一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统的制作方法

本发明涉及一种热湿废气的热回收系统，具体涉及一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统。

背景技术：

热湿废气蕴含有大量水蒸气的潜热，现有的喷淋塔吸收式全热回收系统如图5所示，主要由喷淋吸收塔1、喷淋装置2、再生器4、再生换热盘管5、溶液回热器6、溶液循环泵7、取热器8、凝结换热器15、第一载热介质管路41、热湿废气管路51、干冷废气管路56、二次蒸汽管路61、浓溶液管路71、稀溶液管路76、冷却介质管路81和高温热源管路91构成系统，在喷淋吸收塔1内能够利用吸湿溶液的吸湿性进行热湿废气的全热回收并通过取热器8加热再热介质，实现热量转移，但是吸湿溶液吸收水蒸气之后，浓度降低变成稀溶液，稀溶液必须在再生器4内通过再生换热盘管5加热浓缩再生才能够形成浓溶液并持续地进行热湿废气的全热回收；而且稀溶液浓缩所产生的二次蒸汽不能直接放空，也必须通过凝结换热器15进行冷却冷凝。因此现有的喷淋塔吸收式全热回收系统需要额外高温热源进行稀溶液的浓缩再生，需要额外的冷却热源进行二次蒸汽的冷却冷凝，不但消耗额外的热量和冷量，造成能源浪费，而且需要加热和冷却过程各需要一套热源和冷源设备系统，增加了系统的投资。需要额外的高温热源和冷却热源，以及高昂的投资是制约现有的喷淋塔吸收式全热回收系统市场推广应用的主要因素。

综上，现有的喷淋塔吸收式全热回收系统在推广过程中存在需要额外高温热源和冷却热源，工程造价高昂的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有的喷淋塔吸收式全热回收系统在推广过程中存在需要额外高温热源和冷却热源，工程造价高昂的问题。进而提供了一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统。

本发明的技术方案是：

一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔、喷淋装置、再生器、再生换热盘管、溶液回热器、溶液循环泵、取热器、第一载热介质管路、热湿废气管路、干冷废气管路、二次蒸汽管路、浓溶液管路和稀溶液管路，它还包括节流膨胀装置、蒸汽压缩机和蒸汽疏水装置，第一载热介质管路上连接取热器，

热湿废气管路与吸收喷淋塔的下部连通，干冷废气管路与吸收喷淋塔的上部连通，

二次蒸汽管路的一端与再生器的上部出口端连通，二次蒸汽管路的另一端与再生换热盘管的入口端连通，再生器和再生换热盘管之间的二次蒸汽管路上设有蒸汽压缩机，再生换热盘管的出口端与二次蒸汽管路连通，与再生换热盘管连通的二次蒸汽管路上设有蒸汽疏水装置，再生换热盘管设置在再生器的内部，稀溶液管路的一端与吸收喷淋塔下部的出口端连通，稀溶液管路的另一端与再生器下部的入口端连通，吸收喷淋塔下部的出口端与再生器下部的入口端之间的稀溶液管路上依次设置有取热器、溶液回热器和节流膨胀装置，

浓溶液管路的一端与再生器的上部出口端连通，浓溶液管路的另一端与喷淋装置的入口端连通，再生器的上部出口端与喷淋装置的入口端之间的浓溶液管路上依次设置有溶液回热器和溶液循环泵，喷淋装置设置在吸收喷淋塔的内部。

一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔、喷淋装置、再生器、再生换热盘管、溶液回热器、溶液循环泵、第一载热介质管路、热湿废气管路、干冷废气管路、二次蒸汽管路、浓溶液管路和稀溶液管路，它还包括吸收换热盘管、节流膨胀装置、蒸汽压缩机和蒸汽疏水装置，

在吸收喷淋塔内部从上往下依次设置喷淋装置和吸收换热盘管，

第一载热介质管路上连接吸收换热盘管，

热湿废气管路与吸收喷淋塔的下部连通，干冷废气管路与吸收喷淋塔的上部连通，

二次蒸汽管路的一端与再生器的上部出口端连通，二次蒸汽管路的另一端与再生换热盘管的入口端连通，再生器和再生换热盘管之间的二次蒸汽管路上设有蒸汽压缩机，再生换热盘管的出口端与二次蒸汽管路连通，与再生换热盘管连通的二次蒸汽管路上设有蒸汽疏水装置，再生换热盘管设置在再生器的内部，稀溶液管路的一端与吸收喷淋塔下部的出口端连通，稀溶液管路的另一端与再生器下部的入口端连通，吸收喷淋塔下部的出口端与再生器下部的入口端之间的稀溶液管路上依次设置有溶液回热器和节流膨胀装置，

