專利名稱：熱回收設(shè)備及操作該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱回收設(shè)備及操作該設(shè)備的方法，特別涉及一種在適當(dāng)使用化學(xué)貯熱裝置的基礎(chǔ)上回收熱的設(shè)備，及操作該設(shè)備的方法。
到目前為止，已提出了種種利用來自各種設(shè)備余熱的熱回收技術(shù)。例如“Kogyo Zairyo”(工業(yè)材料)雜志第32卷第5期中發(fā)表的題為“熱利用和加熱技術(shù)的研究開發(fā)及付諸實(shí)際應(yīng)用的方法”一文在其圖8中揭示的“一種以Ca(OH)2/CaO可逆反應(yīng)系統(tǒng)作為化學(xué)貯熱裝置的熱泵的工作原理”。上述雜志所揭示的化學(xué)貯熱裝置提出了根據(jù)一種轉(zhuǎn)換反應(yīng)，例如生石灰CaO與熟石灰Ca(OH)2之間的可逆反應(yīng)的熱回收。這種轉(zhuǎn)換反應(yīng)原理上是一種可逆反應(yīng)，但該提出的化學(xué)貯熱裝置作為一種實(shí)用設(shè)備還有一些問題。第一個問題是沒有考慮連續(xù)進(jìn)行熱回收;第二個問題是沒有設(shè)計(jì)得可以在需要的時候輸出所貯存的能量，第三個問題是沒有考慮具體應(yīng)對哪種設(shè)備裝上所提出的化學(xué)貯熱裝置。
本發(fā)明的一個目的是提供一種包括能解決上述問題的實(shí)用的化學(xué)貯熱裝置的熱回收設(shè)備及一種操作該設(shè)備的方法。
為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的熱回收，本發(fā)明的熱回收裝置包括一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每一個裝置包括一個容器，該容器容納一種能在廢氣加熱下釋放一種反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)材料，該反應(yīng)材料當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放反應(yīng)熱，和一設(shè)在該容器中的熱交換器管道，管道中有傳熱媒質(zhì)通過;一用于將來自熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一中的所述容器的裝置從而引發(fā)釋放反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)的第一裝置;一用于在第一和第二化學(xué)貯熱裝置的另一貯熱裝置的所述容器中引發(fā)與該反應(yīng)敏感材料相化合的反應(yīng)的第二裝置;和一用于使傳熱媒質(zhì)通過第一和第二化學(xué)貯熱裝置的另一裝置的所述容器中的熱交換器管道的第三裝置。
為了能在需要時輸出所貯存的能量，本熱回收裝置包括一化學(xué)貯熱裝置，該化學(xué)儲熱裝置包括一第一容器而該第一容器中裝有一種在高溫氣加熱下能釋放一種反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)材料，該反應(yīng)材料當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合時又能釋放反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，一設(shè)置在該第一容器內(nèi)且有傳熱媒質(zhì)通過的熱交換器管道，一用于將來自熱交換器的低溫氣送入該第二容器的裝置，和一用于使來自熱機(jī)裝置的高溫氣繞過化學(xué)貯熱裝置的旁路裝置。
作為一種實(shí)施本發(fā)明的具體設(shè)備，本熱回收裝置包括一排出高溫氣的熱機(jī)裝置，第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每個貯熱裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，這種反應(yīng)材料在高溫氣加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料而且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合時能釋放出反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，一設(shè)置在該第一容器內(nèi)且有傳熱媒質(zhì)通過的熱交換器管道，和一設(shè)置在第二容器內(nèi)的氣體管道;一用于與從第一和第二化學(xué)貯熱裝置的諸第一容器中流出的氣體進(jìn)行熱交換的熱交換器;一用于將來自熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一中的第一容器的第一裝置，一用于將來自熱交換器中熱交換后的低溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置中的另一個貯熱裝置的第二容器中的氣體管道的第二裝置，和一用于使傳熱媒質(zhì)通過第一和第二化學(xué)貯熱裝置中的另一個貯熱裝置的第一容器中的熱交換管道的第三裝置。
