一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法及系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法通過(guò)采用采用最自然、環(huán)保、取之不盡的工質(zhì)CO

Low grade industrial waste heat recycling method and system

The invention discloses a low grade industrial waste heat recycling utilization method and a system thereof, and the low grade industrial waste heat recycling utilization method of the invention adopts the CO with the most natural, environmental protection and inexhaustible working medium

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及余熱循環(huán)利用方法，具體涉及一種工業(yè)低品位余熱回收循環(huán)利用方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
我國(guó)的能源利用率經(jīng)過(guò)十余年的奮起直追，目前距世界先進(jìn)水平的差距已明顯縮小，2015年我國(guó)萬(wàn)元GDP能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但我國(guó)是世界人口第一大國(guó)，年消耗煤炭總量占世界消耗總量的31％，石油、天然氣等一次能源消耗量均居世界前列。那么，這些一次能源的利用效率能達(dá)到多少呢？以火力發(fā)電為例，我國(guó)目前最先進(jìn)的1000MW超超臨界機(jī)組，發(fā)電效率不足48％。我國(guó)火力發(fā)電平均效率約43％左右。石油、天然氣等利用效率僅30％左右。超過(guò)50％的熱能都被通過(guò)煙氣和冷卻塔排放到空氣中，造成了地球的溫升，冰川的融化，海平面的上升，自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生。而這些排放掉的熱能絕大多數(shù)均為130℃以下(大多只有25～60℃)的熱能，這些能源因?yàn)槿狈Ω咝Щ赜玫募夹g(shù)而白白地浪費(fèi)，同時(shí)給地球造成了極大的污染，而這些難以被回收利用的熱能被統(tǒng)稱為低品位熱能。目前，帶走這些低品位熱能的介質(zhì)主要是寶貴的水資源！每年通過(guò)煙囪、冷卻塔排放到空中的潔凈水至少數(shù)千萬(wàn)億立方以上。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的旨在提供一種可循環(huán)利用工業(yè)低品位余熱的方法以及系統(tǒng)，以減少工業(yè)余熱的浪費(fèi)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，包括如下步驟：S1、對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物過(guò)濾；S2、利用比余熱介質(zhì)溫度低的CO2對(duì)經(jīng)清潔處理后的余熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻，通過(guò)CO2帶走余熱介質(zhì)中的余熱；S3、將步驟S2中吸熱完成的CO2氣體進(jìn)行加壓處理，使CO2氣體的溫度急劇上升至設(shè)定的溫度；S4、將經(jīng)步驟S3處理的CO2氣體分配至待加熱介質(zhì)中，對(duì)待加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，CO2氣體中的熱量被待加熱介質(zhì)吸收；S5、對(duì)步驟S4中已被吸收熱量的CO2氣體進(jìn)行減壓處理，使得CO2氣體的溫度下降至比步驟S2中的余熱介質(zhì)溫度低；S6、重復(fù)步驟S2至S5。在所述步驟S2中還包括：對(duì)CO2氣體進(jìn)行清潔處理，使得CO2氣體的純度保持在99.5％以上。所述步驟S2中CO2的低于10℃；所述步驟S5中經(jīng)減壓處理后的CO2氣體溫度低于10℃。所述步驟S3中，經(jīng)加壓處理后的CO2氣體溫度達(dá)到70～148℃。所述步驟S4中已被待加熱介質(zhì)吸收熱量的CO2氣體溫度為20～40℃。一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用系統(tǒng)，包括預(yù)處理器，其用于對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物過(guò)濾；第一熱交換器，其和預(yù)處理器相連通，清潔處理后的余熱介質(zhì)作為待冷卻介質(zhì)，第一熱交換器中通入比余熱介質(zhì)溫度低的CO2氣體作為冷卻介質(zhì)，通過(guò)CO2帶走余熱介質(zhì)中的余熱；氣污分離器，其和熱交換器的CO2出氣口相連通，用于將CO2氣體中的雜物分離，使得CO2氣體的純度保持在合格范圍內(nèi)。