CN210400027U - 一种利用导热油回收工业废气余热的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废气余热回收技术领域，具体涉及一种利用导热油回收工业废气余热的系统，包括与工业废气来源管道连通的三通阀，三通阀的其中一个出口通过旁通烟道与风冷器连通，风冷器与烟气超低排放系统连通；三通阀的另外一个出口通过废气进口烟道与制热模块的烟气进口或/和发电模块的烟气进口连通，制热模块的烟气出口或/和发电模块的烟气出口与烟气超低排放系统连通；通过设置旁通烟道，旁通烟道作为系统事故或者检修时的应急旁通装置，能够及时应对系统突发的故障以及维修；系统通过利用工业废气的余热，能够选择性回收利用发热或回收利用发电，能够充分地利用废气的余热，根据不同的地域及客户需求而进行合理的布置，具有很好的适用性。

Description

一种利用导热油回收工业废气余热的系统

技术领域

本实用新型涉及废气余热回收技术领域，具体涉及一种利用导热油回收工业废气余热的系统。

背景技术

在钢铁、冶金、建材、化工、机械、轻工等行业，各种加热炉、冶炼炉、回转窑、隧道窑、焚烧炉等窑炉设备在生产过程中会产生大量的废气，而且在废气中会含有大量的热量，有些工业窑炉的烟气余热量甚至高达窑炉本身燃料消耗量的30％～60％，节能潜力巨大，是余热利用的主要对象之一。如果直接排放，会造成资源的浪费，影响气候环境。

导热油又被称为热载体油，在抗热裂化性能、化学氧化性能、传热效率、散热速度、热稳定性等方面优势明显，将其作为工业废气余热换热介质，可以在在几乎常压的条件下，获得很高的操作温度，使系统和设备的可靠性提升，更加适应不同温度加热、冷却的工艺需求。

导热油集热器相比蒸汽余热锅炉，不需要设置蒸发器、过热器、汽包等，仅需布置省煤器，减少了设备投资。另外相比常规余热锅炉用水做换热介质回收工业废气余热，导热油对普通碳钢设备和管道基本上无腐蚀，不需要采用类似蒸汽系统的给水脱盐、除氧等复杂处理过程，省略了水处理等系统和设备，有效提高系统热效率，减少设备和管线的维护工作量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种利用导热油回收工业废气余热的系统，采用该系统能够有效回收及利用工业废气余热，实现企业节能增效目标。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：本申请提供一种利用导热油回收工业废气余热的系统，包括与工业废气来源管道连通的三通阀，三通阀的其中一个出口通过旁通烟道与风冷器连通，风冷器与烟气超低排放系统连通；三通阀的另外一个出口通过废气进口烟道与制热模块的烟气进口或/和发电模块的烟气进口连通，制热模块的烟气出口或/和发电模块的烟气出口与烟气超低排放系统连通。

其中，制热模块包括与三通阀连通的集热器，集热器分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统，集热器依次连通导热油换热器、高位导热油箱和导热油泵，导热油泵的出口与集热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路；导热油换热器的工作端与热用户连接并为热用户进行供热。

其中，发电模块包括与三通阀连通的集热器，集热器分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统，集热器依次连通导热油换热器、高位导热油箱和导热油泵，导热油泵的出口与集热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路；导热油换热器的工作端依次连通膨胀机、预热器、工质冷凝器和工质泵，工质泵的出口经预热器与导热油换热器连通；膨胀机与发电机电连接。

其中，工质冷凝器依次连通冷却塔和冷却水泵，以形成闭环的冷却水循环回路。

其中，三通阀的另外一个出口通过废气进口烟道分别与制热模块的烟气进口和发电模块的烟气进口连通，三通阀与制热模块之间设置有烟气阀。

其中，集热器为具有光管、翅片管或热管的卧式换热器或立式换热器。

其中，膨胀机为透平式膨胀机、螺杆式膨胀机或者磁悬浮式膨胀机中的一种。

其中，工质冷凝器采用水冷或者风冷式循环冷却工质。

本实用新型的有益效果：本申请的一种利用导热油回收工业废气余热的系统，通过设置旁通烟道，旁通烟道作为系统事故或者检修时的应急旁通装置，能够及时应对系统突发的故障以及维修；系统通过利用工业废气的余热，能够选择性回收利用发热或回收利用发电，或者同时进行回收利用发热和回收利用发电，能够充分地利用废气的余热，根据不同的地域及客户需求而进行合理的布置，具有很好的适用性。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型一种利用导热油回收工业废气余热的系统的结构示意图。