在本發(fā)明的具有前述結(jié)構(gòu)的熱回收設(shè)備中能實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作且能在需要時輸出所貯存的能量。


圖1 是本發(fā)明的一個實(shí)施例的流程圖;
圖2 到4是圖1所示實(shí)施例的流程圖的各種變型;
圖5 是表示采用一燃?xì)廨啓C(jī)作為熱機(jī)的降低NOx含量(脫硝)過程的流程圖;
圖6 是表示圖5所示過程作用的曲線圖;
圖7 和8是表示采用余熱回收鍋爐作為熱交換器的脫硝過程的流程圖;
圖9 是表示圖7和8所示脫硝過程作用的曲線圖;
圖10A、10B和10C是表示按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例的熱回收設(shè)備的各項(xiàng)工作的流程圖;
圖11是表示反應(yīng)材料與反應(yīng)敏感材料進(jìn)行化合及其反應(yīng)方程式的一覽表;
圖12說明在一對化學(xué)貯熱裝置中發(fā)生的種種反應(yīng)。
參見圖1，下文將詳細(xì)說明本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1所示的結(jié)構(gòu)的主要部件是一排放帶有余熱廢氣的熱機(jī)裝置1，多個化學(xué)貯熱裝置(圖1中第一化學(xué)貯熱裝置2和第二化學(xué)貯熱裝置2′)，和一熱交換器3?？梢詫⒗缛?xì)廨啓C(jī)等用作熱機(jī)裝置1，將余熱回收鍋爐等用作熱交換器3。
另一方面，化學(xué)貯熱裝置2(2′)包括一含有石灰之類的反應(yīng)材料4(4′)和熱交換器12(12′)和17(17′)的第一容器5(5′)，一含有水之類反應(yīng)敏感材料6(6′)和熱交換器15(15′)和41(41′)的第二容器7(7′)，一使第一容器5(5′)與第二容器7(7′)相連通的管道8(8′)，一設(shè)置在管道8(8′)上的閥9(9′)，一用于將水之類的傳熱媒質(zhì)由外部通入容器7(7′)的管道13(13′)，和一設(shè)置在管道13(13′)上的閥14(14′)。
構(gòu)成圖1所示結(jié)構(gòu)的其他部件是一使熱機(jī)裝置1與化學(xué)貯熱裝置2(2′)相連接的管道42(42′)和一設(shè)置在管道42(42′)上的閥11(11′);一使一化學(xué)貯熱裝置2(2′)中的第一容器5與另一化學(xué)貯熱裝置2(2′)中的第二容器7(7′)相連接的管道16(16′);一用于將蒸汽等形式的所發(fā)生的熱從化學(xué)貯熱裝置2(2′)中輸出的管道18;一使熱交換器3與化學(xué)貯熱裝置2(2′)中的第二容器7(7′)相連接的管道19和一設(shè)置在管道19上的閥23(23′)，和一用于將從饋入水等形成的蒸汽等形式的發(fā)生熱源從熱交換器3中輸出的管道20。
在圖1中，各化學(xué)貯熱裝置的結(jié)構(gòu)本身就是一個熱回收設(shè)備，而圖1所示的整個結(jié)構(gòu)是用作熱回收的總體(聯(lián)合)設(shè)備。因此，在下文中，化學(xué)貯熱裝置結(jié)構(gòu)本身將稱作熱回收設(shè)備或化學(xué)貯熱裝置，而包括這些化學(xué)貯熱裝置的總體(聯(lián)合)結(jié)構(gòu)將稱作總體(聯(lián)合)設(shè)備。
圖1所示的總體設(shè)備具有上述結(jié)構(gòu)。在說明該總體設(shè)備的工作前，我們先說明在化學(xué)貯熱裝置2(2′)中所采用的反應(yīng)材料和反應(yīng)敏感材料分別是些什么材料以及它們是如何工作的。圖11所示的表與上述雜志“Kogyo Zairyo”(工業(yè)材料)中所揭示的表1相同，表中列出了8種(序號1到8)可用的反應(yīng)材料和反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)。在這些反應(yīng)中，我們將對第一號反應(yīng)進(jìn)行說明，在這種反應(yīng)中，反應(yīng)材料是Ca(OH)2，反應(yīng)敏感材料是H2O。在第一容器5(5′)中，發(fā)生下列可逆反應(yīng)
