CN213901540U - 深度余热回收装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种深度余热回收装置，包括依次连接的烟气冷却塔、升温制取蒸汽机组、蒸汽发电机组和发电尾热回收机组，烟气冷却塔第一出口和热水入口之间的内部空间设有烟气加热器，烟气冷却塔的第一出口连接升温制取蒸汽机组的供热端，蒸汽发电机组的热源端连接烟气冷却塔的热水入口，蒸汽发电机组的热水回流端连接升温制取蒸汽机组的热量输出端，蒸汽发电机组出口连接发电尾热回收机组。本实用新型可冷凝并回收烟气中的水蒸气，将烟气中的低品位热量提升为高温热蒸汽，驱动蒸汽发电机组发电，并有效回收发电的余热。

Description

深度余热回收装置
技术领域
本实用新型涉及余热利用技术领域，尤其涉及一种深度余热回收装置。
背景技术
锅炉、发电机组、钢铁冶炼、煤焦化、石油化工、热电联产等工业工艺中会产生大量的余热废热，若直接排放，会造成热能的浪费，同时还会污染环境。
实用新型内容
本实用新型提出一种深度余热回收装置以解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种深度余热回收装置，包括依次连接的烟气冷却塔、升温制取蒸汽机组、蒸汽发电机组和发电尾热回收机组，烟气冷却塔第一出口和热水入口之间的内部空间设有烟气加热器，烟气冷却塔的第一出口连接升温制取蒸汽机组的供热端，蒸汽发电机组的热源端连接烟气冷却塔的热水入口，蒸汽发电机组的热水回流端连接升温制取蒸汽机组的热量输出端，蒸汽发电机组出口连接发电尾热回收机组。
作为优选，所述升温制取蒸汽机组包括制冷剂缓存罐、吸收剂缓存罐和蒸发吸收单元，所述蒸发吸收单元通过管道分别和制冷剂缓存罐、吸收剂缓存罐相连接；所述蒸发吸收单元用于通过吸收剂将来自烟气冷却塔的低温蒸气吸收并释放热量。
作为优选，所述蒸发吸收单元包括依次排列的初级蒸发吸收单元、至少一个中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元，所述初级蒸发吸收单元、中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元均分别包括一个蒸发器和一个吸收器，每个蒸发器的供水端均连接制冷剂缓存罐；初级蒸发吸收单元蒸发器的蒸汽入口通过管道连接烟气冷却塔的第一出口；中间级蒸发吸收单元蒸发器的供热端分别连接至前一级蒸发吸收单元吸收器的热量输出端；初级蒸发吸收单元和中间级蒸发吸收单元的吸收器的供液端分别连接至后一级蒸发吸收单元吸收器的出液端，末级蒸发吸收单元的吸收器的供液端连接吸收剂缓存罐，末级蒸发吸收单元的蒸发器的热量输出端连接蒸汽发电机组的热水回流端。
作为优选，所述蒸发吸收单元还包括吸收剂换热器，初级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接吸收剂缓存罐、初级蒸发吸收单元吸收器的出液端和下一级蒸发吸收单元的吸收剂换热器，各中间级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、下一级蒸发吸收单元吸收剂换热器，末级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、同级蒸发吸收单元吸收器的供液端。
作为优选，所述蒸汽发电机组为ORC余热发电机组。
作为优选，所述发电尾热回收机组包括低压蒸发器、存有吸收剂的低压吸收器、高压冷凝器和高压蒸发器，低压蒸发器的供热端连接蒸汽发电机组的输出端，低压蒸发器的蒸汽输出端连接低压吸收器的蒸汽输入端，低压吸收器的吸收剂输出端连接高压蒸发器的供液端，高压蒸发器的吸收剂输出端连接低压吸收器的供液端，高压蒸发器的工质输出端连接高压冷凝器的工质输入端，高压冷凝器的工质输出端连接低压蒸发器的供液端。
作为优选，所述低压吸收器和高压蒸发器之间还连接有吸收剂换热器。
