申请日2011.01.06
公开(公告)日2011.05.25
IPC分类号F25B30/04
摘要
本发明涉及一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，用于回收污水闪蒸蒸汽余热。包括：1、2…N个密闭独立腔室和多段吸收式热泵，多段吸收式热泵均包括各自对应的1、2…N个发生器、1、2…N个冷凝器、1、2…N个吸收器和1、2…N个蒸发器，污水经1、2…N个密闭独立腔室闪蒸出的由高到低的不同压力水蒸汽依次通过1、2…N个闪蒸蒸汽进1、2…N个蒸发器管，直接与多段吸收式热泵的1、2…N个蒸发器相连，闪蒸蒸汽凝水依次通过各自的1、2…N个闪蒸蒸汽凝水出1、2…N个蒸发器管回流至1、2…N个密闭独立腔室各自对应的1、2…N个液相区。本发明能减少温度损失热量，提高热水供水温度，减少系统投资和运行成本。
权利要求书
1.一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，其特征在于所述系统包括：1、2…N个密闭独立腔室和多段吸收式热泵，所述的1、2…N个密闭独立腔室里有各自对应的1、2…N个气相区和1、2…N个液相区，第1个密闭独立腔室的气相区设置有污水进口管(1)，第N个密闭独立腔室的液相区设置有污水出口管(3)，气相区设置有不凝性气体排出管(7)，相邻两密闭独立腔室的气相区通过不凝性气体连管(20)相互连通，前个密闭独立腔室的液相区的污水通过污水连管(22)接入后个密闭独立腔室的气相区;所述多段吸收式热泵均包括各自对应的1、2…N个发生器、1、2…N个冷凝器、1、2…N个吸收器和1、2…N个蒸发器;污水经低压的1、2…N个密闭独立腔室闪蒸出的由高到低的不同压力水蒸汽依次通过1、2…N个闪蒸蒸汽进1、2…N个蒸发器管，直接与多段吸收式热泵的1、2…N个蒸发器相连，分别在各自对应的蒸发器换热管束内放热凝结，闪蒸蒸汽凝水依次通过各自的1、2…N个闪蒸蒸汽凝水出1、2…N个蒸发器管回流至1、2…N个密闭独立腔室各自对应的1、2…N个液相区，而热媒水回水依次经第N、N-1…2、1个吸收器和第1、2…N个冷凝器吸热升温，所述N为≥2的自然数。
2.根据权利要求1所述的一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，其特征在于所述系统包括：第一密闭独立腔室(2-1)、第二密闭独立腔室(2-2)和二段吸收式热泵(24)，所述第一密闭独立腔室(2-1)和第二密闭独立腔室(2-2)里有各自对应的第一气相区(5-1)、第一液相区(23-1)和第二气相区(5-2)、第二液相区(23-2)，第一密闭独立腔室(2-1)的气相区设置有污水进口管(1)，第二密闭独立腔室(2-2)的液相区设置有污水出口管(3)，气相区设置有不凝性气体排出管(7)，第一密闭独立腔室(2-1)和第二密闭独立腔室(2-2)的气相区通过不凝性气体连管(20)相互连通，第一密闭独立腔室(2-1)液相区的污水通过污水连管(22)接入第二密闭独立腔室(2-2)的气相区;所述二段吸收式热泵(24)包括第一发生器(17-1)、第一冷凝器(16-1)、第一吸收器(13-1)、第一蒸发器(12-1)和第二发生器(17-2)、第二冷凝器(16-2)、第二吸收器(13-2)和第二蒸发器(12-2)，驱动热源进入二段吸收式热泵(24)的第一发生器(17-2)和第二发生器(17-2)放热，污水经低压的第一密闭独立腔室(2-1)内闪蒸的低压蒸汽通过第一闪蒸蒸汽进蒸发器管(8-1)与二段吸收式热泵(24)的第一蒸发器(12-1)直接相连，在第一蒸发器(12-1)内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第一闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管(9-1)回流至第一密闭独立腔室(2-1)的第一气相区(5-1);在低压的第二密闭独立腔室(2-2)内闪蒸的低压蒸汽通过第二闪蒸蒸汽进蒸发器管(8-2)与二段吸收式热泵(24)的第二蒸发器(12-2)直接相连，在第二蒸发器(12-2)内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第二闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管(9-2)回流至第二密闭独立腔室(2-2)的第二液相区(23-2)，热媒水回水依次通过第二吸收器(13-2)、第一吸收器(13-1)、第一冷凝器(16-1)和第二冷凝器(16-2)吸热升温。
