一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置及方法与流程

本发明涉及烟气余热回收领域，尤其是一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置及方法。

背景技术：

目前，发电行业主要以天然气和煤作为能源，天然气和煤燃烧后的烟气中含有大量的水分，并以水蒸气的形式存在，水蒸气含有大量的的汽化潜热，因此，回收天然气和煤燃烧产生的烟气中的潜热具有重要的节能意义。

现有的余热回收装置多采用间壁式换热，即同时在间壁式换热器内进行显热和潜热的换热回收，但是在回收过程中，存在对烟气中潜热的回收不完全、回收效率低的问题。

直接换热设备包括喷淋塔和填料塔，由于烟气进入余热回收装置的温度较高，若采用温度较低的冷凝水进行直接换热，不可逆损失较大，中品位热量被浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置及方法，解决了现有的烟气余热回收存在的不足之处。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置，包括吸收式热泵单元和填料塔单元，其中，吸收式热泵单元用于回收中温烟气余热，并向对外供热设备提供热源；填料塔单元用于回收低温烟气余热。

优选地，吸收式热泵单元上设置有高温热源入口、低温烟气出口、低温热源入口、循环水出口、供热循环水入口和供热循环水出口；

填料塔单元上设置有烟气入口、循环水出口和循环水入口，其中：

吸收式热泵单元的高温热源入口连接电厂中温烟气排气口；低温烟气出口连接填料塔单元的烟气入口；

吸收式热泵单元的低温热源入口连接填料塔单元的循环水出口；

吸收式热泵单元上的循环水出口连接填料塔单元上的循环水入口；

吸收式热泵单元上的供热循环水入口和供热循环水出口连接有对外供热设备。

优选地，吸收式热泵单元包括发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器，其中：

发生器上设置有高温热源入口，所述高温热源入口连接电厂中温烟气排气口；

发生器上设置的制冷剂出口连接冷凝器上设置的制冷剂入口；

冷凝器上设置的制冷剂出口通过节流阀连接蒸发器上设置的制冷剂入口；

蒸发器上设置的制冷剂出口连接吸收器上设置的制冷剂入口；

吸收器上设置的稀溶液出口通过循环泵连接发生器上设置的稀溶液入口；

发生器上设置的浓溶液出口连接吸收器上设置的浓溶液入口；

吸收器上设置的供热循环水出口与冷凝器上设置的供热循环水入口连接，冷凝器上设置的供热循环水出口连接对外供热设备的供水入口；

蒸发器上设置的循环水入口连接填料塔单元的循环水出口，蒸发器上设置的循环水出口连接填料塔单元上设置的循环水入口；

吸收器上设置有供热循环水入口，该供热循环水入口连接对外供热设备的回水出口。

优选地，填料塔单元包括填料塔本体，所述填料塔本体包括外壳体，所述外壳体内腔的上部设置有填料；外壳体的外侧壁上开设有循环水入口、循环水出口和烟气入口，其中，循环水入口布置在填料的上方，烟气入口布置在填料的下方；循环水出口布置在烟气入口的下方；外壳体的顶部设置有烟气出口。

优选地，所述外壳体内腔中还设置有布液器，所述布液器布置在填料的上方，且与循环水入口相通。

一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的方法，基于所述的一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置，包括以下步骤：

电厂的中温烟气首先进入吸收式热泵单元进行第一级换热，降温后的烟气进入填料塔单元内进行第二级换热，回收低温烟气的余热；吸收式热泵单元将换热后的热源提供给对外供热设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置及方法，根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能作为吸收式热泵单元的高温热源，并利用填料塔单元回收烟气较低品位热能，实现烟气余热的梯级回收利用；同时，利用吸收式热泵单元回收低品位烟气的余热，提升烟气余热品位，从而实现对外供热。

进一步的，烟气既作为吸收式热泵单元的高温热源，也作为吸收式热泵单元的低温热源，不需要另外寻找高温热源，简化了系统。

进一步的，布液器能够使得喷淋循环水均匀分布。

附图说明

图1是本发明涉及的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的一种回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置，包括吸收式热泵单元和填料塔单元，其中，吸收式热泵单元用于回收中温烟气余热；填料塔单元用于回收低温烟气余热。

