一种烟气源热泵余热回收及烟气脱白与谷电相变储能梯级增温的集成供热系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110529870A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910897671.5(22)申请日2019.09.23(71)申请人高黎明地址215031江苏省苏州市姑苏区石板街9号2幢302室申请人李崇兴(72)发明人高黎明李崇兴(51)Int.Cl.F23J15/06(2006.01)F25B27/02(2006.01)F28D20/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种烟气源热泵余热回收及烟气脱白与谷电相变储能梯级增温的集成供热系统(57)摘要一种烟气源热泵余热回收及烟气脱白与谷电相变储能梯级增温的集成供热系统，涉及锅炉烟气脱白以及热能回收利用和相变储能领域。针对锅炉排放的湿烟气中在烟筒口形成白烟，产生视觉污染并加剧雾霾天气；现有的熔盐储热技术不能满足工业生产需求的问题。本专利将烟气源热泵和套罐相变储能装置创造性的组合而产生好效果。该系统的烟气源热泵可实现天然气热能的全部回收利用，消除冒白烟的现象。套罐相变储能装置通过谷电储能增温系统将烟气源热泵产生的60℃的热水提升为95℃的热水、120℃-180℃的蒸汽，回供到锅炉供热系统，实现消除烟筒白烟、减少锅炉天然气消耗、降低用能成本的环境效益和节能效益。CN110529870ACN110529870A权利要求书1/2页1.一种烟气源热泵余热回收及烟气脱白与谷电相变储能梯级增温的集成供热系统，其特征在于，包括：锅炉排烟系统、烟气源热泵、低温热水蓄热调节池、多级套罐常压相变储热池、闪蒸罐。2.根据权利要求1所述的锅炉排烟系统，其特征在于，包括锅炉烟筒、高温气水换热器(节气器)。锅炉烟筒排出的高温烟气通过高温气水换热器降到120℃左右进入烟气源热泵进行余热回收。高温气水换热器的供热侧导热油将低温热水蓄热调节池中的60℃的热水加热到95℃，输送到多级套罐常压相变储能池的低温储热池中。3.根据权利要求1所述的烟气源热泵，其特征在于，采用三级降温两级换热的工艺将烟气中的热能回收，水升温到60℃储存在热水蓄热调节池中。蒸汽锅炉的高温烟气，经过高温气水换热器换热降温后进入烟气源热泵，经过一级板换降到60℃，后进入混合降温器降到30℃，最后进入烟气源热泵降到10℃左右排到大气中，实现天然气热能全热回收和烟气消白的功能。4.根据权利要求1所述的低温热水蓄热调节池，其特征是，烟气源热泵产生的60℃的热水进入低温热水蓄热调节池中储存，由升温输水泵输送到低温储热池中继续升温。5.根据权利要求1所述的多级套罐常压相变储热池，其特征在于吸热工况为电网谷电时段，利用低价谷电给储能装置加热增温。非低谷电时段为放热工况，向锅炉供热系统供热(热水、蒸汽、热风)。6.根据权利要求1所述的多级套罐常压相变储热池，其特征在于，包括高温储热池、中温储热池和低温储热池。三个储热池按照高、中、低的顺序分别叠放在下一级的储热池中，内层为高温储热池、中层为中温储热池、外层为低温储热池。所述的多级套罐常压相变储热池的中、高温储能介质为熔盐或其他相变材料，低温储热池介质为水。所述的多级套罐常压相变储热池的池壁为不锈钢材质双层结构，内有隔热保温材料，池内安装电加热器、搅拌器、加热换热管、放热换热管。所述的多级套罐常压相变储热池的级数可根据实际需要选择2-4级。7.根据权利要求6所述的高温储热池，其特征是，高温储热池在多级套罐常压相变储热池的内层，设定存储温度300℃左右，罐内加注常压熔融液态储能工质，开口式圆筒结构。所述的电加热器浸入相变储能工质内，利用谷电将储热工质加热。所述的搅拌器让液态的储能工质低速流动，提高换热及储热性能。所述的高温充热换热管的工质为导热油，通过中温充热循环泵给中温储热池增温，补充中温储热池在放热时段减少的热量，维持恒温供热；所述的放热换热管为输出热能通道，利用管内的导热油循环换热的方式输出热能(蒸汽、热风)。8.根据权利要求6所述的中温储热池，其特征是，所述的中温储热池是多级套罐常压相变储热池的中层罐，结构与高温储热池相同，设定存储温度为200℃左右，通过放热换热管输出120℃以上的热能(热水、蒸汽、热风)或作为溴化锂制冷(热)的驱动源。通过闪蒸器产生蒸汽后进入高温储热池的热能输出通道加热成为170℃以上的过热蒸汽。中温储热池可对低温储热池补热以维持水温稳定。9.根据权利要求6所述的低温储热池，其特征是，所述的低温储热池是多级套罐常压相2CN110529870A权利要求书2/2页变储热池最外层罐，设定存储95℃热水，热水来源为烟气源热泵、锅炉节气器或其他采用低品位热源或太阳能加热的热水等，温度降低时通过低温、中温充热换热管补充，或用谷电增温。3CN110529870A说明书1/6页