更具體地說，反應(yīng)材料Ca(OH)2在加熱后，起反應(yīng)分解成CaO和H2O，在反應(yīng)生成物中，H2O被引入第二容器7(7′)。而Ca(OH)2由來自第二容器7(7′)的H2O及CaO形成。反應(yīng)材料與反應(yīng)敏感材料間的這種反應(yīng)也可同樣地發(fā)生在其他化學(xué)反應(yīng)中。在圖11所示的方程式中，位于分子式末端括號內(nèi)的符號s，l和g分別表示固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。
在圖1中，反應(yīng)材料放入化學(xué)貯熱裝置2(2′)中的第一容器5(5′)中，而反應(yīng)敏感材料6(6′)放入第二容器7(7′)中。
當(dāng)釋放出反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)在總體設(shè)備中的第一化學(xué)貯熱裝置2中的進(jìn)行時，總體設(shè)備就在第二化學(xué)貯熱裝置2′中發(fā)生形成反應(yīng)材料的反應(yīng)。即，來自熱機(jī)裝置1的廢氣通過由圖1中的連續(xù)粗黑線1-10-11-42-12-27-3-19-23′-41′所表示的路線，并使水通過由另一條粗黑線13-14-15-17′-18所表示的路線以產(chǎn)生蒸汽。此外，還可以從通過熱交換器3的管道20的饋入水獲得蒸汽。除了上述管道以外，廢氣和水都不送入其它管道。
下文將更詳細(xì)地說明其工作過程。通過打開閥11和關(guān)閉閥11′將來自熱機(jī)裝置1的帶余熱的廢氣送到化學(xué)貯熱裝置2。現(xiàn)在，讓第一化學(xué)貯熱裝置2進(jìn)行貯熱過程(發(fā)生釋放反應(yīng)敏感材料的反應(yīng))而使第二化學(xué)貯熱裝置2′進(jìn)行放熱過程(發(fā)生反應(yīng)，形成反應(yīng)材料)。將帶有余熱的廢氣10引入設(shè)在第一容器5反應(yīng)材料4中的熱交換器12，由此，反應(yīng)材料4被加熱而釋放出所吸附或吸收在反應(yīng)材料4中的反應(yīng)敏感材料。將呈氣體或蒸汽狀的釋放出的反應(yīng)敏感材料經(jīng)管道8饋入容器7使之冷卻和凝結(jié)并將冷凝熱傳給來自管道13用作傳熱媒質(zhì)的水。例如，將熟石灰Ca(OH)2作為反應(yīng)材料4在第一容器5中加熱使之釋放作為反應(yīng)敏感材料的H2O蒸汽，此時熟石灰本身逐漸演變成生石灰CaO。引入第二容器7的H2O蒸流的熱量以下列方式有效地利用諸如水，空氣之類的傳熱媒質(zhì)通過管道13和閥14后，將其導(dǎo)入第二容器7中的熱交換器15。在傳熱媒質(zhì)作用下，引入第二容器7的H2O蒸汽發(fā)生冷凝，由此，將傳熱媒質(zhì)加熱。然后，將加熱后的傳熱媒質(zhì)經(jīng)管道16導(dǎo)向第二化學(xué)貯熱裝置2′的第一容器5′中的熱交換器17′。
另一方面，在第二化學(xué)貯熱裝置2′中，在熱釋放過程中，將廢氣引入第二容器7′加熱第二容器7′中的反應(yīng)敏感材料，即，水。這樣，第二容器7′中的反應(yīng)敏感材料6′就被氣化或蒸發(fā)并且使所產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)管道8′被導(dǎo)向第一容器5′而形成反應(yīng)材料4′。這時，反應(yīng)材料因反應(yīng)熱而被加熱到相當(dāng)高的溫度，因而引導(dǎo)到熱交換器17′的加熱媒質(zhì)也被反應(yīng)熱加熱到相當(dāng)高的溫度而形成過熱蒸汽或飽和蒸汽。加熱媒質(zhì)的溫度比廢氣10的溫度高，其熱能將通過出口管道18被有效地利用。為了獲得使第二化學(xué)貯熱裝置2′的第二容器7′中的反應(yīng)敏感材料氣化所必需的熱量，可以通過管道19和閥23利用來自第一容器5的熱交換器12的廢氣經(jīng)熱交換器3熱交換后的余熱。
通過管道20可有效地利用由熱交換器3回收的熱能。例如，可以將經(jīng)管道20和18所獲得的蒸汽送到一蒸汽渦輪機(jī)等(圖中未畫出)。
以上說明是假設(shè)第一化學(xué)貯熱裝置進(jìn)行貯熱過程而第二化學(xué)貯熱裝置進(jìn)行放熱過程。當(dāng)全部熟石灰Ca(OH)2轉(zhuǎn)換成生石灰CaO時或CaO轉(zhuǎn)換成Ca(OH)2時，反應(yīng)就終止，不會再有反應(yīng)發(fā)生。這時，將閥11(11′)、14(14′)、23(23′)等切換成使第一化學(xué)貯熱裝置進(jìn)行放熱過程，而使第二化學(xué)貯熱裝置進(jìn)行貯熱過程，如圖1所示，因此，通過適當(dāng)?shù)厍袚Q各個閥，就能實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。
圖12示意地表示了在上述第一化學(xué)貯熱裝置2進(jìn)行貯熱過程在第二化學(xué)貯熱裝置2′進(jìn)行放熱過程的情況下，在第一和第二化學(xué)貯熱裝置的第一和第二容器中的反應(yīng)類型和傳熱方式。
