一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置

摘要

本发明公开了一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置，属于余热回收利用技术领域。该装置包括溶液再生器、蓄热室、浓溶液槽、蓄热体、过滤器、阀门，该装置利用蓄热换热技术回收工业生产过程中排放的低温烟气余热，并将其用于加热空气，升温后的空气与溶液直接接触传热传质，使溶液再生，再生后的浓溶液可用于工业窑炉的鼓风脱湿或空调新风除湿。本发明采用蓄热室回收低温烟气余热，节约能源、热回收效率高，使热空气与溶液直接接触传热传质，能够实现强化传质作用，提高传热传质效率的目的。

权利要求

1.一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置，其特征在于该溶液再生装置包括第一蓄热室（1）、第二蓄热室（2）、第一蓄热体（3）、第二蓄热体（4）、过滤器（5）、溶液再生器（6）、浓溶液槽（7）、第一阀门（8a）、第二阀门（8b）、第三阀门（8c）、第四阀门（8d）、第五阀门（8e）、第六阀门（8f）、第七阀门（8g）、第八阀门（8h）；所述第一蓄热室（1）、第二蓄热室（2）成对安装；所述第一蓄热体（3）、第二蓄热体（4）分别放置在所述第一蓄热室（1）、第二蓄热室（2）中；烟气进口（yi）分成两条通路，所述烟气进口（yi）的一条通路与所述第一阀门（8a）相连，所述第一阀门（8a）与所述第二蓄热室（2）相连，所述第二蓄热室（2）与第二阀门（8b）相连，所述第二阀门（8b）与烟气出口（yo）相通，所述烟气进口（yi）的另一通路与所述第五阀门（8e）相连，所述第五阀门（8e）与所述第一蓄热室（1）相连，所述第一蓄热室（1）与第六阀门（8f）相连，所述第六阀门（8f）与烟气出口（yo）相通；空气进口（ki）分成两条通路，所述空气进口（ki）的一条通路与所述第三阀门（8c）相连，所述第三阀门（8c）与所述第一蓄热室（1）相连，所述第一蓄热室（1）与所述第四阀门（8d）相连，所述第四阀门（8d）与空气出口（ko）相通，所述空气进口（ki）的另一条通路与所述第七阀门（8g）相连，所述第七阀门（8g）与所述第二蓄热室（2）相连，所述第二蓄热室（2）与第八阀门（8h）相连，所述第八阀门（8h）与空气出口（ko）相通；所述空气出口（ko）与所述过滤器（5）的进口相连，所述过滤器（5）的出口与所述溶液再生器（6）的空气进口（kj）相连；所述溶液再生器（6）的溶液出口（ro）与所述浓溶液槽（7）相连。

说明书

一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置

技术领域

[0001] 本发明属于余热回收利用技术领域，具体涉及一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置。

背景技术

[0002] 近几年来，溶液除湿技术得到了较快的发展，溶液除湿系统可采用低温热源驱动，是利用具备强吸湿能力的盐溶液在除湿器中与湿空气进行热质交换，进而达到空气除湿的目的，它克服了冷冻除湿消耗高品位能源、高能耗和污染环境的问题。而除湿器和再生器是溶液除湿空调系统最重要的组成部件。再生器是使溶液浓缩再生，以供除湿器继续利用，再生器的传热传质性能决定再生溶液时能源的利用情况。然而，现有的溶液除湿技术常以太阳能集热器产生的热水作为再生热源，用热水通过间壁式换热器加热溶液使之再生，但是太阳能在一天中是不连续的，因此并不适用于工业的连续运行过程。而且太阳能集热器产生的热水与溶液通过间壁间接进行传热，影响传热的因素较多，传热效果不理想，也无法回收利用工业炉窑的低温烟气余热。而且即使采用间壁式换热器回收烟气余热加热溶液，也因烟气含有SO2、NOx等气体容易对换热器产生腐蚀，缩短使用寿命。而蓄热式换热器能够回收低温烟气余热，并且蓄热体可采用蜂窝体、拉西环等，材质可选用莫来石、堇青石、莫来石复合质、堇青石复合质等，与间壁式换热器相比其换热比表面积大、传热系数高、阻力损失小，耐腐蚀、抗热震性好，使用寿命长，适合大型化发展，有广阔的发展前景。

