一种集成热化学过程的热电冷多联产系统的制作方法_2

文档序号:9504294阅读:来源:国知局
轮机子系统的液体燃料的比例;加大第一出口流量、减小第二出口流量,送入热化学余热利用子系统的液体原料增加,进入燃气轮机子系统的液体燃料减少,热化学余热利用子系统生成的气体燃料增加,进入燃气轮机子系统的液体燃料与气体燃料之比降低,燃气轮机子系统的发电量增大,热化学余热利用子系统排出的第二中温烟气32温度降低,吸收式制冷子系统利用的烟气余热减少,生成的冷能29随之减少,系统的电能与冷能29输出比例增大,满足较高电负荷需求;减小第一出口流量、加大第二出口流量,送入热化学余热利用子系统的液体原料减少,进入燃气轮机子系统的液体燃料增加,热化学余热利用子系统生成的气体燃料减少,进入燃气轮机子系统的液体燃料与气体燃料之比升高,燃气轮机子系统的发电量减小,热化学余热利用子系统排出的第二中温烟气32温度升高,吸收式制冷子系统利用的烟气余热增大,生成的冷能29随之增大,系统的电能与冷能29输出比例减小,满足较高用冷负荷需求。
[0021](三)有益效果
[0022]从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
[0023](1)充分利用燃气轮机排放的较低品位烟气余热用以吸热型热化学反应,例如驱动甲醇、乙醇或二甲醚等燃料的裂解反应,完成热能回收再利用和能量形式的转变,实现烟气余热的品位提升及高效利用;
[0024](2)通过调节吸收式制冷与甲醇裂解的热能利用比例,实现在相同燃料输入的情况下调整系统的电能和冷能输出比例,由此更好地满足用户对不同形式能源产品的动态变化需求;
[0025](3)基于“温度对口,梯级利用”的能源利用原理,将科学合理地梯级利用高温烟气余热,并根据热能品位不同依次采用热化学反应、吸收式制冷和采暖供热等方式进行烟气余热回收;
[0026](4)在高效烟气余热的同时,也将烟气余热的能量形式转化为冷、电和热等多种能源形式,在提升系统的能源利用效率的同时,也实现了系统的多元化能源产品输出;
[0027](5)所直接使用的燃料为甲醇、乙醇或二甲醚等液体燃料,以及通过热化学反应产生的合成气等气体燃料,其中甲醇、乙醇或二甲醚等可作为生物质能和太阳能等可再生清洁能源的载体,由此实现该系统与可再生能源的紧密对接,由此可将本发明所提出的一种集成热化学反应过程的热电冷多联产系统构建成二氧化碳近零排放的环保型能源利用系统。
【附图说明】
[0028]图1为依据本发明实施例的一种集成热化学过程的热电冷多联产系统结构示意图。
[0029]100-燃气轮机子系统:
[0030]1-压气机;2_燃烧室;3_燃气透平;4_回热器;
[0031]200-热化学余热利用子系统:
[0032]5-热化学反应器
[0033]300-吸收式制冷子系统:
[0034]6-发生器;7_吸收器;8_蒸发器;9_冷凝器;10_循环水冷却塔;11_第一循环栗;15-第二循环栗;16_第一节流阀;17_第二节流阀;25_换热器;
[0035]400-低温烟气余热利用子系统:
[0036]12-低温烟气换热器
[0037]500-燃料调节子系统:
[0038]23-第一三通分流阀;
[0039]13-风机盘管;14_烟囱;18-第三节流阀;19_第四节流阀;20_第五节流阀;21-第六节流阀;22_第七节流阀;24_第二三通分流阀、26-空气;27_液体原料;28_采暖热能;29_冷能;30_高温烟气;31_第一中温烟气;32_第二中温烟气;33_低温烟气;34_低温废气。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0041]本发明提供的一种集成热化学过程的热电冷多联产系统,利用燃气轮机子系统100排放的高温烟气余热来驱动吸热型化学反应过程,利用吸热型化学反应过程排出的中温烟气余热驱动吸收式制冷循环,并利用吸收式制冷循环生成的低温烟气余热生成采暖热能、生活热水和工业用蒸汽,实现烟气余热的高效回收利用。
[0042]图1为依据本发明实施例的一种集成热化学过程的热电冷多联产系统,该系统包括燃气轮机子系统100、热化学余热利用子系统200、吸收式制冷子系统300、低温烟气余热利用子系统400和燃料调节子系统500。