在第一化學(xué)貯熱裝置的第一容器5中，反應(yīng)材料Ca(OH)2由來自熱機(jī)裝置1的高溫氣加熱而分解成CaO(s)和高溫蒸汽H2O(g)，該水蒸汽H2O(g)與傳熱媒質(zhì)，例如經(jīng)管道13送入的水H2O(l)，在第二容器7中進(jìn)行熱交換而形成水H2O(l)，而加熱后的傳熱媒質(zhì)H2O(l)經(jīng)管道16被送到第二化學(xué)貯熱裝置2′的第一容器5′。在第二化學(xué)貯熱裝置2′的第二容器7′，來自熱交換器3的、在那里進(jìn)行熱交換后的低溫氣體被送到熱交換器41′對第二容器7中的反應(yīng)敏感材料，例如，水H2O(l)進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生水蒸汽H2O(g)。再將所產(chǎn)生的水蒸汽H2O(g)經(jīng)管道8′送到第一容器5′，以便在由H2O(g)與CaO(s)形成Ca(OH)2(s)的過程中生產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱。將該反應(yīng)熱傳給來自第一化學(xué)貯熱裝置2的第二容器7的傳熱媒質(zhì)H2O(l)，將其加熱變成H2O(g)。這里放出的反應(yīng)熱足以使H2O(g)成為可用于蒸汽渦輪機(jī)等(圖中未畫出)的飽和蒸汽或過熱蒸汽。
按照圖1的實(shí)施例，整個設(shè)備不僅能高效地工作，而且通過適當(dāng)切換第一和第二貯熱裝置2和2′的工作方式，即，由貯熱過程切換成放熱過程或反之，就能連續(xù)地工作。
圖2表示了圖1所示實(shí)施例的一種變型，這里，使化學(xué)貯熱裝置2(2′)的第二容器7(7′)中的反應(yīng)敏感材料6(6′)氣化所需的熱源在熱交換器3的中部提取，以便獲得加熱反應(yīng)敏感材料6(6′)所需的適當(dāng)溫度的廢氣。
圖3表示了圖1所示實(shí)施例的另一種變型，這里，在圖1的實(shí)施例中進(jìn)一步設(shè)置了一繞過化學(xué)貯熱裝置2(2′)的管道29，一用于調(diào)節(jié)繞過化學(xué)貯熱裝置2(2′)的廢氣量的控制閥30，和一用于調(diào)節(jié)送到化學(xué)貯熱裝置2(2′)的廢量10的控制閥31(31′)。按照這個變型，通過調(diào)節(jié)控制閥30和31(31′)的打開程度就有效地滿足使用者對熱能的要求。
圖4表示了圖3所示實(shí)施例的變型，其中，進(jìn)一步設(shè)置了一混合裝置33，用于將來自管18和20的產(chǎn)生的熱能合并在一起。通過調(diào)節(jié)控制閥30和31(31′)的打開程度，就能有效地滿足使用者對熱能的要求。
圖5表示了圖1所示實(shí)施例的再一種變型，這里，熱交換器3上設(shè)置一脫(去)硝(酸鹽)裝置(圖中未畫出)，將化學(xué)貯熱裝置2(2′)中產(chǎn)生的熱能蒸汽通過管道18注入作為一熱機(jī)裝置的燃?xì)廨啓C(jī)34的燃燒器35。按照該實(shí)施例，在總體設(shè)備工作的早期就能有效地降低來自總體設(shè)備的廢氣中的NOx的含量。
圖5所示的實(shí)施例的作用將參考圖6說明。
圖6表示了燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)載(a)，廢氣流率和脫硝裝置進(jìn)口處氣體溫度(b)，和脫硝效率和NOx含量(c)，相對于圖5的實(shí)施例中燃?xì)廨啓C(jī)開始工作后的時間(表示在水平軸上)的變化情況，還表示了蒸汽開始注入的時間。在本發(fā)明中，將化學(xué)貯熱裝置2(2′)中產(chǎn)生的蒸汽用作注入燃?xì)廨啓C(jī)的蒸汽，因此，開始注入蒸汽的時間可以較早，以便在總體設(shè)備工作的早期降低來自總體設(shè)備的廢氣中的NOx含量。例如，在眾所周知的包括燃?xì)廨啓C(jī)，余熱回收鍋爐和脫硝裝置的總體發(fā)電設(shè)備中據(jù)說在燃?xì)廨啓C(jī)剛開始工作以后對廢氣中的NOx含量控制是最嚴(yán)峻的狀態(tài)。在這個狀態(tài)下，脫硝裝置的進(jìn)口處的氣體溫度較低，催化劑達(dá)到充分發(fā)揮其催化作用的溫度還需要較多的時間，例如，30到50分鐘，(究竟30還是50分鐘取決于工作方式)，同樣，從余熱回收鍋爐中產(chǎn)生出注入燃?xì)廨啓C(jī)的蒸汽也需要同樣或更長的時間。因此，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)剛開始工作后，將化學(xué)貯熱裝置2(2′)中產(chǎn)生的蒸汽注入如圖5實(shí)施例所示的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器35能非常有效地降低來自總體設(shè)備的廢氣中的NOx含量。
