一种冷热双供系统

摘要

本发明公开了一种冷热双供系统，包括溴化锂热泵和供热管网，在所述溴化锂热泵上设有低温热源进水口、低温热源排水口、高温热源进水口、高温热源排水口、驱动热源进口和驱动热源出口，还包括具有中空结构的反应仓，在所述反应仓下部开有进风口和排水口，在反应仓上部开有排风口，进风口经进风管与脱硫塔相连，在反应仓内部设有多个雾化喷头，各雾化喷头通过第一管道与溴化锂热泵的低温热源排水口相连，排水口通过第二管道与溴化锂热泵的低温热源进水口相连，高温热源进水口与供热管网的回水相连。该冷热双供系统可将供热管网与烟羽治理相结合实现冷热双供，能耗小、烟羽治理效果显著，对环境改善及经济效益具有重大意义。

权利要求

1.一种冷热双供系统，包括溴化锂热泵和供热管网，在所述溴化锂热泵上设有低温热源进水口、低温热源排水口、高温热源进水口、高温热源排水口、驱动热源进口和驱动热源出口，其特征在于，还包括具有中空结构的反应仓、第一转换管路、第二转换管路、第三转换管路、第四转换管路和冷却塔，在所述反应仓下部开有进风口和排水口，在反应仓上部开有排风口，进风口经进风管与脱硫塔相连，在反应仓内部设有多个雾化喷头，各雾化喷头通过第一管道与溴化锂热泵的低温热源排水口相连，排水口通过第二管道与溴化锂热泵的低温热源进水口相连，高温热源进水口与供热管网的回水相连，高温热源排水口与供热管网的进水相连，排风口经排烟管道与烟囱相连，所述供热管网通过第一阀门与高温热源进水口相连，供热管网通过第二阀门与高温热源排水口相连，在所述第一管道上设有第三阀门，雾化喷头通过第三阀门与溴化锂热泵的低温热源排水口相连，在第二管道上设有第四阀门，排水口通过第四阀门与溴化锂热泵的低温热源进水口相连；所述第一转换管路两端分别与供热管网的回水和溴化锂热泵的低温热源进水口相连，在所述第一转换管路上设有第一转换阀门；所述第二转换管路两端分别与供热管网的进水和溴化锂热泵的低温热源排水口相连，在所述第二转换管路上设有第二转换阀门；所述第三转换管路两端分别与高温热源进水口和冷却塔的出水口相连，在所述第三转换管路上设有第三转换阀门；所述第四转换管路两端分别与高温热源排水口和冷却塔的进水口相连，在所述第四转换管路上设有第四转换阀门，脱硫塔与锅炉尾部烟道相连；冬季供暖时，打开第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，关闭第一转换阀门、第二转换阀门、第三转换阀门和第四转换阀门，溴化锂热泵的低温热源排水口排出的冷水经第一管道由各雾化喷头雾化喷至反应仓内部，雾化后的冷水表面积急剧增大，可以与其接触的湿烟气充分混合，与湿烟气发生热交换实现烟气降温并与湿烟气发生快速反应，容有硫化物、亚硫酸和粉尘的冷水由排水口排出，经第二管道与溴化锂热泵的低温热源进水口相连，形成低温热源循环，高温热源进水口与供热管网的回水端相连，高温热源排水口与供热管网的进水端相连，形成高温热源循环，实现将治理烟羽产生的低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统；夏季需供冷时，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，打开第一转换阀门、第二转换阀门、第三转换阀门和第四转换阀门，使溴化锂热泵的低温热源进水口通过第一转换管路与供热管网的回水端相连，溴化锂热泵的低温热源排水口通过第二转换管路与供热管网的进水端相连形成低温热源循环；高温热源进水口通过第三转换管路与冷却塔的出水口相连，高温热源排水口通过第四转换管路与冷却塔的进水口相连，形成高温热源循环，将冷却塔循环的冷却水作为高温热源一侧与高温热源进水口连通，再由高温热源排水口排出循环实现将供热管网内循环水的低温热源热量向冷却塔循环冷却水的高温热源泵送的循环系统，将供热管网内循环水的产生的低温热量传递给冷却塔的冷却水，达到供热管网内循环水的降温和供冷需求。

2.如权利要求1所述的冷热双供系统，其特征在于，所述雾化喷头设置成上下若干层，每层均包括多个雾化喷头。

3.如权利要求2所述的冷热双供系统，其特征在于，所述驱动热源进口与热电厂废热乏气相连。

4.如权利要求1或2所述的冷热双供系统，其特征在于，在所述第二管道上设有pH值调整池及沉淀池。

5.如权利要求1或2所述的冷热双供系统，其特征在于，还包括第一泵体、第二泵体、第三泵体和第四泵体，所述第一泵体与驱动热源出口相连，第二泵体设置在第二管道上，第三泵体与高温热源进水口相连，第四泵体设置在第二转换管路上。

