,本发明第四实施例提供的一种废气回收热能再利用系统,和以上实施例的区别是:① 热能回收单元70还包括多个能够调节流量的三通阀,本发明实施例以二个三通阀为例,即第一三通阀731、第二三通阀732;② 换热器71包括多个换热器,本发明实施例以三个为例,即第一换热器711、第二换热器712、第三换热器713;③ 储液罐72包括多个储液罐,本发明实施例以三个为例,即第一储液罐721、第二储液罐722、第三储液罐723。
吸附单元20的脱附气输出端经并联连接后,连接第一三通阀731的输入端。
第一三通阀731的输出端A,连接第一换热器711的介质输入端。
第一三通阀731的输出端B,连接第二三通阀732的输入端。
第一换热器711的介质输出端,连接第二三通阀732的输入端。
第二三通阀732的输出端C,连接第二换热器712的介质输入端。
第二三通阀732的输出端D,连接第三换热器713的介质输入端。
第二换热器712的介质输出端,连接第三换热器713的介质输入端。
第三换热器713的介质输出端,连接冷凝单元50的输入端。
第一换热器711的工质输出端,连接第一储液罐721的输入端。
第一储液罐721的输出端,连接转轮加热器32的工质输入端。
转轮加热器32的工质输出端,连接第一换热器711的工质输入端。
第一储液罐721的输出端,连接曝气槽42的工质输入端。
曝气槽42的工质输出端,连接第一换热器711的工质输入端。
第二换热器712的工质输出端,连接第二储液罐722的输入端。
第二储液罐722的输出端,连接干燥加热器61的工质输入端。
干燥加热器61的工质输出端,连接第二换热器712的工质输入端。
第三换热器713的工质输出端,连接第三储液罐723的输入端。
第三储液罐723的输出端,连接吸附加热器11的工质输入端。
吸附加热器11的工质输出端,连接第三换热器713的工质输入端。
为充分利用脱附气热能,同时也是为了精准分配回收热能,热能回收端根据需求的温度不同,采用分级回收。
脱附气通过多级换热,得到不同温度的工质,一方面最大限度的回收脱附气中的热量,另一方面降低脱附气的温度,得到更多的回收凝液,为下游的冷凝单元节省能耗。
以处理含四氯乙烯的废气为例,因四氯乙烯的沸点较高,故采用150℃的蒸汽进行脱附,脱附后的蒸汽与四氯乙烯的混合气温度仍有145℃。
热源需求端的温度为分别为:吸附加热器11将废气预热至25~35℃,干燥加热器61将外空气加热至40~60℃,转轮加热器32将外空气加热至100~125℃,曝气槽42曝气加热至80~90℃。
针对第四实施例采用三级热量回收,具体说明如下:
第一级:第一换热器711和第一储液罐721,用于曝气槽42曝气加热至80~90℃和转轮加热器32将外空气加热至100~125℃,由于被加热的转轮脱附风温度最高要达到125℃,传递热源的工质回收脱附气的热源后,温度需要高于125℃。综合设定工质回收热源后的温度为135℃,由于温度超过100℃,采用高沸点工质,如导热油。控制被加热工质温度的方式为,第一三通阀731控制分流到第一换热器711的脱附气流量。
第二级:第二换热器712和第二储液罐722,用于干燥加热器61将外空气加热至40~60℃,由于被加热的干燥风温度最高要达到60℃,传递热源的工质回收脱附气的热源后,温度需要高于60℃。综合设定工质回收热源后的温度为75℃,由于温度仅为75℃,采用水作为工质。控制被加热工质温度的方式为,经过第一换热器711的脱附气和第一三通阀731分流后的原脱附气,由第二三通阀732控制分流到第二换热器712的脱附气流量。
