CN213178894U - 一种烟气驱动余热回收热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气驱动余热回收热泵系统，包括：发生器，其内部限定有封闭的发生器腔，发生器具有分别与发生器腔连通的第一进液口以及第一排液口；吸收器，其内部限定有封闭的吸收器腔，吸收器具有分别与吸收器腔连通的进烟口、排烟口、第二进液口以及第二排液口，第二进液口与第一排液口通过第一液管相连通，第二排液口与第一进液口通过第二液管相连通；驱动泵；烟气通道，其设置在发生器腔中；第一余热回收通道，其设置在吸收器腔中。高温烟气首先通过外部烟管进入位于发生器腔中的烟气通道，在发生器腔中加热发生器内稀溶液，稀溶液被加热后变为浓溶液，利用高温烟气作为驱动发生器的热源，减少蒸汽的使用，提高系统的经济性。

Description

一种烟气驱动余热回收热泵系统

技术领域

本实用新型属于热泵技术领域，具体地说，涉及一种用于烟气驱动余热回收开式热泵系统。

背景技术

我国发电机组以火力发电为主，占全国发电总容量的60~70%；大量的烟气排放至大气中，没有经过处理的烟气，遇到冷空气，烟气中的水蒸气会凝结成小水滴，形成白色的烟雾，影响空气环境。

现有开式热泵，通过向烟气直接喷淋一种无机盐溶液，溶液吸收烟气中的水蒸气及其他物质，通过换热器将稀溶液中的热量带走；稀溶液经过旋流、沉淀等过程进入发生器，在发生器内蒸汽加热稀溶液，稀溶液内的水蒸气蒸发出来，进入冷凝器内冷凝放热，稀溶液变为浓溶液。继续下一个循环。该技术的驱动热源为蒸汽。对蒸汽的需求较大，降低了系统的经济性，在烟气温度较高的场景下，没有充分利用烟气作为驱动热源。

发明内容

本实用新型针对现有技术中余热回收热泵系统的驱动热源为蒸汽，对蒸汽的需求较大，降低了系统的经济性的技术问题，提出了一种烟气驱动余热回收热泵系统，利用烟气作为驱动热源，可以解决上述问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种烟气驱动余热回收热泵系统，包括：

发生器，其内部限定有封闭的发生器腔，所述发生器具有分别与所述发生器腔连通的第一进液口以及第一排液口；

吸收器，其内部限定有封闭的吸收器腔，所述吸收器具有分别与所述吸收器腔连通的进烟口、排烟口、第二进液口以及第二排液口，所述第二进液口与所述第一排液口通过第一液管相连通，所述第二排液口与所述第一进液口通过第二液管相连通；

驱动泵，其用于驱动溶液在所述发生器腔和吸收器腔之间循环；

烟气通道，其设置在所述发生器腔中，所述烟气通道的进气口与外部烟管连通，排气口通过管道与所述进烟口连通；

第一余热回收通道，其设置在所述吸收器腔中，所述第一余热回收通道的两端分别与第一余热回收管连通。

进一步的，还包括冷凝器，所述发生器还具有与所述发生器腔连通的蒸汽排放口，所述蒸汽排放口通过管道与所述冷凝器相连通。

进一步的，还包括：

第二余热回收通道，其设置在所述冷凝器中，且所述第二余热回收通道的两端分别与第二余热回收管连通。

进一步的，还包括：

换热器，其具有第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道与所述第一液管相连通，所述第二换热通道与所述第二液管相连通。