作为优选，所述吸收剂为溴化锂、氯化锂或溴化锂与氨形成的化合物的水溶液。
与现有技术相比较，本实用新型可冷凝并回收烟气中的水蒸气，将烟气中的低品位热量提升为高温热蒸汽，驱动蒸汽发电机组发电，并有效回收发电的余热。
附图说明
图1为本实用新型深度余热回收装置的一种结构示意图。
图中，1-烟气冷却塔，2-升温制取蒸汽机组，4-蒸汽发电机组，5-发电尾热回收机组，11-烟气入口，12-第二水箱，13-第二喷淋器，14-第二除雾器，15-烟气加热器，16-换热器，21-初级蒸发器，22-二级蒸发器，23-三级蒸发器，24-末级蒸发器，25-初级吸收器，26-二级吸收器，27-三级吸收器，28-末级吸收器，29-制冷剂缓存罐，30-吸收剂缓存罐，31-初级吸收剂换热器，32-二级吸收剂换热器，33-三级吸收剂换热器，34-末级吸收剂换热器，41-热水罐，42-蒸发器，43-再热器，44-储液罐，45-冷凝器，46-一级膨胀机，47-二级膨胀机，48-发电机，51-低压蒸发器，52-低压吸收室，53-冷凝器，54-高压蒸发器，55-吸收剂换热器。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1所示，一种深度余热回收装置，包括依次连接的烟气冷却塔1、升温制取蒸汽机组2、蒸汽发电机组4和发电尾热回收机组5，烟气冷却塔第一出口和热水入口之间的内部空间设有烟气加热器15，烟气冷却塔1的第一出口连接升温制取蒸汽机组2的供热端，蒸汽发电机组4的热源端连接烟气冷却塔1的热水入口，蒸汽发电机组4的热水回流端连接升温制取蒸汽机组2的热量输出端，蒸汽发电机组4出口连接发电尾热回收机组5。
烟气冷却塔1为塔状结构，内腔从上到下依次为烟气加热器15、第二除雾器14、第二喷淋器13和第二水箱12，烟气入口11开设于侧壁，第一出口设于烟气加热器15的出口端，热水入口设于喷淋器13和第二水箱12之间的侧壁。
升温制取蒸汽机组2包括制冷剂缓存罐29、吸收剂缓存罐30和蒸发吸收单元，所述蒸发吸收单元通过管道分别和制冷剂缓存罐29、吸收剂缓存罐30相连接；所述蒸发吸收单元用于通过吸收剂将来自烟气冷却塔1的低温蒸气吸收并释放热量。
蒸发吸收单元包括依次排列的初级蒸发吸收单元、至少一个中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元，所述初级蒸发吸收单元、中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元均分别包括一个蒸发器和一个吸收器，每个蒸发器的供水端均连接制冷剂缓存罐29；初级蒸发吸收单元蒸发器的蒸汽入口通过管道连接烟气冷却塔1的第一出口；中间级蒸发吸收单元蒸发器的供热端分别连接至前一级蒸发吸收单元吸收器的热量输出端；初级蒸发吸收单元和中间级蒸发吸收单元的吸收器的供液端分别连接至后一级蒸发吸收单元吸收器的出液端，末级蒸发吸收单元的吸收器的供液端连接吸收剂缓存罐30，末级蒸发吸收单元的蒸发器的热量输出端连接蒸汽发电机组的热水回流端。
蒸发吸收单元还包括吸收剂换热器，初级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接吸收剂缓存罐、初级蒸发吸收单元吸收器的出液端和下一级蒸发吸收单元的吸收剂换热器，各中间级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、下一级蒸发吸收单元吸收剂换热器，末级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、同级蒸发吸收单元吸收器的供液端。
中间级蒸发吸收单元的数量可根据实际需要进行设置，此处以有两个中间级蒸发吸收单元（即二级蒸发吸收单元和三级蒸发吸收单元）进行举例介绍。
烟气进入烟气冷却塔1后通过喷淋冷却液（水等）降温冷却，烟气通过第二喷淋器24降温后冷却至20度以下，烟气中的热量能转移到冷却液中。冷却液吸收了烟气中的热量后温度升高，再将升温后的冷却液输送至蒸发吸收单元冷却，经过冷却降温后的冷却液再次输送到冷却塔喷淋降温烟气，吸收烟气的热量。
