一种低品位工业余热循环利用方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低品位工业余热循环利用方法及系统，本发明专利技术的低品位工业余热循环利用方法通过采用采用最自然、环保、取之不尽的工质CO

Low grade industrial waste heat recycling method and system

The invention discloses a low grade industrial waste heat recycling utilization method and a system thereof, and the low grade industrial waste heat recycling utilization method of the invention adopts the CO with the most natural, environmental protection and inexhaustible working medium

【技术实现步骤摘要】
一种低品位工业余热循环利用方法及系统
本专利技术涉及余热循环利用方法，具体涉及一种工业低品位余热回收循环利用方法及系统。
技术介绍
我国的能源利用率经过十余年的奋起直追，目前距世界先进水平的差距已明显缩小，2015年我国万元GDP能耗下降到0.869吨标准煤，但我国是世界人口第一大国，年消耗煤炭总量占世界消耗总量的31％，石油、天然气等一次能源消耗量均居世界前列。那么，这些一次能源的利用效率能达到多少呢？以火力发电为例，我国目前最先进的1000MW超超临界机组，发电效率不足48％。我国火力发电平均效率约43％左右。石油、天然气等利用效率仅30％左右。超过50％的热能都被通过烟气和冷却塔排放到空气中，造成了地球的温升，冰川的融化，海平面的上升，自然灾害的频繁发生。而这些排放掉的热能绝大多数均为130℃以下(大多只有25～60℃)的热能，这些能源因为缺乏高效回用的技术而白白地浪费，同时给地球造成了极大的污染，而这些难以被回收利用的热能被统称为低品位热能。目前，带走这些低品位热能的介质主要是宝贵的水资源！每年通过烟囱、冷却塔排放到空中的洁净水至少数千万亿立方以上。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的旨在提供一种可循环利用工业低品位余热的方法以及系统，以减少工业余热的浪费。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低品位工业余热循环利用方法，包括如下步骤：S1、对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物过滤；S2、利用比余热介质温度低的CO2对经清洁处理后的余热介质进行冷却，通过CO2带走余热介质中的余热；S3、将步骤S2中吸热完成的CO2气体进行加压处理，使CO2气体的温度急剧上升至设定的温度；S4、将经步骤S3处理的CO2气体分配至待加热介质中，对待加热介质进行加热，CO2气体中的热量被待加热介质吸收；S5、对步骤S4中已被吸收热量的CO2气体进行减压处理，使得CO2气体的温度下降至比步骤S2中的余热介质温度低；S6、重复步骤S2至S5。在所述步骤S2中还包括：对CO2气体进行清洁处理，使得CO2气体的纯度保持在99.5％以上。所述步骤S2中CO2的低于10℃；所述步骤S5中经减压处理后的CO2气体温度低于10℃。所述步骤S3中，经加压处理后的CO2气体温度达到70～148℃。所述步骤S4中已被待加热介质吸收热量的CO2气体温度为20～40℃。一种低品位工业余热循环利用系统，包括预处理器，其用于对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物过滤；第一热交换器，其和预处理器相连通，清洁处理后的余热介质作为待冷却介质，第一热交换器中通入比余热介质温度低的CO2气体作为冷却介质，通过CO2带走余热介质中的余热；气污分离器，其和热交换器的CO2出气口相连通，用于将CO2气体中的杂物分离，使得CO2气体的纯度保持在合格范围内。气体压缩器，其和气污分离器的CO2出气口相连通，用于将CO2气体进行压缩，使得CO2气体的温度急剧上升至设定的温度；气体分配器，其和气体压缩器的CO2出气口相连通，用于将CO2气体分配至至第二热交换器中，对第二热交换器中的待加热介质进行加热；节流减压器，其进气口和第二热交换器中CO2出气口相连通，用于对CO2气体进行减压处理，使得CO2气体的温度低于预处理器中余热介质的温度，经减压降温处理后的CO2气体被传输至第一热交换器中。所述第一热交换器中通入的CO2气体温度低于10℃，经节流减压器减压降温处理后的CO2气体的温度低于10℃。经所述气体压缩器压缩处理后的CO2气体温度为70～148℃。所述第二热交换器中CO2出气口中的CO2气体温度为20～40℃。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的低品位工业余热循环利用方法通过采用采用最自然、环保、取之不尽的工质CO2作为冷却回用介质，利用CO2的固有特性：在不同压力工况下其温度(比热容)滑移快的特点，用低温的CO2对工业设备进行低温冷却，使工业设备能得到最好的冷却效果，同时，冷却设备后的CO2温度将上升，再通过压缩步骤使的CO2温度提升设定的高温范围，利用这个高温温度的CO2加热工业用的介质，如脱盐水、化工原料、热油、空气、生活用水等，减少原来用于这些设备加热所用的各种燃煤、燃气、蒸汽、电等能源，为工业、商业、民用等提供可以利用的宝贵能源。这样经过反复循环，所有热量理论上可以全部重复利用，能源利用率可达80％以上。附图说明图1为实施例2中低品位工业余热循环利用系统的示意图；图中：1、预处理器；2、第一热交换器；3、气污分离器；4、气体压缩器；5、气体分配器；6、第二热交换器；7、节流减压器。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例1一种低品位工业余热循环利用方法，包括如下步骤：S1、对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物等杂物过滤；S2、利用低温CO2对经清洁处理后的余热介质进行冷却，通过CO2带走余热介质中的废热；S3、将步骤S2中吸热完成的CO2气体进行加压处理，使CO2气体的温度急剧上升至设定的温度；S4、将经步骤S3处理的CO2气体分配至待加热介质中，对待加热介质进行加热，CO2气体中的热量被待加热介质吸收；S5、对步骤S4中已被吸收热量的CO2气体进行减压处理，使得CO2气体的温度下降至比步骤S2中的余热介质温度更低；S6、重复步骤S2至S5，进入新的一轮循环，实现热量的逆向搬运。由上述分析可知，本专利技术的低品位工业余热循环利用方法通过采用采用最自然、环保的工质CO2冷却回用介质，利用CO2的固有特性：在不同压力工况下其温度(比热容)滑移快的特点，用低温的CO2对工业设备进行低温冷却，使工业设备能得到最好的冷却效果，同时，冷却设备后的CO2温度将上升，再通过压缩步骤使的CO2温度提升设定的高温范围，利用这个高温温度的CO2加热工业用的介质，如脱盐水、化工原料、热油、空气、生活用水等，减少原来用于这些设备加热所用的各种燃煤、燃气、蒸汽、电等能源，为工业、商业、民用等提供可以利用的宝贵能源。这样经过反复循环，所有热量理论上可以全部重复利用，能源利用率可达80％以上。其中，在上述步骤S2中还包括：对CO2气体进行清洁处理，使得CO2气体的纯度保持在99.5％以上，以实现最完美的温度滑移。上述步骤S2中CO2的低于10℃，比如-40-10℃，步骤S5中经减压处理后的CO2气体温度低于10℃，经专利技术人研究发现，10℃以下的CO2不但容易吸收热量，而且进一步降温后可以进行制冷。上述步骤S3中，对吸热完成的CO2气体压缩至10MPa左右，使CO2温度急剧上升至70～148℃，70～148℃的CO2具有较高的热能，应用范围非常广。上述步骤S4中已被待加热介质吸收热量的CO2气体温度为20～40℃，也就是说，CO2气体中的热量已经基本被完全吸收利用，此时再对CO2气体进行膨胀减压释放至低压状态，以便于快速得到低温的CO2气体，实现CO2气体的循环利用。实施例2一种低品位工业余热循环利用系统，如图1所示，包括预处理器1，其用于对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物以及有害物质过滤，以防止这些物质影响后端热量交换器的正常运行。第一热交换器2，其和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物等杂物过滤；S2、利用低温CO