氣體壓縮器，其和氣污分離器的CO2出氣口相連通，用于將CO2氣體進(jìn)行壓縮，使得CO2氣體的溫度急劇上升至設(shè)定的溫度；氣體分配器，其和氣體壓縮器的CO2出氣口相連通，用于將CO2氣體分配至至第二熱交換器中，對(duì)第二熱交換器中的待加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱；節(jié)流減壓器，其進(jìn)氣口和第二熱交換器中CO2出氣口相連通，用于對(duì)CO2氣體進(jìn)行減壓處理，使得CO2氣體的溫度低于預(yù)處理器中余熱介質(zhì)的溫度，經(jīng)減壓降溫處理后的CO2氣體被傳輸至第一熱交換器中。所述第一熱交換器中通入的CO2氣體溫度低于10℃，經(jīng)節(jié)流減壓器減壓降溫處理后的CO2氣體的溫度低于10℃。經(jīng)所述氣體壓縮器壓縮處理后的CO2氣體溫度為70～148℃。所述第二熱交換器中CO2出氣口中的CO2氣體溫度為20～40℃。本專利技術(shù)的有益效果在于：本專利技術(shù)的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法通過(guò)采用采用最自然、環(huán)保、取之不盡的工質(zhì)CO2作為冷卻回用介質(zhì)，利用CO2的固有特性：在不同壓力工況下其溫度(比熱容)滑移快的特點(diǎn)，用低溫的CO2對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行低溫冷卻，使工業(yè)設(shè)備能得到最好的冷卻效果，同時(shí)，冷卻設(shè)備后的CO2溫度將上升，再通過(guò)壓縮步驟使的CO2溫度提升設(shè)定的高溫范圍，利用這個(gè)高溫溫度的CO2加熱工業(yè)用的介質(zhì)，如脫鹽水、化工原料、熱油、空氣、生活用水等，減少原來(lái)用于這些設(shè)備加熱所用的各種燃煤、燃?xì)狻⒄羝㈦姷饶茉矗瑸楣I(yè)、商業(yè)、民用等提供可以利用的寶貴能源。這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)，所有熱量理論上可以全部重復(fù)利用，能源利用率可達(dá)80％以上。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例2中低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用系統(tǒng)的示意圖；圖中：1、預(yù)處理器；2、第一熱交換器；3、氣污分離器；4、氣體壓縮器；5、氣體分配器；6、第二熱交換器；7、節(jié)流減壓器。具體實(shí)施方式下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步描述：實(shí)施例1一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，包括如下步驟：S1、對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物等雜物過(guò)濾；S2、利用低溫CO2對(duì)經(jīng)清潔處理后的余熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻，通過(guò)CO2帶走余熱介質(zhì)中的廢熱；S3、將步驟S2中吸熱完成的CO2氣體進(jìn)行加壓處理，使CO2氣體的溫度急劇上升至設(shè)定的溫度；S4、將經(jīng)步驟S3處理的CO2氣體分配至待加熱介質(zhì)中，對(duì)待加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，CO2氣體中的熱量被待加熱介質(zhì)吸收；S5、對(duì)步驟S4中已被吸收熱量的CO2氣體進(jìn)行減壓處理，使得CO2氣體的溫度下降至比步驟S2中的余熱介質(zhì)溫度更低；S6、重復(fù)步驟S2至S5，進(jìn)入新的一輪循環(huán)，實(shí)現(xiàn)熱量的逆向搬運(yùn)。由上述分析可知，本專利技術(shù)的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法通過(guò)采用采用最自然、環(huán)保的工質(zhì)CO2冷卻回用介質(zhì)，利用CO2的固有特性：在不同壓力工況下其溫度(比熱容)滑移快的特點(diǎn)，用低溫的CO2對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行低溫冷卻，使工業(yè)設(shè)備能得到最好的冷卻效果，同時(shí)，冷卻設(shè)備后的CO2溫度將上升，再通過(guò)壓縮步驟使的CO2溫度提升設(shè)定的高溫范圍，利用這個(gè)高溫溫度的CO2加熱工業(yè)用的介質(zhì)，如脫鹽水、化工原料、熱油、空氣、生活用水等，減少原來(lái)用于這些設(shè)備加熱所用的各種燃煤、燃?xì)狻⒄羝㈦姷饶茉矗瑸楣I(yè)、商業(yè)、民用等提供可以利用的寶貴能源。