3.根据权利要求1所述的一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，其特征在于所述系统包括：第一密闭独立腔室(2-1)、第二密闭独立腔室(2-2)、第三密闭独立腔室(2-3)和三段吸收式热泵(25)，所述第一密闭独立腔室(2-1)、第二密闭独立腔室(2-2)和第三密闭独立腔室(2-3)里有各自对应的第一气相区(5-1)、第一液相区(23-1)和第二气相区(5-2)、第二液相区(23-2)以及第三气相区(5-3)、第三液相区(23-3)，第一密闭独立腔室(2-1)的气相区设置有污水进口管(1)，第三密闭独立腔室(2-3)的液相区设置有污水出口管(3)，气相区设置有不凝性气体排出管(7)，第一密闭独立腔室(2-1)和第二密闭独立腔室(2-2)的气相区通过不凝性气体连管(20)相互连通，第二密闭独立腔室(2-2)和第三密闭独立腔室(2-3)的气相区也通过不凝性气体连管(20)相互连通，第一密闭独立腔室(2-1)液相区的污水通过污水连管(22)接入第二密闭独立腔室(2-2)的气相区，第二密闭独立腔室(2-2)液相区的污水通过污水连管(22)接入第三密闭独立腔室(2-3)的气相区;所述三段吸收式热泵(25)包括第一发生器(17-1)、第一冷凝器(16-1)、第一吸收器(13-1)、第一蒸发器(12-1)和第二发生器(17-2)、第二冷凝器(16-2)、第二吸收器(13-2)、第二蒸发器(12-2)以及第三发生器(17-3)、第三吸收器(13-3)、第三冷凝器(16-3)、第三蒸发器(12-3)，驱动热源进入三段吸收式热泵(25)的第一发生器(17-2)、第二发生器(17-2)和第三发生器(17-3)放热，污水经低压的第一密闭独立腔室(2-1)内闪蒸的低压蒸汽通过第一闪蒸蒸汽进蒸发器管(8-1)与三段吸收式热泵(25)的第一蒸发器(12-1)直接相连，在第一蒸发器(12-1)内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第一闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管(9-1)回流至第一密闭独立腔室(2-1)的第一气相区(5-1);在低压的第二密闭独立腔室(2-2)内闪蒸的低压蒸汽通过第二闪蒸蒸汽进蒸发器管(8-2)与三段吸收式热泵(25)的第二蒸发器(12-2)直接相连，在第二蒸发器(12-2)内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第二闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管(9-2)回流至第二密闭独立腔室(2-2)的第二液相区(23-2)，在低压的第三密闭独立腔室(2-3)内闪蒸的低压蒸汽通过第三闪蒸蒸汽进蒸发器管(8-3)与三段吸收式热泵(25)的第三蒸发器(12-3)直接相连，在三蒸发器(12-3)内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第三闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管(9-3)回流至第三密闭独立腔室(2-3)的第三液相区(23-3)，热媒水回水依次通过第三吸收器(13-3)、第二吸收器(13-2)、第一吸收器(13-1)、第一冷凝器(16-1)、第二冷凝器(16-2)和第三冷凝器(16-3)吸热升温。