图2为本实用新型一种利用导热油回收工业废气余热的系统第二个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型一种利用导热油回收工业废气余热的系统第三个实施例的结构示意图。

附图说明：集热器1、导热油泵2、高位导热油箱3、三通阀4、旁通烟道5、风冷器6、导热油换热器7、热用户8、烟气超低排放系统9、膨胀机10、发电机11、预热器12、冷凝器13、工质泵14、冷却塔15、烟气阀16。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

本实用新型的一种利用导热油回收工业废气余热的系统的具体实施方式之一，如图1所示，工业废气余热系统包括与工业废气来源管道连通的三通阀4，三通阀4的其中一个出口通过旁通烟道5与风冷器6连通，风冷器6与烟气超低排放系统9连通；三通阀4的另外一个出口通过废气进口烟道与制热模块的烟气进口连通。

在本实施例中，制热模块包括与三通阀4连通的集热器1，集热器1分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统9，集热器1内的换热器依次连通导热油换热器7内的换热器、高位导热油箱3和导热油泵2，导热油泵2的出口与集热器1内的换热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路；导热油换热器7的工作端与热用户8连接并为热用户8进行供热。制热系统的工作过程如下，导热油通过导热油泵2输送入集热器1内的换热器，在集热器1内导热油与烟气通过间接换热，换热后的低温工业废气经过烟气超低排放系统9排出，导热油被加热后进入导热油换热器7内的换热器进行换热；热用户8通过热载体在导热油换热器7中实现取热，热载体在热用户8用热后返回导热油换热器7，换热后的导热油进入高位导热油箱3，再经导热油泵2输送入集热器1，实现工业废气的余热回收及利用。

若废气余热系统发生故障或需要维修，烟气三通阀4切换至旁通模式，工业废气通过旁通烟道5进入风冷器6，降温后的工业废气再经由烟气超低排放系统9排出。能够及时应对突发的故障。

与传统的废气余热回收系统不同的是，集热器1不需要设置蒸发器、过热器、汽包等，仅需布置省煤器；可根据工业废气成分、含尘情况，选择光管、翅片管、热管等形式卧式或立式换热结构，并选择与之适应的钢珠清灰、振打清灰、激波清灰等清灰装置，能够最大效率地回收利用废气余热。具体地，集热器1可以采用具有光管、翅片管或热管的卧式换热器或立式换热器中的其中一种。

在本实施例中，高位导热油箱3作为系统导热油补油箱，根据系统运行情况随时补充，保证废气余热系统的正常运作。

实施例2

本申请的一种利用导热油回收工业废气余热的系统的具体实施方式之二，参见图2，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：三通阀4的另外一个出口通过废气进口烟道与发电模块的烟气进口连通。

在本实施例中，发电模块包括与三通阀4连通的集热器1，集热器1分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统9，集热器1内的换热器依次连通导热油换热器7、高位导热油箱3和导热油泵2，导热油泵2的出口与集热器1内的换热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路。导热油换热器7的工作端依次连通膨胀机10、预热器12、工质冷凝器13和工质泵14，工质泵14的出口经预热器12与导热油换热器7连通，具体地，膨胀机10与发电机11电连接以进行发电。其中，工质冷凝器13依次连通冷却塔15和冷却水泵，以形成闭环的冷却水循环回路。发电模块的工作过程如下，有机工质发电，高温导热油在蒸发器(导热油换热器7)与有机工质换热后进入高位导热油箱3，通过导热油泵2输送至集热器1循环利用，有机工质在蒸发器内被导热油加热后，由液体汽化完成升压，高压气态有机工质进入膨胀机10膨胀驱动发电机11发电。工质预热与冷凝，做功后的有机工质气体压力下降，温度降低，依次进入预热器12、冷凝器13、工质泵14与预热器12，并分别通过与有机工质液体、循环冷却水换热实现工质预热与冷凝；经预热器12预热后的液体工质再进入蒸发器换热，构成有机工质循环发电回路；循环冷却水在冷却塔15与冷凝器13中实现冷却循环。