进一步的，所述吸收器腔内还设置有喷淋装置，所述第一液管穿过所述第二进液口与所述喷淋装置连接。

进一步的，所述喷淋装置设置在所述吸收器腔的顶部。

进一步的，所述吸收器设置在所述发生器的上方，所述第一进液口开设在所述发生器的顶部，所述第二排液口开设在所述吸收器的底部。

进一步的，所述第一排液口开设在所述发生器的底部，所述第二进液口开设在所述吸收器的顶部。

进一步的，所述驱动泵与所述第一液管连接。

进一步的，所述进烟口开设在所述吸收器的下端，所述排烟口开设在所述吸收器的上端。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：高温烟气首先通过外部烟管进入位于发生器腔中的烟气通道，在发生器腔中加热发生器内稀溶液，稀溶液被加热后变为浓溶液，利用高温烟气作为驱动发生器的热源，减少蒸汽的使用，提高系统的经济性。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本实用新型提出的烟气驱动余热回收热泵系统的一种实施例原理方框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例提出了一种烟气驱动余热回收热泵系统，如图1所示，包括发生器11、吸收器12、驱动泵13、烟气通道14以及第一余热回收通道15，其中，发生器11内部限定有封闭的发生器腔110，发生器11具有分别与发生器腔110连通的第一进液口111以及第一排液口112；吸收器12内部限定有封闭的吸收器腔120，吸收器12具有分别与吸收器腔120连通的进烟口121、排烟口122、第二进液口123以及第二排液口124，第二进液口123与第一排液口112通过第一液管16相连通，第二排液口124 与第一进液口111通过第二液管17相连通；驱动泵13用于驱动溶液在发生器腔110和吸收器腔120之间循环；烟气通道14设置在发生器腔110中，烟气通道14的进气口与外部烟管18连通，排气口通过管道19与进烟口121连通；第一余热回收通道15设置在吸收器腔120中，第一余热回收通道15的两端分别与第一余热回收管20连通。

其中，溶液为无机盐溶液，其浓溶液在吸收器腔120中可吸收烟气中的水蒸气及其他物质，变为稀溶液，返回至发生器腔110中。

本烟气驱动余热回收热泵系统的工作原理是：高温烟气首先通过外部烟管18进入位于发生器110中的烟气通道14，在发生器11中加热稀溶液，稀溶液被加热后变为浓溶液，经过驱动泵13进入吸收器腔120内，从烟气通道14出来的降温后的烟气经进烟口121进入吸收器腔120，浓溶液直接吸收烟气中的水蒸气及其他物质，变为稀溶液，返回至发生器110，如此往复循环。

发电厂产生的高温烟气，温度在150℃～200℃左右，含湿量比较大的情况下，所含的热量比较大，该部分的烟气可以作为驱动发生器11的热源，在发生器腔110内加热稀溶液使其变为浓溶液；降温后的烟气而后可以直接进入吸收器腔120内被浓溶液吸收其内的水蒸气，而后经过排烟口122排出。本实施例利用高温烟气作为驱动发生器11的热源，减少蒸汽的使用，提高系统的经济性。

第一余热回收管20中循环有换热介质，吸收器腔120内浓溶液吸收烟气中水蒸气的过程是个放热过程，当换热介质循环至第一余热回收通道15中时，在吸收器腔120中吸收热量，换热介质温度升高，然后循环至用户终端，可用于供热或者供生活热水等。换热介质可以是水或者其他工质。

稀溶液在发生器腔110中加热时，会产生大量水蒸气，为了回收利用所产生的水蒸气，本实施例的烟气驱动余热回收热泵系统还包括冷凝器21，发生器11还具有与发生器110连通的蒸汽排放口113，蒸汽排放口113通过管道22与冷凝器21相连通。发生器腔110中的水蒸气在压力作用下通过蒸汽排放口113进入冷凝器21，在冷凝器21中进行冷凝成液态水，该液态水可进行利用。

水蒸气中含有大量热量，为了进一步利用水蒸气中的热量，本实施例的烟气驱动余热回收热泵系统还包括第二余热回收通道23，其设置在冷凝器21中，且第二余热回收通道23的两端分别与第二余热回收管26连通。第二余热回收管26中循环有换热介质，当换热介质循环至第二余热回收通道23中时，在冷凝器21中吸收热量，换热介质温度升高。第二余热回收管26可独立于第一余热回收管20，也可以为耦合系统，循环来的换热介质其中一路进入第一余热回收通道15，另外一路进入第二余热回收通道23。