吸收式热泵单元上设置有高温热源入口、低温烟气出口、低温热源入口、循环水出口、供热循环水入口和供热循环水出口；

填料塔单元上设置有低温烟气入口、循环水出口和循环水入口，其中，吸收式热泵单元的高温热源入口连接电厂中温烟气排气口；低温烟气出口连接填料塔单元的低温烟气入口；吸收式热泵单元的循环水入口连接填料塔单元的循环水出口；吸收式热泵单元上的循环水出口连接填料塔单元上的循环水入口。

吸收式热泵单元还连接有对外供热设备。

吸收式热泵单元包括发生器3、冷凝器13、吸收器14和蒸发器15，其中，发生器3上设置有高温热源入口，所述高温热源入口连接电厂中温烟气排气口；发生器3上设置的制冷剂出口连接冷凝器13上设置的制冷剂入口；冷凝器13上设置的制冷剂出口通过节流阀17连接蒸发器15上设置的制冷剂入口；蒸发器15上设置的制冷剂出口连接吸收器14上设置的制冷剂入口；吸收器14上设置的稀溶液出口通过循环泵16连接发生器3上设置的稀溶液入口；发生器3上设置的浓溶液出口连接吸收器14上设置的浓溶液入口；吸收器14上设置的供热循环水出口与冷凝器13上设置的供热循环水入口连接，冷凝器13上设置的供热循环水出口连接对外供热设备的供水入口；蒸发器15上设置的循环水入口连接填料塔单元的循环水出口；蒸发器15上设置的循环水出口连接填料塔单元上设置的循环水入口；吸收器14上设置有供热循环水入口，该供热循环水入口连接对外供热设备的回水出口。

填料塔单元包括填料塔本体，所述填料塔本体包括外壳体1，所述外壳体1内腔的上部设置有布液器9和填料8，其中，布液器9布置在填料8的上方。

外壳体1的外侧壁上开设有循环水入口2、循环水出口4和烟气入口7，其中，循环水入口2与布液器9相通，烟气入口7布置在填料8的下方；循环水出口4布置在烟气入口7的下方。

外壳体1的顶部设置有烟气出口11。

外壳体1上还设置有人孔10，所述人孔10布置在布液器9的上方。

其中，发生器3的烟气出口与填料塔单元的烟气入口7连接，填料塔单元的循环水出口4与蒸发器15的循环水入口连接，蒸发器15的循环水出口与填料塔单元的循环水入口2连接。

本发明的工作原理：

烟气先进入发生器3进行第一级换热，作为吸收式热泵的高温热源加热稀溶液；然后从下部进入填料塔本体的外壳体内，与进入填料塔本体的外壳体内的循环水进行第二级换热，回收低温烟气余热；吸热后的循环水作为吸收式热泵的低温热源从蒸发器15上的循环水入口进入，实现低温烟气品位提升，并通过供热循环水对外供热。

吸收式热泵单元内工作介质包括制冷剂和用于吸收、解吸制冷剂的吸收剂溶液，二者组成工质对；利用中温烟气在发生器3中加热由循环泵16从吸收器14输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来；制冷剂蒸汽进入冷凝器13中，将供热循环水加热到供热温度，同时，制冷剂被冷却介质冷凝成制冷剂液体，再经节流阀17降压到蒸发压力；制冷剂经节流进入蒸发器15中，吸收从填料塔来的循环水的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸汽，同时，将从填料塔来的循环水冷却后送回填料塔；在发生器3中经发生过程剩余的浓溶液经节流阀17降到蒸发压力进入吸收器14中，与从蒸发器15出来的低压制冷剂蒸汽相混合，吸收低压制冷剂蒸汽并恢复到原来的浓度；吸收过程是放热过程，将供热循环水加热；在吸收器14中恢复了浓度的溶液又经循环泵16升压后送入发生器3中继续循环。

本发明具有以下优点：

1、本发明提供的回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置与系统，根据烟气冷凝过程前一阶段温度高、后一阶段温度低的特点，将直接换热与间接换热相结合，利用烟气较高品位热能作为吸收式热泵的高温热源，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，实现烟气余热的梯级回收利用。

2、本发明提供的回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置与系统，烟气既作为吸收式热泵的高温热源，也作为吸收式热泵的低温热源，不需要另外寻找高温热源，简化了系统。

3、本发明提供的回收电厂烟气余热驱动吸收式热泵供热的装置与系统，利用吸收式热泵回收低品位烟气余热，提升烟气余热品位，从而实现对外供热。