浓溶液管路的一端与再生器上部的出口端连通，浓溶液管路的另一端与喷淋装置的入口端连通，再生器上部的出口端与喷淋装置的入口端之间的浓溶液管路上依次设置有溶液回热器和溶液循环泵。

一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔、喷淋装置、再生器、再生换热盘管、溶液回热器、溶液循环泵、取热器、第一载热介质管路、热湿废气管路、干冷废气管路、二次蒸汽管路、浓溶液管路和稀溶液管路，它还包括吸收换热盘管、节流膨胀装置、蒸汽压缩机、蒸汽疏水装置、第二载热介质管路、第三载热介质管路和第四载热介质管路，

在吸收喷淋塔内部从上往下依次设置喷淋装置和吸收换热盘管，

第一载热介质管路分成两路，分别为第二载热介质管路和第三载热介质管路，第二载热介质管路上连接吸收换热盘管，第三载热介质管路上连接取热器，第二载热介质管路和第三载热介质管路汇合并入第四载热介质管路，

热湿废气管路与吸收喷淋塔的下部连通，干冷废气管路与吸收喷淋塔的上部连通，

二次蒸汽管路的一端与再生器的上部出口端连通，二次蒸汽管路的另一端与再生换热盘管的入口端连通，再生器和再生换热盘管之间的二次蒸汽管路上设有蒸汽压缩机，再生换热盘管的出口端与二次蒸汽管路连通，与再生换热盘管连通的二次蒸汽管路上设有蒸汽疏水装置，再生换热盘管设置在再生器的内部，

稀溶液管路的一端与吸收喷淋塔下部的出口端连通，稀溶液管路的另一端与再生器下部的入口端连通，吸收喷淋塔下部的出口端与再生器下部的入口端之间的稀溶液管路上依次设置有取热器、溶液回热器和节流膨胀装置，

浓溶液管路的一端与再生器上部的出口端连通，浓溶液管路的另一端与喷淋装置的入口端连通，再生器上部的出口端与喷淋装置的入口端之间的浓溶液管路上依次设置有溶液回热器和溶液循环泵。

一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔、喷淋装置、再生器、再生换热盘管、溶液回热器、溶液循环泵、取热器、第一载热介质管路、热湿废气管路、干冷废气管路、二次蒸汽管路、浓溶液管路和稀溶液管路，它还包括吸收换热盘管、节流膨胀装置、蒸汽压缩机和蒸汽疏水装置，

在吸收喷淋塔内部从上往下依次设置喷淋装置和吸收换热盘管，

第一载热介质管路上连接取热器和吸收换热盘管，

热湿废气管路与吸收喷淋塔的下部连通，干冷废气管路与吸收喷淋塔的上部连通，

二次蒸汽管路的一端与再生器的上部出口端连通，二次蒸汽管路的另一端与再生换热盘管的入口端连通，再生器和再生换热盘管之间的二次蒸汽管路上设有蒸汽压缩机，再生换热盘管的出口端与二次蒸汽管路连通，与再生换热盘管连通的二次蒸汽管路上设有蒸汽疏水装置，再生换热盘管设置在再生器的内部，

稀溶液管路的一端与吸收喷淋塔下部的出口处连通，稀溶液管路的另一端与再生器下部的入口端连通，吸收喷淋塔下部的出口处与再生器下部的入口端之间的稀溶液管路上依次设置有取热器、溶液回热器和节流膨胀装置，

浓溶液管路的一端与再生器上部的出口端连通，浓溶液管路的另一端与喷淋装置的入口端连通，再生器上部的出口端与喷淋装置的入口端之间的浓溶液管路上依次设置有溶液回热器和溶液循环泵。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明采用蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩升压之后，实现了二次蒸汽的冷凝温度高于溶液的沸腾蒸发温度，能够将二次蒸汽的凝结热用于溶液的浓缩蒸发热，无需额外的高温热源和冷却热源，减少了能量消耗，节约了能源。

2、本发明中稀溶液通过节流膨胀装置进行降压之后再进入再生器，实现了再生器的压力低于吸收喷淋塔的压力，再生器内更低的压力环境更加有利于降低溶液的沸腾蒸发温度和减少蒸汽压缩机的能源消耗。