发明内容

[0003] 本发明提供一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置，目的是利用蓄热换热技术回收工业生产过程中排放的低温烟气余热，将低温烟气余热回收用于加热空气，升温后的空气与溶液直接接触传热传质，使溶液再生，再生后的浓溶液用于工业窑炉的鼓风脱湿或者厂房及其附近区域的空调新风除湿，以达到余热利用并且提高传热传质效率。

[0004] 本发明所提供的一种基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置包括第一蓄热室1、第二蓄热室2、第一蓄热体3、第二蓄热体4、过滤器5、溶液再生器6、浓溶液槽7、第一阀门8a、第二阀门8b、第三阀门8c、第四阀门8d、第五阀门8e、第六阀门8f、第七阀门8g、第八阀门8h；所述第一蓄热室1、第二蓄热室2成对安装；所述第一蓄热体3、第二蓄热体4分别放置在所述第一蓄热室1、第二蓄热室2中；烟气进口yi分成两条通路，所述烟气进口yi的一条通路与所述第一阀门8a相连，所述第一阀门8a与所述第二蓄热室2相连，所述第二蓄热室2与第二阀门8b相连，所述第二阀门8b与烟气出口yo相通，所述烟气进口yi的另一通路与所述第五阀门8e相连，所述第五阀门8e与所述第一蓄热室1相连，所述第一蓄热室1与第六阀门8f相连，所述第六阀门8f与烟气出口yo相通；空气进口ki分成两条通路，所述空气进口ki的一条通路与所述第三阀门8c相连，所述第三阀门8c与所述第一蓄热室1相连，所述第一蓄热室1与所述第四阀门8d相连，所述第四阀门8d与空气出口ko相通，所述空气进口ki的另一条通路与所述第七阀门8g相连，所述第七阀门8g与所述第二蓄热室2相连，所述第二蓄热室2与第八阀门8h相连，所述第八阀门8h与空气出口ko相通；所述空气出口ko与所述过滤器5的进口相连，所述过滤器5的出口与所述溶液再生器6的空气进口kj相连；所述溶液再生器6的溶液出口ro与所述浓溶液槽7相连。

[0005] 本发明装置是以蓄热体作为烟气与空气传热的中间载体，当第一阀门8a、第二阀门8b开启，第五阀门8e、第六阀门8f关闭时，烟气流过第二蓄热室2，第二蓄热体4被加热；与此同时，第三阀门8c、第四阀门8d开启，第七阀门8g、第八阀门8h关闭时，空气流过第一蓄热室1，空气被第一蓄热体3加热。反之，当第五阀门8e、第六阀门8f开启，第一阀门8a、第二阀门8b关闭时，烟气流过第一蓄热室1，第一蓄热体3被加热；与此同时，第七阀门8g、第八阀门8h开启，第三阀门8c、第四阀门8d关闭时，空气流过第二蓄热室2，空气被第二蓄热体4加热。以此两组蓄热室结合使用，从空气出口ko连续供给热空气，并从溶液再生器空气进口kj进入；来自除湿单元的稀溶液从溶液再生器溶液进口ri进入经喷淋方式与热空气直接接触进行热质交换，实现溶液再生，再生后的浓溶液进入浓溶液槽7，继续参与下一循环的除湿。

[0006] 本发明具有以下技术优势：

[0007] 1、设计了基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置。该装置的特色之一是采用蓄热室回收低温烟气余热，丰富了低温烟气余热回收技术，余热回收效率高，余热回收装置运行维护费用低。除湿后的空气可为炉子本身使用，解决了分散的余热在并网和输送方面的难题。

[0008] 2、该装置的特色之二是采用蓄热换热技术利用低温烟气余热来加热空气，并使热空气与溶液直接接触传热传质，装置中蓄热式换热器可采用蜂窝体、拉西环等作为蓄热体，与目前先用其他热源通过间壁式换热器间接接触与溶液进行传热，再用常温空气与溶液进行传热传质再生的方法相比，本发明的装置换热比表面积大、阻力损失小，传热传质效率高，耐腐蚀、抗热震性好，使用寿命长，适合大型化发展。

[0009] 3、本装置不仅可以应用在高炉、锅炉等工业领域，还可以将市场推广到中央空调3
等领域。本装置应用在高炉鼓风脱湿上，每年可为2500m 高炉带来200余万元的经济效益。
即有效地回收了低温烟气余热，保护环境、节约能源，又有助于节能减排。