在初级蒸发器21中，制冷剂缓存罐29中的水通过蒸发泵不断输送至初级蒸发器21，不断吸收分离器过来的二次蒸汽冷凝所释放的热量并不断蒸发成水蒸气。初级蒸发器21中的水蒸气通过管道输送到初级吸收器21中，在初级吸收器21中水蒸气不断被二级吸收器26喷淋下来的吸收剂吸收并释放热量，吸收剂吸收水蒸气之后浓度不断下降，吸收水蒸气的能力不断下降，吸收剂稀溶液通过管道输送吸收剂缓存罐30中。在初级吸收器21中水蒸气被吸收剂吸收不断释放热量，这些热量通过导热装置把热量输送至二级蒸发器22中去。在二级蒸发器22中，制冷剂缓存罐29中的水通过蒸发泵不断输送至二级蒸发器22并不断吸收初级吸收器21输送过来的热量并不断蒸发成水蒸气。此时，二级蒸发器22所产生的蒸汽温度要比初级蒸发器21产生的蒸汽温度要高的多。
二级蒸发器22、二级吸收器26、三级蒸发器23、三级吸收器27的功能同理。这里中间级的蒸发器和吸收器数量不限为两个。
末级蒸发器24中的水蒸气通过管道输送到末级吸收器28中，在末级吸收器28中水蒸气不断被吸收剂缓存罐30通过吸收剂循环泵输送过来的吸收剂浓溶液吸收并释放热量，吸收剂浓溶液吸收水蒸气之后浓度有一定下降，这些吸收剂被输送到前一级吸收器去吸收温度相对低一级的水蒸气。
此外，烟气冷却塔1的第一出口和第一蒸发器之间可以连接有换热器16。
其中，吸收剂可以为溴化锂、氯化锂或溴化锂与氨形成的化合物的水溶液。升温制取蒸汽机组2可采用溴化锂热泵，吸收剂为溴化锂浓溶液时，浓度可设为50%~66%，根据不同需求进行选择。用水冷却溴化锂溶液释放出来的热量，经过4效（四级蒸发吸收单元）吸收升温后，制取150度左右的蒸汽，蒸汽可以用于发电或其他用途。
蒸汽发电机组4为ORC余热发电机组。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称ORC）是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，在低温情况下，有机朗肯循环的效率明显比水作为工质的朗肯循环效率高得多，其主要原因是ORC在显热回收方面有较高的效率，因此采用ORC技术可回收较多的热量。
ORC余热发电机组包含蒸发器42、再热器43、一级膨胀机46、二级膨胀机47、发电机48、冷凝器45、储液罐44和热水罐41等，连接方式见图1。
升温制取蒸汽机组2升温制取的蒸汽首先供给ORC余热发电机组发电，蒸汽在经过发电之后被冷凝成了热水，热水因仍具有一定的热量可以用来加热低温烟气，使烟气变成不饱和烟气从顶部的，达到消白烟的目的。
发电尾热回收机组包括低压蒸发器51、存有吸收剂的低压吸收器52、高压冷凝器53和高压蒸发器54，低压蒸发器51的供热端连接蒸汽发电机组4的输出端，低压蒸发器51的蒸汽输出端连接低压吸收器52的蒸汽输入端，低压吸收器52的吸收剂输出端连接高压蒸发器54的供液端，高压蒸发器54的吸收剂输出端连接低压吸收器52的供液端，高压蒸发器54的工质输出端连接高压冷凝器53的工质输入端，高压冷凝器53的工质输出端连接低压蒸发器51的供液端。
低压蒸发器51通过抽真空使内部溶液蒸发并带走热量。低压吸收器52中通过高浓度的吸收剂吸收低压蒸发器中蒸发出来的工质蒸汽，并释放热量，在这个过程中吸收溶液的浓度变低，吸收工质蒸汽的能力变差。通过工质循环泵，工质由低压吸收器52打到高压蒸发器54中，利用130度的热水加热吸收剂使其工质蒸发，令吸收剂浓度恢复吸收工质的能力并重新回到低压吸收器52去吸收工质。高压蒸发器54中的工质重新蒸发出来后到高压冷凝器53去冷却并重新冷凝成工质溶液重新回到低压蒸发器51中。