4.根据权利要求1所述的一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，其特征在于所述多段吸收式热泵(24、25)是单套或多套。
5.根据权利要求1所述的一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，其特征在于所述多段吸收式热泵(24、25)是单效型多段吸收式热泵、双效型多段吸收式热泵、两级型多段吸收式热泵。
说明书
多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统
技术领域
本发明涉及一种回收污水闪蒸蒸汽余热供热系统。用于回收污水闪蒸蒸汽余热。
背景技术
人们在生产工艺和生活中都需要大量的供热热水，一般需要消耗一次能源来制取，同时在生产工艺中又存在大量的热水余热，但部分热水存在水质问题，水中含固体颗粒(如钢渣冲渣水等)、腐蚀性成分等情况时，被称为污水。由于污水存在腐蚀、脏堵、磨损等问题，普通换热器无法实现取热过程，为使这部分污水的余热能够回收利用而不白白的浪费掉，目前有采用污水多段闪蒸取热换热系统的方式如图1所示提取污水余热，再采用吸收式热泵技术，在高温热源驱动下，将取热热水通入吸收式热泵蒸发器放热，加热吸收式热泵吸收器和冷凝器中的供热热水(热水温度可比取热热水温度提升30~50℃)，实现对污水余热的回收利用，实现节能效益，此种方式对吸收式热泵和污水闪蒸取热换热系统之间的距离要求不高，可远可近，比较灵活。但此种方式需要设置换热管束、进水室、出水室及取热热水循环泵等设施才能回收污水闪蒸的冷凝热，这部分装置需要初投资及水泵的耗电，由于是间接提取污水闪蒸的余热，闪蒸蒸汽和取热热水换热又会造成一定的温度损失，影响制取供热热水的温升等不利因素。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种既能避免普通换热器的腐蚀、脏堵、磨损等问题，又能更加有效回收利用污水多段闪蒸蒸汽余热，提高热水供水温度，减少设备、系统投资和运行成本的多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统。
本发明的目的是这样实现的：一种多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，包括：1、2…N个密闭独立腔室和多段吸收式热泵，所述的1、2…N个密闭独立腔室里有各自对应的1、2…N个气相区和1、2…N个液相区，第1个密闭独立腔室的气相区设置有污水进口管，第N个密闭独立腔室的液相区设置有污水出口管，气相区设置有不凝性气体排出管，相邻两密闭独立腔室的气相区通过不凝性气体连管相互连通，前个密闭独立腔室的液相区的污水通过污水连管接入后个密闭独立腔室的气相区;所述多段吸收式热泵均包括各自对应的1、2…N个发生器、1、2…N个冷凝器、1、2…N个吸收器和1、2…N个蒸发器。污水经低压的1、2…N个密闭独立腔室闪蒸出的由高到低的不同压力水蒸汽依次通过1、2…N个闪蒸蒸汽进1、2…N个蒸发器管，直接与多段吸收式热泵的1、2…N个蒸发器相连，分别在各自对应的蒸发器换热管束内放热凝结，闪蒸蒸汽凝水依次通过各自的1、2…N个闪蒸蒸汽凝水出1、2…N个蒸发器管回流至1、2…N个密闭独立腔室各自对应的1、2…N个液相区，而热媒水回水依次经第N、N-1…2、1个吸收器和第1、2…N个冷凝器吸热升温，所述N为≥2的自然数。
本发明多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，包括：第一密闭独立腔室、第二密闭独立腔室和二段吸收式热泵，所述第一密闭独立腔室和第二密闭独立腔室里有各自对应的第一气相区、第一液相区和第二气相区、第二液相区，第一密闭独立腔室的气相区设置有污水进口管，第二密闭独立腔室的液相区设置有污水出口管，气相区设置有不凝性气体排出管，第一密闭独立腔室和第二密闭独立腔室的气相区通过不凝性气体连管相互连通，第一密闭独立腔室液相区的污水通过污水连管接入第二密闭独立腔室的气相区;所述二段吸收式热泵包括第一发生器、第一冷凝器、第一吸收器