3、本发明中的再生换热盘管既是溶液浓缩再生的加热设备，也是二次蒸汽冷却冷凝的放热设备，简化了系统结构，节省了系统造价和投资。

4、本发明系统结构简单，无需配套额外的冷热源装置，运行维护方便，系统运行可靠性高。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式一的系统原理图；

图2是本发明的具体实施方式二的系统原理图；

图3是本发明的具体实施方式三的系统原理图；

图4是本发明的具体实施方式四的系统原理图；

图5是现有的喷淋塔吸收式全热回收系统原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔1、喷淋装置2、再生器4、再生换热盘管5、溶液回热器6、溶液循环泵7、取热器8、第一载热介质管路41、热湿废气管路51、干冷废气管路56、二次蒸汽管路61、浓溶液管路71和稀溶液管路76，它还包括节流膨胀装置9、蒸汽压缩机10和蒸汽疏水装置11，第一载热介质管路41上连接取热器8，

热湿废气管路51与吸收喷淋塔1的下部连通，干冷废气管路56与吸收喷淋塔1的上部连通，

二次蒸汽管路61的一端与再生器4的上部出口端连通，二次蒸汽管路61的另一端与再生换热盘管5的入口端连通，再生器4和再生换热盘管5之间的二次蒸汽管路61上设有蒸汽压缩机10，再生换热盘管5的出口端与二次蒸汽管路61连通，与再生换热盘管5连通的二次蒸汽管路61上设有蒸汽疏水装置11，再生换热盘管5设置在再生器4的内部，稀溶液管路76的一端与吸收喷淋塔1下部的出口端连通，稀溶液管路76的另一端与再生器4下部的入口端连通，吸收喷淋塔1下部的出口端与再生器4下部的入口端之间的稀溶液管路76上依次设置有取热器8、溶液回热器6和节流膨胀装置9，

浓溶液管路71的一端与再生器4的上部出口端连通，浓溶液管路71的另一端与喷淋装置2的入口端连通，再生器4的上部出口端与喷淋装置2的入口端之间的浓溶液管路71上依次设置有溶液回热器6和溶液循环泵7，喷淋装置2设置在吸收喷淋塔1的内部。

本实施方式的运行原理：

载热介质通过第一载热介质管路41进入取热器8被高温稀吸湿溶液加热，实现热量的回收。由于取热器8设置于吸收喷淋塔1的外部，所以本实施方式简称为外冷型实施方案。

热湿废气由热湿废气管路51从下部进入吸收喷淋塔1，在吸收喷淋塔1内与喷淋装置2喷淋的浓吸湿溶液接触，进行传热传质过程，释放显热和潜热并直接加热吸湿溶液，提升吸湿溶液的温度，放热之后的低温干燥废气通过干冷废气管路56流出吸收喷淋塔1。

吸湿溶液在吸收喷淋塔1内吸收热湿废气中的水蒸气和显热之后，浓度降低形成稀吸湿溶液并且温度得到提升，稀吸湿溶液在吸收喷淋塔1的底部收集，在吸收喷淋塔1与再生器4之间压差的驱动下，通过稀溶液管路76流向再生器4，稀吸湿溶液在取热器8内放热并加热载热介质，在溶液回热器6内由浓吸湿溶液进行预加热，稀吸湿溶液最后通过节流膨胀装置9节流降压之后进入再生器4，稀吸湿溶液在再生器4内通过再生换热盘管5由升压之后的二次蒸汽进行加热浓缩，产生二次蒸汽，吸湿溶液的浓度得到提高形成浓吸湿溶液，浓吸湿溶液由溶液循环泵7驱动，通过浓溶液管路71流向喷淋装置2，并在溶液回热器6内放热并对稀吸湿溶液进行预加热，温度降低，低温浓吸湿溶液通过喷淋装置2向吸收喷淋塔1内进行喷淋，浓吸湿溶液与吸收喷淋塔1内的热湿废气进行传热传质过程，吸湿溶液浓度降低，温度升高，形成高温稀溶液，构成溶液循环。

本发明的节流膨胀装置9设置在稀溶液管路上，溶液循环泵7设置在浓溶液管路上的设置方式，保证了吸收喷淋塔1的压力高于再生器4的压力，营造了再生器4的低压环境，其目的是为了降低再生器4内溶液的沸腾蒸发温度，同时减少蒸汽压缩机的能源消耗，因为根据溶液和水的热物性和状态规律，二次蒸汽的压力越高，对压缩机的密封性能要求越高，而且实现相同冷凝温度提升幅度所消耗的能耗越高。再生器的压力低于吸收喷淋塔的压力，这是本发明与现有的喷淋塔吸收式全热回收系统的一个重大区别。