【技术特征摘要】
1.一种低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对工业设备产生的余热介质进行清洁处理，以将余热介质中的附着物等杂物过滤；S2、利用低温CO2对经清洁处理后的余热介质进行冷却，通过CO2带走余热介质中的废热；S3、将步骤S2中吸热完成的CO2气体进行加压处理，使CO2气体的温度急剧上升至设定的温度；S4、将经步骤S3处理的CO2气体分配至待加热介质中，对待加热介质进行加热，CO2气体中的热量被待加热介质吸收；S5、对步骤S4中已被吸收热量的CO2气体进行减压处理，使得CO2气体的温度下降至比步骤S2中的余热介质温度更低；S6、重复步骤S2至S5。2.如权利要求1所述的低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括：对CO2气体进行清洁处理，使得CO2气体的纯度不低于99.5％。3.如权利要求1所述的低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，所述步骤S2中CO2的温度低于10℃；所述步骤S5中经减压处理后的CO2气体温度低于10℃。4.如权利要求1所述的低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，所述步骤S3中，经加压处理后的CO2气体温度达到70～148℃。5.如权利要求1所述的低品位工业余热循环利用方法，其特征在于，所述步骤S4中已被待加热介质吸收热量的CO2气体温度为20～40℃。6.一种低品位工业余热循环利用系统，其特征在于，包括预处理器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴正刚，张信荣，刘勇，江浪，杨国良，
申请(专利权)人：安徽正刚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34