本方案中可以将稀溶液加热成浓溶液时释放的水蒸气进一步利用，可以解决水资源，同时可以充分利用水蒸气中的能量，最大化的提高能量利用率。

本实施例的烟气驱动余热回收热泵系统还包括换热器24，其具有第一换热通道241和第二换热通道242，第一换热通道241与第一液管16相连通，第二换热通道242与第二液管17相连通。在换热器24中，经过第一换热通道241的浓溶液进一步吸收第二换热通道242的热量，浓度进一步升高并输送至吸收器腔120中，提高溶液在吸收器腔120中的吸收能力。

为了提高溶液在吸收器腔120与烟气作用的均匀性，优选在吸收器腔120内还设置有喷淋装置25，第一液管16穿过第二进液口123与喷淋装置25连接，溶液通过喷淋装置25喷洒在吸收器腔120中，增加与烟气接触的作用吸收面积。

优选喷淋装置25设置在吸收器腔120的顶部。喷淋装置25将溶液在吸收器腔120中自上而下喷淋，溶液在重力作用下自由向吸收器腔120的底部滴落，在滴落过程中吸附烟气中的水蒸气和其他物质。

本实施例中优选吸收器12设置在发生器11的上方，第一进液口111开设在发生器11的顶部，第二排液口124开设在吸收器12的底部。稀释后的溶液在吸收器12的底部聚集，在重力作用下通过第二液管17自动排入至发生器腔110中，无需另外设置泵进行抽排，节约能耗。

优选第一排液口112开设在发生器11的底部，第二进液口123开设在吸收器12的顶部，发生器腔110中的浓溶液在驱动泵13的作用下经第二进液口123被抽排至喷淋装置25进行喷淋，可以缩短容易流通路径，节约管道长度。

由于浓溶液自发生器11向吸收器12运动时为由低至高方向运动，驱动泵13与第一液管16连接，由驱动泵13驱动浓溶液运动。

烟气中的水蒸气和其他物质被溶液吸收后，密度变小，向上运动，因此优选进烟口121开设在吸收器12的下端，排烟口122开设在吸收器12的上端，烟气自下向上运动，为自驱动。且烟气的流动方向与溶液的流动方向相反，提高了两者接触面积。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，包括：

发生器，其内部限定有封闭的发生器腔，所述发生器具有分别与所述发生器腔连通的第一进液口以及第一排液口；

吸收器，其内部限定有封闭的吸收器腔，所述吸收器具有分别与所述吸收器腔连通的进烟口、排烟口、第二进液口以及第二排液口，所述第二进液口与所述第一排液口通过第一液管相连通，所述第二排液口与所述第一进液口通过第二液管相连通；

驱动泵，其用于驱动溶液在所述发生器腔和吸收器腔之间循环；

烟气通道，其设置在所述发生器腔中，所述烟气通道的进气口与外部烟管连通，排气口通过管道与所述进烟口连通；

第一余热回收通道，其设置在所述吸收器腔中，所述第一余热回收通道的两端分别与第一余热回收管连通。

2.根据权利要求1所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，还包括冷凝器，所述发生器还具有与所述发生器腔连通的蒸汽排放口，所述蒸汽排放口通过管道与所述冷凝器相连通。

3.根据权利要求2所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，还包括：

第二余热回收通道，其设置在所述冷凝器中，且所述第二余热回收通道的两端分别与第二余热回收管连通。

4.根据权利要求1所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，还包括：

换热器，其具有第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道与所述第一液管相连通，所述第二换热通道与所述第二液管相连通。

5.根据权利要求1所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述吸收器腔内还设置有喷淋装置，所述第一液管穿过所述第二进液口与所述喷淋装置连接。

6.根据权利要求5所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述喷淋装置设置在所述吸收器腔的顶部。

7.根据权利要求1-6任一项所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述吸收器设置在所述发生器的上方，所述第一进液口开设在所述发生器的顶部，所述第二排液口开设在所述吸收器的底部。

8.根据权利要求7所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述第一排液口开设在所述发生器的底部，所述第二进液口开设在所述吸收器的顶部。

9.根据权利要求7所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述驱动泵与所述第一液管连接。

10.根据权利要求1-6任一项所述的烟气驱动余热回收热泵系统，其特征在于，所述进烟口开设在所述吸收器的下端，所述排烟口开设在所述吸收器的上端。

Images