圖7表示了一個用于使脫硝裝置在總體設(shè)備一開始工作就迅速地進(jìn)入其有效狀態(tài)的實(shí)施例，這里，化學(xué)貯熱裝置2(2′)中產(chǎn)生的熱能(蒸汽)可經(jīng)管道18用于加熱脫硝裝置37。該實(shí)施例可有效地降低來自總體設(shè)備的廢氣中的NOx含量。
圖8表示了一種圖5與圖7所示實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例，這里，化學(xué)貯熱裝置2(2′)中產(chǎn)生的熱能(蒸汽)可通過調(diào)節(jié)控制閥38、39和40的打開程度進(jìn)行控制，從而控制蒸汽注入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，脫硝裝置的加熱及熱能的輸出。因此，該實(shí)施例既可滿足降低來自總體設(shè)備的廢氣中NOx含量的目的，也可滿足使用者對熱能的要求。
圖9表示了燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)載(a)，廢氣流率和脫硝裝置進(jìn)口處的氣體溫度(b)，脫硝效率和NOx含量(c)，相對于圖8所示實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)總體設(shè)備開始工作后的時間的變化情況，以及蒸汽開始注入時間。按照圖8所示實(shí)施例，蒸汽開注入的時間可以較早，而且可用化學(xué)貯熱裝置中產(chǎn)生的蒸汽加熱脫硝裝置，這樣，就能降低來自總體設(shè)備的廢氣中的NOx含量。
圖10A、10B和10C表示了按照圖1的實(shí)施例的一個變型進(jìn)行工作的各種方式，這里一個化學(xué)貯熱裝置2上一并設(shè)有一繞過化學(xué)貯熱裝置2的旁路管道22和管道22中的閥21及26。
在通常的工作方式(圖10A)中，通過并關(guān)閉閥11以和打開閥21將來自熱機(jī)裝置1的帶有余熱的廢氣10通過管道22和閥26送到熱交換器3以與通過管道20送入的水進(jìn)行熱交換，并且可通過管道20有效地利用呈蒸汽狀的回收的熱能。通過管道19和閥24將來自熱交換器3的廢氣體排到系統(tǒng)外以便僅通過熱交換器進(jìn)行熱量回收并通過管道20產(chǎn)生蒸汽。如果需要增加熱能，就將總體設(shè)備設(shè)置于初始狀態(tài)(圖10B)。即，通過打開閥11和關(guān)閉閥21將帶有余熱的廢氣10送到化學(xué)貯熱裝置2的裝有反應(yīng)材料4的第一容器5中的熱交換器12中，從而對反應(yīng)材料4加熱。然后，通過管27和閥25將廢氣10送到熱交換器3與通過管道20送入的水進(jìn)行熱交換，并可通過管道20有效地利用呈蒸汽狀的回收的熱能。將來自熱交換器3的廢氣經(jīng)管道19和閥24排到系統(tǒng)之外。由于這時反應(yīng)材料4被加熱，吸收或吸附在該反應(yīng)材料4中的反應(yīng)敏感材料6呈氣體或蒸汽狀釋放出來，它們經(jīng)管道8被送到容器7并由經(jīng)管道13送入的傳熱媒質(zhì)冷卻。當(dāng)加熱的傳熱媒質(zhì)被送入一容器43時(熱釋放階段)，如果這時需要輸出熱能，可打開閥21，并閉閥11，打開閥23，關(guān)閉閥24，將流過管道19的廢氣送入第二容器7，使反應(yīng)敏感材料6氣化或蒸發(fā)，如圖10C所示。然后，通過管道8和閥9將反應(yīng)敏感材料6的氣體或蒸汽送到第一容器5與反應(yīng)材料4反應(yīng)并將其加熱到高溫。在第一容器5中，來自容器43并流過閥44和熱交換器17的傳熱媒質(zhì)在所產(chǎn)生的反應(yīng)熱的作用下成為過熱蒸汽或飽和蒸汽，這樣，就能有效地滿足要求增加通過管道18的熱量的要求。
按照本發(fā)明，可以從化學(xué)貯熱裝置中獲得高溫的熱能，采用這樣獲得的熱能可實(shí)現(xiàn)對能量的更有效的利用。按照本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作或滿足使用者對熱能的要求。
本發(fā)明特別可用作一種輸出高溫?zé)岬目傮w設(shè)備，因此而滿足使用者對熱能的要求，同時還可降低來自該設(shè)備的廢氣中的NOx的含量。
權(quán)利要求
1.一種從來自熱機(jī)裝置的高溫氣和熱交換后的低溫氣的廢氣中回收熱的熱回收設(shè)備，包括一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每個裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合時(反應(yīng)時)能釋出反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，和一設(shè)置在該第一容器內(nèi)且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道；一用于將來自熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一的第一容器的第一裝置，一用于將來自高溫氣與饋入的水進(jìn)行熱交換后的低溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置中另一個貯熱裝置的第二容器的第二裝置；和一使傳熱媒質(zhì)通過第一和第二化學(xué)貯熱裝置中的另一個貯熱裝置的第一容器中的熱交換器管道的第三裝置。