本发明的再生器4内产生的二次蒸汽由二次蒸汽管路61流出并在蒸汽压缩机10的作用下进行压力提升(对应地二次蒸汽的冷凝温度也得到了大幅提升)，升压之后的二次蒸汽进入再生换热盘管5内放热冷凝成液态，同时加热再生器4内的稀溶液使之浓缩再生，完成凝结换热的二次蒸汽通过疏水装置11与外界实现压力隔断，同时将液态水排出系统。

本发明的蒸汽压缩机10的设置实现了二次蒸汽的压力提升和冷凝温度提升，从而使得二次蒸汽的温度高于再生器4内溶液的温度，二次蒸汽的冷凝热可以用于溶液浓缩再生的加热，实现了冷凝热与再生热的循环利用，无需额外高温热源和冷却热源，减少能源消耗。

当热湿废气含湿量中等，而烟尘含量较高时，适合采用本实施方案。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔1、喷淋装置2、再生器4、再生换热盘管5、溶液回热器6、溶液循环泵7、第一载热介质管路41、热湿废气管路51、干冷废气管路56、二次蒸汽管路61、浓溶液管路71和稀溶液管路76，它还包括吸收换热盘管3、节流膨胀装置9、蒸汽压缩机10和蒸汽疏水装置11，

在吸收喷淋塔1内部从上往下依次设置喷淋装置2和吸收换热盘管3，

第一载热介质管路41上连接吸收换热盘管3，

热湿废气管路51与吸收喷淋塔1的下部连通，干冷废气管路56与吸收喷淋塔1的上部连通，

二次蒸汽管路61的一端与再生器4的上部出口端连通，二次蒸汽管路61的另一端与再生换热盘管5的入口端连通，再生器4和再生换热盘管5之间的二次蒸汽管路61上设有蒸汽压缩机10，再生换热盘管5的出口端与二次蒸汽管路61连通，与再生换热盘管5连通的二次蒸汽管路61上设有蒸汽疏水装置11，再生换热盘管5设置在再生器4的内部，稀溶液管路76的一端与吸收喷淋塔1下部的出口端连通，稀溶液管路76的另一端与再生器4下部的入口端连通，吸收喷淋塔1下部的出口端与再生器4下部的入口端之间的稀溶液管路76上依次设置有溶液回热器6和节流膨胀装置9，

浓溶液管路71的一端与再生器4上部的出口端连通，浓溶液管路71的另一端与喷淋装置2的入口端连通，再生器4上部的出口端与喷淋装置2的入口端之间的浓溶液管路71上依次设置有溶液回热器6和溶液循环泵7。

本实施方式的运行原理：

本实施方式与具体实施方式一的区别在于：本实施方式取消了位于吸收喷淋塔1外部的取热器8，而吸湿溶液所吸收的热湿废气的全热，是在吸收喷淋塔1内部通过吸收换热盘管3加热载热介质，实现热湿废气热量的回收。由于吸收换热盘管3设置于吸收喷淋塔1的内部，所以本实施方式一般可简称为内冷型实施方案。其它运行过程和原理与具体实施方式一相同。

当热湿废气含湿量较高，而烟尘含量较低时，适合采用本实施方案。

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式的一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔1、喷淋装置2、再生器4、再生换热盘管5、溶液回热器6、溶液循环泵7、取热器8、第一载热介质管路41、热湿废气管路51、干冷废气管路56、二次蒸汽管路61、浓溶液管路71和稀溶液管路76，它还包括吸收换热盘管3、节流膨胀装置9、蒸汽压缩机10、蒸汽疏水装置11、第二载热介质管路42、第三载热介质管路43和第四载热介质管路44，

在吸收喷淋塔1内部从上往下依次设置喷淋装置2和吸收换热盘管3，

第一载热介质管路41分成两路，分别为第二载热介质管路42和第三载热介质管路43，第二载热介质管路42上连接吸收换热盘管3，第三载热介质管路43上连接取热器8，第二载热介质管路42和第三载热介质管路43汇合并入第四载热介质管路44，