附图说明

[0010] 图1 是本发明溶液再生装置结构示意图。

[0011] 图中：1：第一蓄热室、2：第二蓄热室、3：第一蓄热体、4：第二蓄热体、5：过滤器、6：溶液再生器、7：浓溶液槽、8a：第一阀门、8b：第二阀门、8c：第三阀门、8d：第四阀门、8e：
第五阀门、8f：第六阀门、8g：第七阀门、8h：第八阀门，ki：空气进口、ko：空气出口、yi：烟气进口、yo：烟气出口、kj：溶液再生器的空气进口、kc：溶液再生器的空气出口、ri：溶液再生器的溶液进口、ro：溶液再生器的溶液出口。

具体实施方式

[0012] 在图1中，所述第一蓄热室1、第二蓄热室2成对安装；烟气进口yi分成两条通路，所述烟气进口yi的一条通路与所述第一阀门8a相连，所述第一阀门8a与所述第二蓄热室2相连，所述第二蓄热室2与第二阀门8b相连，所述第二阀门8b与烟气出口yo相通，所述烟气进口yi的另一通路与所述第五阀门8e相连，所述第五阀门8e与所述第一蓄热室1相连，所述第一蓄热室1与第六阀门8f相连，所述第六阀门8f与烟气出口yo相通。

[0013] 空气进口ki分成两条通路，所述空气进口ki的一条通路与所述第三阀门8c相连，所述第三阀门8c与所述第一蓄热室1相连，所述第一蓄热室1与所述第四阀门8d相连，所述第四阀门8d与空气出口ko相通，所述空气进口ki的另一条通路与所述第七阀门8g相连，所述第七阀门8g与所述第二蓄热室2相连，所述第二蓄热室2与第八阀门8h相连，所述第八阀门8h与空气出口ko相通；所述空气出口ko与所述过滤器5的进口相连，所述过滤器5的出口与所述溶液再生器6的空气进口kj相连；所述溶液再生器6的溶液出口ro与所述浓溶液槽7相连。

[0014] 基于蓄热室低温烟气余热利用的溶液再生装置，是以蓄热体作为烟气与空气传热的中间载体，如附图1中所示：当第一阀门8a、第二阀门8b开启，第五阀门8e、第六阀门8f关闭时，烟气流过第二蓄热室2，第二蓄热体4被加热；与此同时，第三阀门8c、第四阀门8d开启，第七阀门8g、第八阀门8h关闭时，空气流过第一蓄热室1，空气被第一蓄热体3加热。反之，当第五阀门8e、第六阀门8f开启，第一阀门8a、第二阀门8b关闭时，烟气流过第一蓄热室1，第一蓄热体3被加热；与此同时，第七阀门8g、第八阀门8h开启，第三阀门8c、第四阀门8d关闭时，空气流过第二蓄热室2，空气被第二蓄热体4加热。以此两组蓄热室结合使用，从空气出口ko连续供给热空气，并从溶液再生器空气进口kj进入；来自除湿单元的稀溶液从溶液再生器溶液进口ri进入经喷淋方式与热空气直接接触进行热质交换，实现溶液再生，再生后的浓溶液进入浓溶液槽7，继续参与下一循环的除湿。

[0015] 以处理风量为10000m3/h的空气除湿装置为例，需要2个约4kW的溶液泵和1个4kW的水泵，除湿风机为企业原有的鼓风机不予考虑，再生风机10 kW，能够实现的除湿量以
10g/kg计算，其能效比可以达到4.2。

[0016] 另外，在高炉鼓风中,湿度每减少1g/m3的水，可降低炼铁焦比0.8～1.0kg/t，可提高风口理论燃烧温度5～6℃，可以允许多喷1.5～2.0kg/t的煤粉。努力提高喷煤比和热风温度，加强对余热的回收利用是冶金行业实施节能减排重要措施。据统计，全国冶金行业有大小高炉1200座，在生产过程中要耗用大量的燃气和助燃空气，又产生数量庞大的高、中、低温废气。以某钢厂4号高炉为例说明本发明装置的作用，该4号高炉年产铁量约3
300万吨，每脱湿1 g/m 可降低炼铁焦比0.8～1.0kg/t，本发明装置运行时间按6个月计算，将节约焦炭1200-1500t，节省200余万元成本。