2.一種從來自熱機(jī)裝置的氣體中回收熱的熱回收裝置，包括一化學(xué)貯熱裝置，該化學(xué)貯熱裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放出反應(yīng)熱，一設(shè)有加熱管道且容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一容器與第二容器相連接的管道，和一設(shè)在該第一容器內(nèi)且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，及一用于將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到該第二容器加熱管道的進(jìn)口的旁路裝置。
3.一種從來自一熱機(jī)裝置的廢氣回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備，包括一排放高溫氣的熱機(jī)裝置;一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每一化學(xué)貯熱裝置包括一容納反應(yīng)材料的容器，該反應(yīng)材料在來自該熱機(jī)裝置的高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料，且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放反應(yīng)熱，和一設(shè)在該容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道;一用于使來自第一和第二化學(xué)貯熱裝置的容器的高溫氣與饋入水作熱交換并由此加熱該饋入水的熱交熱器;一用于將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到該第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一中的所述容器從而引發(fā)反應(yīng)使該反應(yīng)材料釋放出反應(yīng)敏感材料的第一裝置;一用于在該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的所述容器中引發(fā)使該反應(yīng)材料與該反應(yīng)敏感材料發(fā)生化合反應(yīng)的第二裝置;和一用于使傳熱媒質(zhì)通過該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的所述容器中的熱交換器管道的第三裝置。
4.一種從廢氣中回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備，包括一排放高溫氣的熱機(jī)裝置;一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置;每個化學(xué)貯熱裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在該高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放出反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，一設(shè)置在該第一容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，和一設(shè)置在該第二容器中的氣體管道;一與來自第一和第二化學(xué)貯熱裝置的第一容器的排出氣進(jìn)行熱交換的熱交換器;一用于將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一中的第一容器的第一裝置;一用于將該熱交換器中熱交換后所產(chǎn)生的低溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的第二容器的氣體管道的第二裝置;和一用于將傳熱媒質(zhì)送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的第一容器中的熱交換器管道的第三裝置。