第三级:第三换热器713和第三储液罐723,用于吸附加热器11将废气预热至25~35℃,由于被加热的废气温度最高要达到35℃,传递热源的工质回收脱附气的热源后,温度需要高于35℃。综合设定工质回收热源后的温度为50℃,由于温度仅为50℃,采用水作为工质。控制被加热工质温度的方式为,经过第二换热器712后的脱附气全部进入第三换热器713,由第三储液罐723中的加热器和可调散热面积的风冷散热器,控制工质的温度。例如,当热能过剩,工质温度过高时,增大风冷装置的散热面积来降低工质温度;反之,开启加热装置来提高工质温度。
参与控制的三通阀的分配比例与引入的外空气温度,以及其他因素的对应关系如下:
可回收的总热能≥各个热能需求端的总需求
若小于,则由最后一级的工质储液罐补能。
各加热设备的热能需求应符合以下公式:
其中,n—加热设备的数量;
Q1—加热设备1的被加热介质的流量,单位kg/h或m3/h;
C1—加热设备1的被加热介质的比热容,单位J/(kg·℃);
Qn—加热设备n的被加热介质的流量,单位kg/h或m3/h;
Cn—加热设备n的被加热介质的比热容,单位J/(kg·℃);
Δt1=t1B-t1A
Δtn=tnB-tnA
其中,tnA—加热设备n的被加热介质的入口温度,单位℃;
tnB—加热设备n的被加热介质的出口温度,单位℃。
三通阀的流量分配比例符合以下公式:
其中,QSA—脱附气去往第一级回收换热系统流量,单位kg/h或m3/h;
QSB—脱附气直接进入第二级回收换热系统流量,单位kg/h或m3/h;
QS—脱附气总流量,单位kg/h或m3/h;
CS—脱附气的比热容,单位J/(kg·℃);
ΔtS—脱附气的进出口温差,单位℃。
注:
若脱附气回收的热能以潜热为主,则CS更换为ΔhS(脱附气的潜热)。
吸附加热器11、干燥加热器61、转轮加热器32、曝气槽42的流量比例约为100∶87∶12∶1。
以引入的外空气tnA=20℃为例,可以得出根据需要加热的吸附加热器11、干燥加热器61、转轮加热器32、曝气槽42各需求端的热能比例约为2∶10∶7∶9。
综上得出,第一三通阀731的输出端A和输出端B的流量分配比例:QSA∶QSB=30.37%∶69.63%;第二三通阀732的输出端C和输出端D的流量分配比例:QSC∶QSD=28.72%∶71.28%。
进一步的,为简化计算过程,可将各个引入外界空气的温度tnA带入公式,经过校正后得出外界空气的温度tnA与三通阀开度QSA∶QSB关系,如图8所示。一方面在半自动化时或在紧急情况需要手动操作时可以直接迅速的定位三通阀开度,另一方面也可以作为自动化阀门进行PID调节时的逻辑指导。
在外空气温度基本稳定的情况下,本废气回收热能再利用系统应对不同工况时,可以推算出三通阀门开度。例如,在脱附气流量不变,但不同温度的情况下,三通阀开度的变化如图9所示。
通过多级换热回收热能,冷却水减量达到85%~87%,回用脱附气中82%~85%的热能。
如果脱附气的温度低于热能需求端的最高加热温度,例如假定转轮加热器32需将外空气加热至160℃,高于传热工质的135℃,则转轮加热器32无法直接加热外空气至所需温度。在转轮加热器32的前端增加预热装置,先将外空气的温度预热至125℃,然后再引入高温的其他热媒将预热后的外空气升温至160℃。相对于由高温热媒直接加热外空气,可以节省大量能耗。
废气经吸附单元20和吸附转轮31吸附后,排出洁净气。脱附气经热能回收和冷凝,形成凝液,再经分层、曝气,排出达标水,回收溶剂。从脱附气中回收的热能作为热源,用于预热进入系统的废气,加热吸附单元的干燥气,加热吸附转轮的脱附气,加热曝气槽中的废液。降温后的导热油由换热器71的工质输入端进入换热器71中,再次换热升温,重新进入储液罐72,继续为上述加热设备提供热能,如此循环回收利用脱附气中的热能。
综上所述,本发明实施例提供的废气回收热能再利用系统和方法,通过串联吸附材料和吸附转轮,从废气中回收有机物溶剂,循环回收再利用脱附气中的热能,作为加热设备的热源,回收脱附气中82%~85%的热能,节约冷却用水用量85%~87%。