说明书

一种冷热双供系统

技术领域

[0001] 本发明涉及供热系统，尤其是指一种冷热双供系统。

背景技术

[0002] 吸收式热泵是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。是回收利用低品位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。其中溴化锂吸收式热泵是一种以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源（如废热水）的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒（热水），实现从低温向高温输送热能的设备。热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等主要部件及抽气装置，屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）等辅助部分组成。抽气装置抽除了热泵内的不凝性气体，并保持热泵内一直处于高真空状态。在溴化锂吸收式热泵中，水作为制冷剂用来产生冷效应，溴化锂溶液作为吸收剂，用来吸收产生冷效应后的冷剂蒸汽。因此，水和溴化锂溶液组成热泵机组中的工质对。发生器中产生的冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸汽压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生过程完全相同。发生器中流出的浓溶液降压、降温后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸汽，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液，这些过程的作用相当于蒸汽压缩式制冷循环中压缩机所起的作用，从而实现将低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统。仅将低温热源与溴化锂热泵的低温热源进水口连通，再由低温热源排水口排出循环，蒸汽、高温热水、燃油、燃气等作为驱动热源与驱动热源进口相连，高温热源与高温热源进水口连通，再由高温热源排水口排出循环即可实现将低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统。

[0003] 烟气脱硫采用湿法脱硫时，脱硫出口的烟气通常是处在湿饱和状态，饱和湿度烟气从烟囱排出后受到温度较低的大气急剧冷却，烟气中的水蒸气冷凝为液态，透光率下降，从而出现了肉眼可见的白色烟羽现象；随着水蒸气在大气中的扩散，水蒸气浓度降低，透光率提高，白色烟羽慢慢减少直至消失不可见。尤其是冬季由于温度较低并且取暖需求量大，锅炉基本满负荷运行，烟羽现象尤其显著；夏季时由于温度升高并且取暖需求量较小，锅炉基本不运行，基本不出现烟羽现象。现有技术处理烟羽一般有三种方法： 1.烟气冷凝，降低烟气温度，将冷凝后的水分提出，既减少了排烟水分又缩小了烟气与周边环境空气温差，此法可减轻或彻底消除冒白烟现象；2.烟气加热，提升烟气温度；3.先冷凝再加热。由此可以看出，现有方法大都基于冷凝或再热工艺，但是在实际中还是存在以下问题。通常现有石化行业催化裂化装置湿法脱硫装置的烟囱置于脱硫塔顶，为烟塔一体布置，一般没有预留空间和载荷。如果在塔顶烟囱上增加烟气冷凝和再热换热器对脱硫塔的改造量非常大，工程实施起来投资大，工期长。

[0004] 溴化锂吸收式热泵的低温热源有废热水、海、河、地下水、冷却水、空气等，并且该低温热源通常情况下只承担低品位热源功能，而烟羽治理通常又建立在冷凝或再加热工艺基础之上，那么如何将供热、供冷与烟羽治理相结合，从而在能耗更小、碳排放值更小的基础上又起到治理烟羽的效果，对环境及经济效益具有深远意义。

发明内容

[0005] 本发明目的是提供一种冷热双供系统，该冷热双供系统可将供热管网与烟羽治理相结合实现冷热双供，能耗小、烟羽治理效果显著，并且烟羽治理析出的水分还能得到回收，对环境改善及经济效益均具有重大意义。