5.一種從廢氣中回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備，包括一排放高溫氣的熱機(jī)裝置，一化學(xué)貯熱裝置，它包括有一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在該高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料，且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，一設(shè)在該第一容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，和一設(shè)在該第二容器中的氣體管道;一與該化學(xué)貯熱裝置的第一容器的排出氣進(jìn)行熱交熱的熱交換器;一用于將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到該化學(xué)貯熱裝置的第一容器的第一裝置;一用于將通過該熱交換器作熱交換后的低溫氣送到該化學(xué)貯熱裝置的第二容器的氣體管道的第二裝置;及一用于將傳熱媒質(zhì)送到該化學(xué)貯熱裝置的第一容器中的熱交換器管道的第三裝置。
6.一種從一蒸汽渦輪機(jī)廢氣中回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備，包括一排放高溫氣的燃?xì)廨啓C(jī)，一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每一化學(xué)貯熱裝置包括一容納反應(yīng)材料的容器，該反應(yīng)材料在來自該燃?xì)廨啓C(jī)的高溫氣的加熱下能釋放出一反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放出反應(yīng)熱，和一設(shè)在該容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道;一用于與來自第一和第二化學(xué)貯熱裝置的諸容器的高溫氣進(jìn)行熱交換的其內(nèi)部設(shè)有脫硝裝置的余熱回收鍋爐;一用于將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一的該容器從而引發(fā)釋放該反應(yīng)敏感材料的第一裝置;一用于在第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的該容器中引發(fā)與該反應(yīng)敏感材料化合反應(yīng)的第二裝置;一用于使水通過第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的該容器中的熱交換器管道的第三裝置;和一用于將來自第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一貯熱裝置的該容器中的熱交換器管道的蒸汽送到余熱回收鍋爐的脫硝裝置的上游氣體的第四裝置。
7.一種操作一種從來自一熱機(jī)裝置的基本上是高溫氣的廢氣中回收熱的熱回收設(shè)備的方法，該設(shè)備包括一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每個裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在該高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放出反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，和一設(shè)在該第一容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，該方法包括將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到該第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一的第一容器中;將高溫氣與饋入水進(jìn)行熱交換后的低溫氣送到該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的第二容器;使傳熱媒質(zhì)通過該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個貯熱裝置的第一容器中的熱交換器管道，從而獲得加熱后的傳熱媒質(zhì)。
