一种蓄热式高温烟气余热利用系统.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CN109520318A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811484562.2(22)申请日2018.12.06(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人谢宁宁王亮陈海生纪律林曦鹏王艺斐(51)Int.Cl.F27D17/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种蓄热式高温烟气余热利用系统(57)摘要本发明公开了一种蓄热式高温烟气余热利用系统，用于例如制硅等领域中产生的高温不稳定烟气的余热利用。该系统在蓄/释热阶段，高温烟气与填充内的蓄热介质直接接触，具有系统简单，热能品位高、使用温度域宽、成本低、蓄热效率高、操作安全等优点。该系统不仅可以把热源产生的不稳定高温烟气直接储存并稳定的输出，提高余热锅炉发电系统效率，同时也能把余热锅炉出来的高温烟气再次利用，提高热源的进气温度，大大减少用电量，提高整体机组的利用效率。也适用于中高温太阳能热发电及工业高温余热利用等其他中高温蓄热领域中，同时还可以与大规模物理储能，如压缩空气储能系统进行能源利用梯级互补，提高能源的利用效率。CN109520318ACN109520318A权利要求书1/3页1.一种蓄热式高温烟气余热利用系统，所述系统至少包括一第一低温蓄热装置、一第二低温蓄热装置、一高温蓄热装置、一烟气排放温度不稳定的热源和一余热锅炉，其特征在于，--所述第一低温蓄热装置和第二低温蓄热装置并联设置，每一低温蓄热装置的入口均连通一低温空气进气管线和一高温烟气进气管线，所述低温空气进气管线和高温烟气进气管线上均设置有控制阀，且每一低温蓄热装置的低温空气进气管线均与大气连通或均与一鼓风机的出口连通，每一低温蓄热装置的高温烟气进气管线均与所述余热锅炉的烟气出口连通；每一低温蓄热装置的出口均连通一高温空气排气管线和一低温烟气排气管线，所述高温空气排气管线和低温烟气排气管线上均设置有控制阀，且每一低温蓄热装置的高温空气排气管线均与所述热源的进气口连通，每一低温蓄热装置的低温烟气排气管线均与大气连通或均与一烟筒连通；当所述第一低温蓄热装置的低温空气进气管线、高温空气排气管线打开，高温烟气进气管线、低温烟气排气管线关闭，所述第二低温蓄热装置的高温烟气进气管线、低温烟气排气管线打开，低温空气进气管线、高温空气排气管线关闭时，低温空气经所述第一低温蓄热装置预热升温后与所述热源的进气口连通，所述余热锅炉排出的烟气进入所述第二低温蓄热装置释放热量后排入大气或通入所述烟筒；当所述第二低温蓄热装置的低温空气进气管线、高温空气排气管线打开，高温烟气进气管线、低温烟气排气管线关闭，所述第一低温蓄热装置的高温烟气进气管线、低温烟气排气管线打开，低温空气进气管线、高温空气排气管线关闭时，低温空气经所述第二低温蓄热装置预热升温后与所述热源的进气口连通，所述余热锅炉排出的烟气进入所述第一低温蓄热装置释放热量后排入大气或通入所述烟筒；--所述热源的排气管线的末端至少分为一第一支路和一第二支路，所述第一支路与所述高温蓄热装置的底部接口连通并通过所述高温蓄热装置的上部接口与所述余热锅炉的烟气进口连通，所述第二支路与所述高温蓄热装置的上部接口连通并通过所述高温蓄热装置的底部接口与所述余热锅炉的烟气进口连通，所述高温蓄热装置的上部接口、底部接口以及所述余热锅炉的烟气进口处均设置有控制阀，当所述热源的排气温度较低时，所述热源排出的烟气经所述第一支路从所述高温蓄热装置的底部接口进入所述高温蓄热装置内，并通过吸收所述高温蓄热装置内蓄热介质的热量升温后从所述高温蓄热装置的上部接口排出并进入所述余热锅炉中；当所述热源的排气温度较高时，所述热源排出的烟气经所述第二支路从所述高温蓄热装置的上部接口进入所述高温蓄热装置内，将部分热量传递给所述高温蓄热装置内蓄热介质而降温后从所述高温蓄热装置的底部接口排出并进入所述余热锅炉中。2.根据权利要求1所述的蓄热式高温烟气余热利用系统，其特征在于，所述热源的排气管线还包括一第三支路，所述第三支路直接与所述余热锅炉的烟气进口连通，且，当所述热源的排气温度处于低温阶段时，所述热源排出的烟气经所述第一支路从所述高温蓄热装置的底部接口进入所述高温蓄热装置内，并通过吸收所述高温蓄热装置内蓄热介质的热量升温后从所述高温蓄热装置的上部接口排出并进入所述余热锅炉中；当所述热源的排气温度处于中温阶段时，所述制硅电弧炉排出的烟气经所述第三支路2CN109520318A权利要求书2/3页直接进入所述余热锅炉中；当所述制硅电弧炉的排气温度处于高温阶段时，所述制硅电弧炉排出的烟气经所述第二支路从所述高温蓄热装置的上部接口进入所述高温蓄热装置内，将部分热量