這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)，所有熱量理論上可以全部重復(fù)利用，能源利用率可達(dá)80％以上。其中，在上述步驟S2中還包括：對(duì)CO2氣體進(jìn)行清潔處理，使得CO2氣體的純度保持在99.5％以上，以實(shí)現(xiàn)最完美的溫度滑移。上述步驟S2中CO2的低于10℃，比如-40-10℃，步驟S5中經(jīng)減壓處理后的CO2氣體溫度低于10℃，經(jīng)專利技術(shù)人研究發(fā)現(xiàn)，10℃以下的CO2不但容易吸收熱量，而且進(jìn)一步降溫后可以進(jìn)行制冷。上述步驟S3中，對(duì)吸熱完成的CO2氣體壓縮至10MPa左右，使CO2溫度急劇上升至70～148℃，70～148℃的CO2具有較高的熱能，應(yīng)用范圍非常廣。上述步驟S4中已被待加熱介質(zhì)吸收熱量的CO2氣體溫度為20～40℃，也就是說(shuō)，CO2氣體中的熱量已經(jīng)基本被完全吸收利用，此時(shí)再對(duì)CO2氣體進(jìn)行膨脹減壓釋放至低壓狀態(tài)，以便于快速得到低溫的CO2氣體，實(shí)現(xiàn)CO2氣體的循環(huán)利用。實(shí)施例2一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用系統(tǒng)，如圖1所示，包括預(yù)處理器1，其用于對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物以及有害物質(zhì)過(guò)濾，以防止這些物質(zhì)影響后端熱量交換器的正常運(yùn)行。第一熱交換器2，其和本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物等雜物過(guò)濾；S2、利用低溫CO

【技術(shù)特征摘要】
1.一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、對(duì)工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的余熱介質(zhì)進(jìn)行清潔處理，以將余熱介質(zhì)中的附著物等雜物過(guò)濾；S2、利用低溫CO2對(duì)經(jīng)清潔處理后的余熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻，通過(guò)CO2帶走余熱介質(zhì)中的廢熱；S3、將步驟S2中吸熱完成的CO2氣體進(jìn)行加壓處理，使CO2氣體的溫度急劇上升至設(shè)定的溫度；S4、將經(jīng)步驟S3處理的CO2氣體分配至待加熱介質(zhì)中，對(duì)待加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，CO2氣體中的熱量被待加熱介質(zhì)吸收；S5、對(duì)步驟S4中已被吸收熱量的CO2氣體進(jìn)行減壓處理，使得CO2氣體的溫度下降至比步驟S2中的余熱介質(zhì)溫度更低；S6、重復(fù)步驟S2至S5。2.如權(quán)利要求1所述的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，在所述步驟S2中還包括：對(duì)CO2氣體進(jìn)行清潔處理，使得CO2氣體的純度不低于99.5％。3.如權(quán)利要求1所述的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟S2中CO2的溫度低于10℃；所述步驟S5中經(jīng)減壓處理后的CO2氣體溫度低于10℃。4.如權(quán)利要求1所述的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟S3中，經(jīng)加壓處理后的CO2氣體溫度達(dá)到70～148℃。5.如權(quán)利要求1所述的低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟S4中已被待加熱介質(zhì)吸收熱量的CO2氣體溫度為20～40℃。6.一種低品位工業(yè)余熱循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)處理器，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：戴正剛，張信榮，劉勇，江浪，楊國(guó)良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽正剛新能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽,34