其中，低压吸收器52中的低温吸收剂和高压蒸发器54中的高温吸收剂可通过吸收剂换热器55进行换热，使其热效率得到提高。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种深度余热回收装置，其特征在于，包括依次连接的烟气冷却塔、升温制取蒸汽机组、蒸汽发电机组和发电尾热回收机组，烟气冷却塔第一出口和热水入口之间的内部空间设有烟气加热器，烟气冷却塔的第一出口连接升温制取蒸汽机组的供热端，蒸汽发电机组的热源端连接烟气冷却塔的热水入口，蒸汽发电机组的热水回流端连接升温制取蒸汽机组的热量输出端，蒸汽发电机组出口连接发电尾热回收机组。
2.根据权利要求1所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述升温制取蒸汽机组包括制冷剂缓存罐、吸收剂缓存罐和蒸发吸收单元，所述蒸发吸收单元通过管道分别和制冷剂缓存罐、吸收剂缓存罐相连接；所述蒸发吸收单元用于通过吸收剂将来自烟气冷却塔的低温蒸气吸收并释放热量。
3.根据权利要求2所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述蒸发吸收单元包括依次排列的初级蒸发吸收单元、至少一个中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元，所述初级蒸发吸收单元、中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元均分别包括一个蒸发器和一个吸收器，每个蒸发器的供水端均连接制冷剂缓存罐；初级蒸发吸收单元蒸发器的蒸汽入口通过管道连接烟气冷却塔的第一出口；中间级蒸发吸收单元蒸发器的供热端分别连接至前一级蒸发吸收单元吸收器的热量输出端；初级蒸发吸收单元和中间级蒸发吸收单元的吸收器的供液端分别连接至后一级蒸发吸收单元吸收器的出液端，末级蒸发吸收单元的吸收器的供液端连接吸收剂缓存罐，末级蒸发吸收单元的蒸发器的热量输出端连接蒸汽发电机组的热水回流端。
4.根据权利要求3所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述蒸发吸收单元还包括吸收剂换热器，初级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接吸收剂缓存罐、初级蒸发吸收单元吸收器的出液端和下一级蒸发吸收单元的吸收剂换热器，各中间级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、下一级蒸发吸收单元吸收剂换热器，末级蒸发吸收单元的吸收剂换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收剂换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、同级蒸发吸收单元吸收器的供液端。
5.根据权利要求1所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述蒸汽发电机组为ORC余热发电机组。
6.根据权利要求1所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述发电尾热回收机组包括低压蒸发器、存有吸收剂的低压吸收器、高压冷凝器和高压蒸发器，低压蒸发器的供热端连接蒸汽发电机组的输出端，低压蒸发器的蒸汽输出端连接低压吸收器的蒸汽输入端，低压吸收器的吸收剂输出端连接高压蒸发器的供液端，高压蒸发器的吸收剂输出端连接低压吸收器的供液端，高压蒸发器的工质输出端连接高压冷凝器的工质输入端，高压冷凝器的工质输出端连接低压蒸发器的供液端。
7.根据权利要求6所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述低压吸收器和高压蒸发器之间还连接有吸收剂换热器。
8.根据权利要求2至4任意一项所述的深度余热回收装置，其特征在于，所述吸收剂为溴化锂、氯化锂或溴化锂与氨形成的化合物的水溶液。
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