[0006] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

[0007] 一种冷热双供系统，包括溴化锂热泵和供热管网，在所述溴化锂热泵上设有低温热源进水口、低温热源排水口、高温热源进水口、高温热源排水口、驱动热源进口和驱动热源出口，还包括具有中空结构的反应仓、第一转换管路、第二转换管路、第三转换管路、第四转换管路和冷却塔，在所述反应仓下部开有进风口和排水口，在反应仓上部开有排风口，进风口经进风管与脱硫塔相连，在反应仓内部设有多个雾化喷头，各雾化喷头通过第一管道与溴化锂热泵的低温热源排水口相连，排水口通过第二管道与溴化锂热泵的低温热源进水口相连，高温热源进水口与供热管网的回水相连，高温热源排水口与供热管网的进水相连，排风口经排烟管道与烟囱相连，所述供热管网通过第一阀门与高温热源进水口相连，供热管网通过第二阀门与高温热源排水口相连，在所述第一管道上设有第三阀门，雾化喷头通过第三阀门与溴化锂热泵的低温热源排水口相连，在第二管道上设有第四阀门，排水口通过第四阀门与溴化锂热泵的低温热源进水口相连；所述第一转换管路两端分别与供热管网的回水和溴化锂热泵的低温热源进水口相连，在所述第一转换管路上设有第一转换阀门；所述第二转换管路两端分别与供热管网的进水和溴化锂热泵的低温热源排水口相连，在所述第二转换管路上设有第二转换阀门；所述第三转换管路两端分别与高温热源进水口和冷却塔的出水口相连，在所述第三转换管路上设有第三转换阀门；所述第四转换管路两端分别与高温热源排水口和冷却塔的进水口相连，在所述第四转换管路上设有第四转换阀门。

[0008] 优选的，所述雾化喷头设置成上下若干层，每层均包括多个雾化喷头。

[0009] 优选的，所述脱硫塔与锅炉尾部烟道相连。

[0010] 优选的，所述驱动热源进口与热电厂废热乏气相连。

[0011] 优选的，在所述第二管道上设有pH值调整池及沉淀池。

[0012] 进一步优选的，还包括第一泵体、第二泵体、第三泵体和第四泵体，所述第一泵体与驱动热源出口相连，第二泵体设置在第二管道上，第三泵体与高温热源进水口相连，第四泵体设置在第二转换管路上。

[0013] 上述技术方案中，冬季供暖时，溴化锂热泵的低温热源排水口排出的冷水（通常为25℃左右）经第一管道由各雾化喷头雾化喷至反应仓内部，雾化后的冷水表面积急剧增大，可以与其接触的湿烟气充分混合，与湿烟气发生热交换实现烟气降温并与湿烟气发生快速反应，含有大量饱和水的烟气伴随着冷水的降温因其溶解度降低使得部分水分由烟气内逐渐析出，因此烟羽现象得到显著改善，并且析出的水分还通过排水口得到了回收；各雾化喷头喷出的雾状冷水具有向下运动的动能，其与从脱硫塔排出的向上运动的烟气之间产生惯性碰撞和拦截作用，使较大粒子的粉尘夹带雾状冷水后因重力作用而沉于反应仓底并由排水口随发生热交换后的冷水（通常为35℃左右）排出，实现降尘效果。此外，烟气中的二氧化硫还可以与冷水发生快速反应或溶解于冷水中进一步改善烟气排出质量；溶有硫化物和粉尘的冷水在反应仓内热交换及反应后由排水口排出，经pH值调整池及沉淀池调整得到洁净低温水作为低温热源与溴化锂热泵的低温热源进水口连通，形成低温热源循环。再将驱动热源进口与热电厂废热乏气相连，供热管网内的热水作为高温热源（通常为50‑60℃）一侧与高温热源进水口连通，再由高温热源排水口排出循环即可实现将治理烟羽产生的低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统，不仅能耗小，烟羽治理效果显著，对经济效益、环境改善具有重大意义。夏季需供冷时，由于供热管网内的循环水温度（通常为7‑12℃）低于冷却塔的冷却水温度（通常为25‑35℃），此时将供热管网内的循环水作为低温热源与溴化锂热泵的低温热源进水口连通，形成低温热源循环。驱动热源进口与热电厂废热乏气相连，冷却塔循环的冷却水作为高温热源一侧与高温热源进水口连通，再由高温热源排水口排出循环又可以实现将供热管网内循环水的低温热源热量向冷却塔循环冷却水的高温热源泵送的循环系统，将供热管网内循环水的产生的低温热量传递给冷却塔的冷却水，达到供热管网内循环水的降温和供冷需求。

附图说明

[0014] 图1为本冷热双供系统示意图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图，对本发明做进一步说明：