在该废气回收热能再利用系统中,集成废气吸附设备和凝液处理设备,循环回收再利用脱附气中的热能,用于废气的预热(25~35℃)、干燥风的加热(40~60℃)、曝气槽的曝气加热(80~90℃)和吸附转轮的脱附风加热(100~125℃)。
需要说明的是,上述多个实施例只是举例,各个实施例的技术方案之间可以进行组合,均在本发明的保护范围内。
此外,术语“第一”“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
上面对本发明所提供的废气回收热能再利用系统和方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言,在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将构成对本发明专利权的侵犯,将承担相应的法律责任。
Claims (12)
1.一种废气回收热能再利用系统,其特征在于包括吸附加热器、吸附单元、凝液处理单元、干燥加热器和热能回收单元;其中,
所述吸附单元,包括多个吸附器,各所述吸附器之间为并联连接;
所述凝液处理单元,包括分层槽;
所述热能回收单元,包括换热器、储液罐;
所述吸附加热器的输入端,用于输入废气;
各个所述吸附器的废气输入端,均连接所述吸附加热器的输出端;
所述吸附器的尾气输出端,用于排出尾气;
所述吸附器的干燥气输入端,连接所述干燥加热器的输出端;
所述干燥加热器的输入端,用于输入外空气;
所述吸附器的干燥气输出端,用于排出干燥气;
所述吸附器的脱附气输入端,用于连接蒸汽源;
所述吸附器的脱附气输出端,连接所述吸附加热器的输入端;
所述吸附器的凝液输出端,连接所述分层槽的输入端;
所述分层槽的溶剂输出端,用于排出溶剂;
所述分层槽的废液输出端,用于排出废液;
所述换热器的工质输出端,连接所述储液罐的输入端;
所述储液罐的输出端,连接所述吸附加热器的工质输入端和所述干燥加热器的工质输入端;
所述换热器的工质输入端连接,所述吸附加热器的工质输出端和所述干燥加热器的工质输出端。
2.如权利要求1所述的废气回收热能再利用系统,其特征在于所述吸附器被设置为:待当前处理周期结束,通过控制管路流量,
使得处于吸附工况的吸附器连接到蒸汽源,以进入脱附工况;
使得处于脱附工况的吸附器连接到干燥加热器,以进入干燥工况;
并且使得处于干燥工况的吸附器连接到废气源以进入吸附工况。
3.如权利要求1所述的废气回收热能再利用系统,其特征在于所述凝液处理单元还包括曝气槽;
所述分层槽的废液输出端,连接所述曝气槽的废液输入端;
所述曝气槽的洁净气输入端,用于输入外空气;
所述曝气槽的气相输出端,连接所述吸附加热器的输入端;
所述曝气槽的液相输出端,用于排出达标水;
所述曝气槽的工质输入端,连接所述储液罐的输出端;
所述曝气槽的工质输出端,连接所述换热器的工质输入端。
4.如权利要求1所述的废气回收热能再利用系统,其特征在于还包括转轮单元;其中,
所述转轮单元,包括吸附转轮、转轮加热器;
所述转轮加热器的输入端,用于输入外空气;
所述转轮加热器的输出端,连接所述吸附转轮的脱附气输入端;
所述吸附器的尾气输出端经并联连接后,连接所述吸附转轮的尾气输入端;
所述吸附转轮的洁净气输出端,用于排出洁净气;
所述转轮加热器的工质输入端,连接所述储液罐的输出端;
所述转轮加热器的工质输出端,连接所述换热器的工质输入端。
5.如权利要求1所述的废气回收热能再利用系统,其特征在于还包括冷凝单元;其中,
所述冷凝单元的输入端,连接所述换热器的介质输出端;
所述冷凝单元的凝液输出端,连接所述分层槽的输入端;
所述冷凝单元的不凝气输出端,连接所述吸附加热器的输入端。
6.如权利要求1所述的废气回收热能再利用系统,其特征在于:
任意运行时刻中,均有一个或多个所述吸附器处于吸附、脱附或干燥工况;各所述吸附器,均在“吸附-脱附-干燥”工况间循环切换。