、第一蒸发器和第二发生器、第二冷凝器、第二吸收器和第二蒸发器，驱动热源进入二段吸收式热泵的第一发生器和第二发生器放热，污水经低压的第一密闭独立腔室内闪蒸的低压蒸汽通过第一闪蒸蒸汽进蒸发器管与二段吸收式热泵的第一蒸发器直接相连，在第一蒸发器内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第一闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管回流至第一密闭独立腔室的第一气相区;在低压的第二密闭独立腔室内闪蒸的低压蒸汽通过第二闪蒸蒸汽进蒸发器管与二段吸收式热泵的第二蒸发器直接相连，在第二蒸发器内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第二闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管回流至第二密闭独立腔室的第二液相区，热媒水回水依次通过第二吸收器、第一吸收器、第一冷凝器和第二冷凝器吸热升温。
本发明多段吸收式热泵直接回收污水多段闪蒸蒸汽余热供热系统，所述系统包括：第一密闭独立腔室、第二密闭独立腔室、第三密闭独立腔室和三段吸收式热泵，所述第一密闭独立腔室、第二密闭独立腔室和第三密闭独立腔室里有各自对应的第一气相区、第一液相区和第二气相区、第二液相区以及第三气相区、第三液相区，第一密闭独立腔室的气相区设置有污水进口管，第三密闭独立腔室的液相区设置有污水出口管，气相区设置有不凝性气体排出管，第一密闭独立腔室和第二密闭独立腔室的气相区通过不凝性气体连管相互连通，第二密闭独立腔室和第三密闭独立腔室的气相区也通过不凝性气体连管相互连通，第一密闭独立腔室液相区的污水通过污水连管接入第二密闭独立腔室的气相区，第二密闭独立腔室液相区的污水通过污水连管接入第三密闭独立腔室的气相区;所述三段吸收式热泵包括第一发生器、第一冷凝器、第一吸收器、第一蒸发器和第二发生器、第二冷凝器、第二吸收器、第二蒸发器以及第三发生器、第三吸收器、第三冷凝器、第三蒸发器，驱动热源进入三段吸收式热泵的第一发生器、第二发生器和第三发生器放热，污水经低压的第一密闭独立腔室内闪蒸的低压蒸汽通过第一闪蒸蒸汽进蒸发器管与三段吸收式热泵的第一蒸发器直接相连，在第一蒸发器内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第一闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管回流至第一密闭独立腔室的第一气相区;在低压的第二密闭独立腔室内闪蒸的低压蒸汽通过第二闪蒸蒸汽进蒸发器管与三段吸收式热泵的第二蒸发器直接相连，在第二蒸发器内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第二闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管回流至第二密闭独立腔室的第二液相区，在低压的第三密闭独立腔室内闪蒸的低压蒸汽通过第三闪蒸蒸汽进蒸发器管与三段吸收式热泵的第三蒸发器直接相连，在三蒸发器内放热后的闪蒸蒸汽凝水通过第三闪蒸蒸汽凝水出蒸发器管回流至第三密闭独立腔室的第三液相区，热媒水回水依次通过第三吸收器、第二吸收器、第一吸收器、第一冷凝器、第二冷凝器和第三冷凝器吸热升温。
本发明的有益效果是：
本发明采用多段式吸收式热泵技术回收污水多段闪蒸蒸汽冷凝热，利用高温热源(60%左右热量)驱动，多段密闭独立腔室内闪蒸出的由高到低不同压力的水蒸汽直接依次通过管道进入多段吸收式热泵蒸发器换热管内冷凝，合理有效的提取污水多段闪蒸蒸汽冷凝热(40%左右热量)，为生产工艺和生活提供更高温度的集中供热热水(100%热量)。不仅节省了用于取热换热的中间换热设备，减少系统投资和水泵耗电，还消除了换热温度损失，使污水闪蒸蒸汽余热更合理利用，提高供热热水温度，实现节能、减排等经济效益和社会效益。由于污水闪蒸蒸汽压力低，不适合远距离输送，以上方案适合于多段吸收式热泵放置在距离密闭腔室较近的场合。