[0016] 如图1所示，本冷热双供系统，包括吸收式溴化锂热泵1、可与用户端发生热交换或直接与用户端相连的供热管网2和具有中空结构的反应仓3，在溴化锂热泵1上设有低温热源进水口11、低温热源排水口12、高温热源进水口13、高温热源排水口14、驱动热源进口15和驱动热源出口16，在反应仓3下部开有进风口31，底部设有排水口32，在反应仓3上部开有排风口33，进风口31经进风管311与脱硫塔4相连，脱硫塔4与锅炉尾部烟道相连，经锅炉尾部烟道排出的高温烟气经脱硫塔4脱硫后排出大量含有饱和水的湿烟气，该湿烟气温度通常在50℃至55℃之间并掺杂有粉尘、氮气和少量二氧化硫、氮氧化物等有害成分，该湿烟气经进风管311由进风口31排至反应仓3内。在反应仓3内部设有多个雾化喷头34，各雾化喷头34通过第一管道51与溴化锂热泵1的低温热源排水口12相连，排水口32通过第二管道52与溴化锂热泵1的低温热源进水口11相连，这样溴化锂热泵1的低温热源排水口12排出25℃左右的冷水经第一管道51由各雾化喷头34雾化喷至反应仓3内部，雾化后的冷水表面积急剧增大，与湿烟气发生热交换实现湿烟气降温至35℃左右并与湿烟气发生快速反应，含有大量饱和水的湿烟气伴随着冷水的降温因饱和水的溶解度降低使得部分水分由湿烟气内逐渐析出，从而实现湿烟气中的水分提出，达到显著改善烟羽现象。雾化喷头34设置成上下若干层，每层均包括多个雾化喷头，保证湿烟气与冷水热交换、反应、拦截完全。研究调查表明，烟气温度为50℃至55℃之间时，溶解在烟气中的饱和水蒸气为12.2%‑15.6%体积比，当烟气温度降至35℃左右时，溶解在烟气中的饱和水蒸气为5.55%体积比，因此湿烟气中的饱和水约析出60%，可显著改善烟羽现象。由于各雾化喷头34喷出的雾状冷水还具有向下运动的动能，其与从脱硫塔4排出的向上运动的湿烟气之间产生惯性碰撞和拦截作用，使较大粒子的粉尘夹带雾状冷水后因重力作用而沉于反应仓3底，起到降尘作用，此外，湿烟气中的二氧化硫还可以与冷水发生溶解和快速反应生成亚硫酸并随与发生热交换的冷水（约35℃）排出，从而进一步改善烟气排出质量；容有硫化物、亚硫酸和粉尘的冷水由排水口32排出，同时由饱和水湿烟气析出的水分也通过排水口32实现了回收，经第二管道52与溴化锂热泵1的低温热源进水口11相连，形成低温热源循环。排风口33经排烟管道61与烟囱62相连，使净化、降温后的烟气由烟囱62排出。将驱动热源进口15与热电厂废热乏气相连，由热电厂废热乏气提供驱动热源，进一步节省能源消耗。高温热源进水口13与供热管网的回水端21（通常为50℃左右）相连，高温热源排水口14与供热管网的进水端22相连，形成高温热源循环，即可实现将治理烟羽产生的低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统，不仅能耗小，烟羽治理效果显著，对经济效益、环境改善具有重大意义。在本实施例中，本系统还包括第一泵体101、第二泵体102、第三泵体103和第四泵体104，将驱动热源出口16与第一泵体
101相连，实现驱动热源降温后形成液滴的快速排出，达到更理想的驱动效果；第二泵体102设置在第二管道52上，使得冬季供暖时第二管道52的水可以由第二泵体102泵至溴化锂热泵1的低温热源进水口11，并由雾化喷头34喷出；将高温热源进水口13与第三泵体103相连，使得冬季供暖时供热管网的回水端21内的水可以由第三泵体103泵至溴化锂热泵1的高温热源进水口13，进而泵至供热管网的进水端22；夏季供冷时由冷却塔100的出水口排出的水可以由第三泵体103泵至溴化锂热泵1的高温热源进水口13，进而泵至冷却塔100；第四泵体
104设置在第二转换管路82上，使得夏季供冷时经溴化锂热泵1冷却后的水由第四泵体104泵至供热管网的进水端22，进而实现整个系统液体的流动，达到预想的效果。

[0017] 在一个优选实施例中，在第二管道52上设有pH值调整池53及沉淀池54，容有硫化物、亚硫酸和粉尘的冷水经第二管道52流入pH值调整池53，对其进行pH值调整及祛硫处理，再经沉淀池54沉淀得到洁净水由低温热源进水口11送入溴化锂热泵1。

[0018] 在一个优选实施例中，供热管网2通过第一阀门71与高温热源进水口13相连，供热管网2通过第二阀门72与高温热源排水口14相连，在第一管道51上设有第三阀门73，雾化喷头34通过第三阀门73与溴化锂热泵1的低温热源排水口12相连，在第二管道52上设有第四阀门74，排水口32通过第四阀门74与溴化锂热泵1的低温热源进水口11相连。