7.一种废气回收热能再利用方法,其特征在于包括以下步骤:
S0:对当前处于吸附工况的吸附器输入经吸附加热器控温的废气,进入步骤S1,对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,进入步骤S3;
S1:对处于吸附工况的吸附器输入废气,由吸附材料吸附废气中的挥发性有机物,形成尾气;
S2:将处于吸附工况的吸附器形成的尾气排出;
S3:对当前处于脱附工况的吸附器输入蒸汽,脱附被吸附材料吸附的有机物,形成含有有机物的凝液和脱附气;将处于脱附工况的吸附器形成的凝液输入分层槽,将处于脱附工况的吸附器形成的脱附气输入换热器回收热能,形成不凝气,并进入步骤S4;将换热器形成的不凝气输入处于吸附工况的吸附器再次吸附,并进入步骤S5;
S4:换热器回收的热能加热换热器中的储热剂工质,将储热剂储存在储液罐中控温,从储液罐为吸附加热器、干燥加热器、曝气槽提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温;
S5:将分层槽中的凝液进行分层,形成有机物溶剂和含有有机物的废液,将分层槽形成的有机物溶剂排出并回收,将形成的废液输入曝气槽,进入步骤S6;
S6:将分层槽形成的废液输入曝气槽,与输入的外空气发生曝气反应,形成达标水和气化溶剂,将曝气槽形成的达标水排出,将曝气槽形成的气化溶剂,输入当前处于吸附工况的吸附器再次吸附;
S7:将外空气输入干燥加热器进行过滤和加热,对处于干燥工况的吸附器,输入经干燥加热器过滤和加热后的外空气,以干燥和再生处于干燥工况的吸附器中的吸附材料,形成干燥气并排出。
8.如权利要求7所述的废气回收热能再利用方法,其特征在于还包括以下步骤:
S8:待当前处理周期结束,控制管路流量,
使得处于吸附工况的吸附器连接到蒸汽源,以进入脱附工况;
使得处于脱附工况的吸附器连接到干燥加热器,以进入干燥工况;
并且使得处于干燥工况的吸附器连接到废气源,以进入吸附工况。
9.如权利要求7所述的废气回收热能再利用方法,其特征在于所述步骤S2包括如下子步骤:
将处于吸附工况的吸附器形成的尾气输入吸附转轮再次吸附,形成洁净气,将洁净气排出;
储液罐为转轮加热器提供加热所需的热源工质,降温后的储热剂工质进入换热器中再次换热升温;
将外空气输入转轮加热器中加热,作为脱附气输入吸附转轮,以脱附、干燥吸附转轮中的吸附材料;
将吸附转轮的脱附气,输入当前处于吸附工况的吸附器中再次吸附。
10.如权利要求7所述的废气回收热能再利用方法,其特征在于所述步骤S3包括如下子步骤:
将换热器回收热能后的脱附气,输入冷凝单元进行冷凝,形成凝液和不凝气;
将冷凝单元形成的凝液,输入分层槽;
将冷凝单元形成的不凝气,输入处于吸附工况的吸附器,再次吸附。
11.如权利要求7所述的废气回收热能再利用方法,其特征在于:
储存在储液罐中的储热剂工质,由储液罐进行加热或降温,以稳定储热剂工质在设定的温度;
以储热剂工质作为热源的加热设备,测量被加热物质加热后的温度,并与设定值进行对照;
被加热物质加热后的温度低于设定值,增大该加热设备的储热剂工质流量;
被加热物质加热后的温度高于设定值,减小该加热设备的储热剂工质流量;
各加热设备的热能需求符合以下公式:
12.其中,n—加热设备的数量;
Q1—加热设备1的被加热介质的流量;
C1—加热设备1的被加热介质的比热容;
Qn—加热设备n的被加热介质的流量;
Cn—加热设备n的被加热介质的比热容;
Δt1=t1B-t1A
Δtn=tnB-tnA
其中,tnA—加热设备n的被加热介质的入口温度;
tnB—加热设备n的被加热介质的出口温度。
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