热湿废气管路51与吸收喷淋塔1的下部连通，干冷废气管路56与吸收喷淋塔1的上部连通，

二次蒸汽管路61的一端与再生器4的上部出口端连通，二次蒸汽管路61的另一端与再生换热盘管5的入口端连通，再生器4和再生换热盘管5之间的二次蒸汽管路61上设有蒸汽压缩机10，再生换热盘管5的出口端与二次蒸汽管路61连通，与再生换热盘管5连通的二次蒸汽管路61上设有蒸汽疏水装置11，再生换热盘管5设置在再生器4的内部，

稀溶液管路76的一端与吸收喷淋塔1下部的出口端连通，稀溶液管路76的另一端与再生器4下部的入口端连通，吸收喷淋塔1下部的出口端与再生器4下部的入口端之间的稀溶液管路76上依次设置有取热器8、溶液回热器6和节流膨胀装置9，

浓溶液管路71的一端与再生器4上部的出口端连通，浓溶液管路71的另一端与喷淋装置2的入口端连通，再生器4上部的出口端与喷淋装置2的入口端之间的浓溶液管路71上依次设置有溶液回热器6和溶液循环泵7。

本实施方式的运行原理：

本实施方式与具体实施方式一的区别在于：本实施方式同时设置了位于吸收喷淋塔1外部的取热器8和位于吸收喷淋塔1内部的吸收换热盘管3，载热介质通过第一载热介质管路41进入系统后分成两路，一路通过第二载热介质管路42进入吸收换热盘管3被加热，一路通过第三载热介质管路43进入取热器8被加热，最后两路被加热的载热介质汇合并入第四载热介质管路44流出系统，实现热量的回收。本实施方式一般可简称为并联双冷型实施方案。其它运行过程和原理与实施方式一相同。

当热湿废气含湿量中等，且烟尘含量较低时，适合采用本实施方案。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式的一种无需再生热源的吸收式热湿废气全热回收系统，它包括喷淋吸收塔1、喷淋装置2、再生器4、再生换热盘管5、溶液回热器6、溶液循环泵7、取热器8、第一载热介质管路41、热湿废气管路51、干冷废气管路56、二次蒸汽管路61、浓溶液管路71和稀溶液管路76，它还包括吸收换热盘管3、节流膨胀装置9、蒸汽压缩机10和蒸汽疏水装置11，

在吸收喷淋塔1内部从上往下依次设置喷淋装置2和吸收换热盘管3，

第一载热介质管路41上连接取热器8和吸收换热盘管3，(与说明书中对应，取热器8和吸收换热盘管3的位置不做限定)

热湿废气管路51与吸收喷淋塔1的下部连通，干冷废气管路56与吸收喷淋塔1的上部连通，

二次蒸汽管路61的一端与再生器4的上部出口端连通，二次蒸汽管路61的另一端与再生换热盘管5的入口端连通，再生器4和再生换热盘管5之间的二次蒸汽管路61上设有蒸汽压缩机10，再生换热盘管5的出口端与二次蒸汽管路61连通，与再生换热盘管5连通的二次蒸汽管路61上设有蒸汽疏水装置11，再生换热盘管5设置在再生器4的内部，

稀溶液管路76的一端与吸收喷淋塔1下部的出口处连通，稀溶液管路76的另一端与再生器4下部的入口端连通，吸收喷淋塔1下部的出口处与再生器4下部的入口端之间的稀溶液管路76上依次设置有取热器8、溶液回热器6和节流膨胀装置9，

浓溶液管路71的一端与再生器4上部的出口端连通，浓溶液管路71的另一端与喷淋装置2的入口端连通，再生器4上部的出口端与喷淋装置2的入口端之间的浓溶液管路71上依次设置有溶液回热器6和溶液循环泵7。

本实施方式的运行原理：

本实施方式与具体实施方式一的区别在于：本实施方式同时设置了位于吸收喷淋塔1外部的取热器8和位于吸收喷淋塔1内部的吸收换热盘管3，载热介质可以首先进入取热器8进行第一次加热，再进入吸收换热盘管3进行第二加热，这种实施方式一般可简称为正串联双冷型实施方案；载热介质也可以首先进入吸收换热盘管3进行第一加热，再进入取热器8进行第二加热，这种实施方式一般可简称为倒串联双冷型实施方案。其它运行过程和原理与实施方式一相同。

当热湿废气含湿量较低，且烟尘含量较低时，适合采用正串联双冷的实施方案。

当热湿废气含湿量较高，且烟尘含量较低时，适合采用倒串联双冷的实施方案。