其中，三通阀4的另外一个出口通过废气进口烟道与制热模块的烟气进口和发电模块的烟气进口连通。

在本实施例中，膨胀机10为透平式膨胀机10、螺杆式膨胀机10或者磁悬浮式膨胀机10中的一种。另外，工质冷凝器13采用水冷或者风冷式循环冷却工质。

本申请的一种利用导热油回收工业废气余热的系统，通过设置旁通烟道5，旁通烟道5作为系统事故或者检修时的应急旁通装置，能够及时应对系统突发的故障以及维修；系统通过利用工业废气的余热，能够选择性回收利用发热或回收利用发电，或者同时进行回收利用发热和回收利用发电，能够充分地利用废气的余热，根据不同的地域及客户需求而进行合理的布置，具有很好的适用性。

实施例3

本申请的一种利用导热油回收工业废气余热的系统的具体实施方式之三，参见图3，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：三通阀4的另外一个出口通过废气进口烟道分别与制热模块的烟气进口和发电模块的烟气进口进行连通，三通阀4与制热模块之间设置有烟气阀16，通过烟气阀16控制废气进口烟道与制热模块的烟气进口连通，当有供热等需求时，可开启烟气阀16启动制热模块。本实施例3可利用导热油回收工业废气余热进行发电和制热，根据不同地域需求而进行选择性规划，最大限度地对废气余热进行利用。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：包括与工业废气来源管道连通的三通阀，三通阀的其中一个出口通过旁通烟道与风冷器连通，风冷器与烟气超低排放系统连通；所述三通阀的另外一个出口通过废气进口烟道与制热模块的烟气进口或/和发电模块的烟气进口连通，制热模块的烟气出口或/和发电模块的烟气出口与烟气超低排放系统连通。

2.根据权利要求1所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述制热模块包括与三通阀连通的集热器，集热器分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统，所述集热器依次连通导热油换热器、高位导热油箱和导热油泵，所述导热油泵的出口与集热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路；所述导热油换热器的工作端与热用户连接并为热用户进行供热。

3.根据权利要求1所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述发电模块包括与三通阀连通的集热器，集热器分别通过废气进口烟道和废气出口烟道与工业废气来源管道和烟气超低排放系统，所述集热器依次连通导热油换热器、高位导热油箱和导热油泵，所述导热油泵的出口与集热器循环连通，以形成导热油余热回收循环回路；所述导热油换热器的工作端依次连通膨胀机、预热器、工质冷凝器和工质泵，所述工质泵的出口经预热器与导热油换热器连通；所述膨胀机与发电机电连接。

4.根据权利要求3所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述工质冷凝器依次连通冷却塔和冷却水泵，以形成闭环的冷却水循环回路。

5.根据权利要求1所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述三通阀的另外一个出口通过废气进口烟道分别与制热模块的烟气进口和发电模块的烟气进口连通，三通阀与制热模块之间设置有烟气阀。

6.根据权利要求2或3所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述集热器不需要设置蒸发器、过热器、汽包等，仅需布置省煤器；可根据工业废气成分、含尘情况，选择光管、翅片管、热管等形式卧式或立式换热结构，并选择与之适应的钢珠清灰、振打清灰、激波清灰等清灰装置。

7.根据权利要求3所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述膨胀机为透平式膨胀机、螺杆式膨胀机或者磁悬浮式膨胀机中的一种。

8.根据权利要求3所述的利用导热油回收工业废气余热的系统，其特征在于：所述工质冷凝器采用水冷或者风冷式循环冷却工质。

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