[0043]热化学余热利用子系统200,其连接至所述燃气轮机子系统100,该热化学余热利用子系统200接收所述燃气轮机子系统100产生的高温烟气30,利用上述高温烟气余热,通过吸热型热化学反应生成气体燃料;
[0044]吸收式制冷子系统300,其连接至所述热化学余热利用子系统200,该吸收式制冷子系统300接收所述热化学余热利用子系统200产生的中温烟气,利用上述中温烟气余热产生低温冷能29 ;
[0045]低温烟气余热利用子系统400,其连接至所述吸收式制冷子系统300,该低温烟气余热利用子系统400接收所述吸收式制冷子系统300产生的低温烟气33,利用上述低温烟气余热生产采暖热水、生活热水和工业用蒸汽,最后将低温废气34排空。
[0046]燃料调节子系统500,其一端连接燃气轮机子系统100,一端连接热化学余热利用子系统200,对流入燃气轮机子系统100的燃料量和热化学余热利用子系统200的原料量进行调节。
[0047]以下对本实施例集成热化学过程的热电冷多联产系统的各个组成部分进行详细说明,本实施例集成热化学过程的热电冷多联产系统所涉及的主要设备包括:
[0048]压气机1、燃烧室2、燃气透平3、回热器4、热化学反应器5、发生器6、吸收器7、蒸发器8、冷凝器9、循环水冷却塔10、第一循环栗11、低温烟气换热器12、风机盘管13、烟囱
14、第二循环栗15、第一节流阀16、第二节流阀17、第三节流阀18、第四节流阀19、第五节流阀20、第六节流阀21、第七节流阀22、第一三通分流阀23、第二三通分流阀24和换热器25。
[0049]燃气轮机子系统100,其包括压气机1、燃烧室2、燃气透平3和回热器4,压气机1具有进气口和出气口,压气机1的出气口连接回热器4的进气口,回热器4的出气口连接燃烧室2的进气口,燃气透平3的出气口连接回热器4的烟气入口,回热器4的烟气出口连接第五节流阀20的入口。
[0050]热化学余热利用子系统200,其包括热化学反应器5,热化学反应器5具有烟气入口、进料口、烟气出口和气体燃料出口,热化学反应器5的烟气入口与第五节流阀20的出口连接,热化学反应器5的气体燃料出口连接第四节流阀19的入口,第四节流阀19的出口连接燃烧室2的气体进料口。
[0051]吸收式制冷子系统300,其包括发生器6、吸收器7、蒸发器8、冷凝器9、第二循环栗
15、第一节流阀16、第二节流阀17和换热器25、循环水冷却塔10和第一循环栗11。
[0052]其中,发生器6的第一烟气入口与热化学反应器3的烟气出口连接,其烟气出口连接第七节流阀22的入口,发生器6的水溶液出口连接第一节流阀16,第一节流阀16的出口连接吸收器7的水溶液入口,吸收器7的水溶液出口连接第二循环栗15,第二循环栗15的出口连接发生器6的水溶液入口,第一节流阀16的出口和第二循环栗15的出口之间连接有换热器25。
[0053]发生器6的水蒸汽出口连接冷凝器9的水蒸汽入口,冷凝器9的中温水出口连接第二节流阀17,第二节流阀17的出口连接蒸发器8的中温水入口,蒸发器8的水蒸汽出口连接吸收器7的水蒸汽入口。
[0054]循环水冷却塔10的出水口连接第一循环栗11,第一循环栗11的出口连接冷凝器9的冷却水入口,冷凝器9的冷却水出口连接吸收器7的冷却水入口,吸收器7的冷却水出口连接循环水冷却塔10的入水口。
[0055]蒸发器8的冷媒水出口与风机盘管13的冷媒水入口连接,风机盘管13的冷媒水出口连接蒸发器8的冷媒水入口。
[0056]低温烟气余热利用子系统400,其包括低温烟气换热器12。低温烟气换热器12的烟气入口与第七节流阀22的出口连接,其烟气出口连接烟囱14,其入水口连接风机盘管13的采暖水出口,其出水口连接第二三通分流阀24,第二三通分流阀24的第一出口连接风机盘管13的采暖水入口。
[0057]燃料调节子系统500,其包括第一三通阀23,第一三通分流阀23的第一出口连接热化学反应器5的进料口,其第二出口连接第三节流阀18的入口,第
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