[0019] 在一个优选实施例中，本冷热双供系统还包括第一转换管路81、第二转换管路82、第三转换管路83、第四转换管路84和冷却塔100，其中第一转换管路81两端分别与供热管网的回水端21和溴化锂热泵1的低温热源进水口11相连，在第一转换管路81上设有第一转换阀门91；第二转换管路82两端分别与供热管网的进水端22和溴化锂热泵1的低温热源排水口12相连，在第二转换管路82上设有第二转换阀门92；第三转换管路83两端分别与高温热源进水口13和冷却塔100的出水口相连，在第三转换管路83上设有第三转换阀门93；第四转换管路84两端分别与高温热源排水口14和冷却塔100的进水口相连，在第四转换管路84上设有第四转换阀门94。冷却塔100是用水作为循环工质降低水温的装置，其为现有技术，在此不做赘述。

[0020] 上述技术方案中，冬季供暖时，打开第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73和第四阀门74，关闭第一转换阀门91、第二转换阀门92、第三转换阀门93和第四转换阀门94。将驱动热源进口15与热电厂废热乏气相连，由热电厂废热乏气提供驱动热源做功后由驱动热源出口16排出，进一步节省能源消耗。经锅炉尾部烟道排出的高温烟气经脱硫塔4脱硫后排出大量温度在50℃至55℃含有饱和水的湿烟气，该湿烟气经进风管311由进风口31排至反应仓3内并由下向上运动；与此同时，溴化锂热泵1的低温热源排水口12排出25℃左右的冷水经第一管道51由各雾化喷头34雾化喷至反应仓3内部，雾化后的冷水表面积急剧增大，与湿烟气发生热交换实现湿烟气降温至35℃左右并与湿烟气发生快速反应，含有大量饱和水的湿烟气伴随着冷水的降温实现湿烟气中的水分提出，达到显著改善烟羽现象。由于各雾化喷头34喷出的雾状冷水还具有向下运动的动能，其与从脱硫塔4排出的向上运动的湿烟气之间产生惯性碰撞和拦截作用，使较大粒子的粉尘夹带雾状冷水后因重力作用而沉于反应仓3底，起到降尘作用，此外，湿烟气中的二氧化硫还与冷水发生溶解和快速反应生成亚硫酸并随与发生热交换的冷水（约35℃）排出，从而进一步改善烟气排出质量，最终净化、降温后的烟气由烟囱62排出；容有硫化物、亚硫酸和粉尘的冷水由排水口32排出，经第二管道52与溴化锂热泵1的低温热源进水口11相连，形成低温热源循环。溶有硫化物、亚硫酸和粉尘的冷水进入溴化锂热泵1的低温热源进水口11前，先经第二管道52流入pH值调整池53，对其进行pH值调整及脱硫处理，再经沉淀池54沉淀得到洁净水再由低温热源进水口11送入溴化锂热泵1。高温热源进水口13与供热管网的回水端21（通常为50℃左右）相连，高温热源排水口14与供热管网的进水端22（约为60℃左右）相连，形成高温热源循环，即可实现将治理烟羽产生的低温热源的热量向高温热源泵送的循环系统，不仅能耗小，烟羽治理效果显著，对经济效益、环境改善具有重大意义。

[0021] 夏季需供冷时，关闭第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73和第四阀门74，打开第一转换阀门91、第二转换阀门92、第三转换阀门93和第四转换阀门94，使溴化锂热泵1的低温热源进水口11通过第一转换管路81与供热管网的回水端21相连，溴化锂热泵1的低温热源排水口12通过第二转换管路82与供热管网的进水端22相连形成低温热源循环；高温热源进水口13通过第三转换管路83与冷却塔100的出水口相连，高温热源排水口14通过第四转换管路84与冷却塔100的进水口相连，形成高温热源循环。将驱动热源进口15与热电厂废热乏气相连，由热电厂废热乏气提供驱动热源做功后由驱动热源出口16排出，进一步节省能源消耗。这样，由于夏季温度升高并且取暖需求量较小，锅炉基本不运行，基本不出现烟羽现象故将冷却塔100循环的冷却水作为高温热源一侧与高温热源进水口13连通，再由高温热源排水口14排出循环实现将供热管网2内循环水的低温热源热量向冷却塔100循环冷却水的高温热源泵送的循环系统，将供热管网2内循环水的产生的低温热量传递给冷却塔100的冷却水，达到供热管网2内循环水的降温和供冷需求。此时供热管网的回水端21水温为12℃左右，供热管网的进水端22水温为7℃左右，冷却塔100的出水口水温为30℃左右，冷却塔100的进水口水温为37℃左右。

[0022] 本实施例只是对本发明构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。