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研究所在回收低溫煙氣余熱的高溫熱泵研究方向取得新進展
发稿时间:2020-11-13         作者:文/刘长春 韩巍          来源:分布式供能與可再生能源實驗室     【字号:

  工業過程對工藝蒸汽的需求量大,統計表明30%的工業能耗用于生産工藝蒸汽;2015年我國工業余熱資源約爲3.4億噸標煤,余熱回收率不足50%,大部分工業余熱以煙氣形式直接排放。提升低溫煙氣余熱品位、制備工藝蒸汽具有重要的研究價值和應用前景 

  分布式供能與可再生能源實驗室发明了回收低温烟气余热制取低压工艺蒸汽的氨水压缩-吸收複合高溫熱泵系統,回收低溫煙氣余熱,制取0.3-0.5 MPa的飽和工藝蒸汽。該技術基于能的梯級利用原理,煙氣余熱依次用于精餾過程和液氨蒸發過程,實現了余熱的梯級利用;對低溫煙氣余熱和電兩種能源進行了品位互補利用,大幅增加了余熱利用深度(排煙溫度由130℃降低到90℃);創新性的提出了氣-液聯合壓縮方法,突破了傳統壓縮式熱泵制熱溫度受到壓縮機出口工質溫度制約的瓶頸。與常規溴化锂吸收式熱泵真空下運行不同,新型複合熱泵在正壓下運行,發生器、蒸發器等余熱換熱設備可布置在煙道中,便于與工藝過程結合,另外複合熱泵采用碳鋼材料不需要溴化锂熱泵中昂貴的銅管,具有投資低的優勢。 

  在國家重點研發專項和院修夠項目的支持下,研發了一套基于氨水工質的先進余熱熱泵樣機和實驗平台。目前熱泵樣機已經完成調試,實驗結果表明該熱泵樣機利用170℃煙氣,生産出0.506 MPa的飽和工藝蒸汽,制熱功率達到72.75 kW 

  目前已經完成了余熱熱泵系統的模擬和優化工作,獲得了熱泵系統最優化參數,相關工作發表學術論文5篇,獲授權一項國家發明專利。該技術有望在工業生産中進行應用示範,爲工業過程節能減排提供技術支撐。 

 

  回收低溫煙氣余熱的高溫熱泵實驗系統

 
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