8.一種操作從來自熱機(jī)裝置的高溫氣和該高溫氣經(jīng)熱交換后的低溫氣中回收熱的熱回收設(shè)備的方法，該設(shè)備包括;一化學(xué)貯熱裝置，它包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在該高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放出反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一連接第一容器和第二容器的管道，和一用于將經(jīng)熱交換后形成的低溫氣送入該第二容器的裝置，及一用于使來自該熱機(jī)裝置的高溫氣繞過該化學(xué)貯熱裝置的旁路裝置，該方法包括在正常的工作狀態(tài)下使來自該熱機(jī)裝置的高溫氣繞過該化學(xué)貯熱裝置，將該高溫氣送入第一容器，從而為熱釋放工作作準(zhǔn)備而釋放出該反應(yīng)敏感材料，將熱交換后的低溫氣送入第二容器，將所產(chǎn)生的蒸汽送入第一容器，從而導(dǎo)致該反應(yīng)材料與該反應(yīng)敏感材料化合(起反應(yīng))，在熱釋放階段獲得加熱后的傳熱媒質(zhì)。
9.一種操作從一熱機(jī)裝置中回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備的方法，該設(shè)備包括一排出高溫氣的熱機(jī)裝置;一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每個裝置包括一容納反應(yīng)材料的容器，該反應(yīng)材料在來自該熱機(jī)裝置的高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料，且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放反應(yīng)熱，和一設(shè)在該容器內(nèi)其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，及一用于使來自該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的該容器的高溫氣與饋入水進(jìn)行熱交換從而產(chǎn)生水蒸汽的熱交熱器，該方法包括將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一的該容器中，從而引發(fā)釋放該反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)，而在該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的另一個的該容器中引發(fā)使該反應(yīng)材料與該反應(yīng)敏感材料化合的反應(yīng)，從而獲得來自該第一和第二化學(xué)貯熱裝置中另一個貯熱裝置的該容器中的熱交換器加熱管道的加熱后的傳熱媒質(zhì)和來自該熱交換器的蒸汽。
10.一種操作從來自一熱機(jī)裝置的高溫氣中回收熱的熱回收總體(聯(lián)合)設(shè)備的方法，該設(shè)備包括一排放高溫氣的熱機(jī)裝置，一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，每個裝置包括一容納反應(yīng)材料的第一容器，該反應(yīng)材料在該高溫氣的加熱下能釋放出一種反應(yīng)敏感材料且當(dāng)其與該反應(yīng)敏感材料化合(反應(yīng))時能釋放反應(yīng)熱，一容納該反應(yīng)敏感材料的第二容器，一使該第一和第二容器相連接的管道，一設(shè)在該第一容器中且其中通過傳熱媒質(zhì)的熱交換器管道，和一設(shè)在該第二容器中的氣體通道;及一與來自第一和第二化學(xué)貯熱裝置的第一容器的排出氣進(jìn)行熱交換的熱交換器，該方法包括將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到該第一和第二化學(xué)貯熱裝置之一的第一容器，將熱交換器中熱交換后形成的低溫氣送到該第一和第二化學(xué)貯熱裝置的其中另一個的第二容器中的氣體管道，從而獲得來自該第一和第二化學(xué)貯熱裝置中之一的另一個貯熱裝置的第一容器中的熱交換器管道的經(jīng)加熱后的傳熱媒質(zhì)。
全文摘要
一種從來自熱機(jī)裝置的帶有余熱的廢氣中回收熱的熱回設(shè)備，包括一對第一和第二化學(xué)貯熱裝置，它們各包括一容納反應(yīng)材料的容器；分別設(shè)在各容器中的熱交換器管道；一將來自該熱機(jī)裝置的高溫氣送到一個容器的第一裝置以引發(fā)釋放反應(yīng)敏感材料的反應(yīng)；一用于在另一個容器中引發(fā)與該反應(yīng)敏感材料化合反應(yīng)的第二裝置；和一用于使傳熱媒質(zhì)通過另一個容器中的熱交換器管道的第三裝置。本設(shè)備可以連續(xù)操作且具有高的熱回收效率。
文檔編號F01K23/10GK1049409SQ9010712
公開日1991年2月20日 申請日期1990年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月11日
發(fā)明者稻葉義明, 德永賢治, 清水章裕, 栗林哲三 申請人:株式會社日立制作所, 日立工程株式會社