结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统及工作方法

技术领域

本发明涉及一种结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统及工作方法，属于动力循环及料液蒸发浓缩领域。

背景技术

在常规的湿空气透平循环中，依靠在饱和塔中直接蒸发的操作对于提升整体效率有限，不仅运用了多处换热器增加了成本且不能产生额外收益。传统的加湿除湿技术通常运用在各种工业料液或海水的蒸发浓缩等领域，在与发电系统相结合时，采用烟气冷凝难以产生纯净淡水并有效利用，往往要依赖于使用非燃烧模式的清洁能源时，才能够在排气冷凝过程中进行淡水回收。而目前在常规模式下兼容发电与料液蒸发浓缩的新系统未引起足够重视，且难以提出高效的结合模式。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实现料液分离并减少热损耗的结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统及工作方法。

一种结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统及工作方法，其特征在于包括压缩机、前冷器、后冷器、除湿器、料液泵、离心机、储水罐、回热器、加湿器、燃烧室、涡轮、主轴、发电机。

初始来流空气与前冷器干空气入口相连，其中前冷器的干空气出口与压气机入口相连，而前冷器的湿空气出口与加湿器湿空气入口相连；压气机出口与后冷器热端入口相连，后冷器热端出口与回热器干空气入口相连，回热器湿空气出口与燃烧室空气入口相连，燃料与燃烧室燃料入口相连，燃烧室排烟出口与涡轮入口相连，涡轮出口与回热器烟气入口相连，回热器烟气出口与加湿器烟气入口相连，加湿器烟气出口与外界相连；

料液经料液泵后与除湿器冷端入口相连，除湿器冷端出口分别与后冷器冷端入口及前冷器料液入口相连，后冷器冷端出口分别与回热器料液入口及加湿器料液入口相连；前冷器料液出口、回热器料液出口和加湿器料液出口分别与离心机入口相连；加湿器湿空气出口与除湿器热端入口相连，除湿器热端出口分别与前冷器干空气入口和储水箱入口相连；压气机及涡轮通过主轴相连。

所述的结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统方法，其特征在于包括以下过程：外界来流空气与从除湿器热端出口的干冷空气汇合后，从前冷器的干空气入口进入前冷器管内被冷却，在前冷器的干空气出口处空气被分成两部分；

其中一部分空气回流进入前冷器中的壳内与来自除湿器冷端的一股料液进行传热传质，从而冷却前冷器管内空气，随后再次进入加湿器中的壳内并与加湿器管内的烟气进行换热，并与从后冷器中来流的一股料液在加湿器壳内进行传热传质，在加湿器壳内被充分加湿后的这部分空气进入除湿器热端，被经过料液泵输送进入除湿器冷端的低温料液冷却并除湿，除湿后的干冷空气与前冷器干空气入口的来流空气汇合，而原先携带的水分汇聚流至储水箱中成为淡水，而除湿器冷端的低温料液分成两部分，其中一部分进入后冷器冷端，另一部分通过前冷器料液入口进入前冷器壳内；

在前冷器管内被冷却的另一部分空气从前冷器干空气出口流出，进入压缩机中被加压并升温，然后进入后冷器热端，与后冷器冷端中的料液换热，在后冷器冷端中被加热升温之后的料液分成两部分，分别注入回热器壳内及加湿器壳内，而后冷器热端中被降温之后的空气进入回热器壳内与管内的高温烟气进行换热，并与管外料液进行传热传质，在回热器壳内升温并加湿后的空气从回热器湿空气出口流出，进入燃烧室中与燃料混合进行燃烧，产生的烟气进入涡轮做功后排入回热器管内放热，降温后进入加湿器管内再次被冷却排出；

从前冷器、回热器及加湿器壳内底部排出的浓料液进入离心机中进行结晶等操作；

涡轮通过主轴带动压缩机工作，并通过发电机对外发电。

上述前冷器、回热器、加湿器使用的均为管壳式换热器。

上述后冷器、除湿器使用的均为逆流式换热器。

与现有的技术相比，本发明至少具有如下优点：本发明在回热器中将传统饱和器中的直接蒸发转变为间接蒸发，减少了散热损耗，并利用后冷器处理高压空气提升了余热回收效率。使用前冷器预冷空气，在夏季等高温高湿的进气工况时可提升整体效率。用加湿器替换掉常规循环中的经济器并进一步加湿空气，扩大了造水量。除湿器排出的干冷空气重新进入前冷器持续利用，增加了前冷器的冷却加湿效果。并且针对前冷器、回热器、加湿器排出的料液进一步进行了后续的浓缩结晶等操作。本发明符合节能减排和水资源可持续发展的需求，具有重要的应用价值。

附图说明

图1是结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统，图中1压缩机、2前冷器、3后冷器、4除湿器、5料液泵、6离心机、7储水罐、8回热器、9加湿器、10燃烧室、11涡轮、12主轴、13发电机。

具体实施方式

下面参照图1说明结合加湿除湿技术的料液分离动力循环系统的运行过程。

外界来流空气与从除湿器热端出口的干冷空气汇合后，从前冷器的干空气入口进入前冷器管内被冷却，在前冷器的干空气出口处空气被分成两部分；

其中一部分空气回流进入前冷器中的壳内与来自除湿器冷端的一股料液进行传热传质，从而冷却前冷器管内空气，随后再次进入加湿器中的壳内并与加湿器管内的烟气进行换热，并与从后冷器中来流的一股料液在加湿器壳内进行传热传质，在加湿器壳内被充分加湿后的这部分空气进入除湿器热端，被经过料液泵输送进入除湿器冷端的低温料液冷却并除湿，除湿后的干冷空气与前冷器干空气入口的来流空气汇合，而原先携带的水分汇聚流至储水箱中成为淡水，而除湿器冷端的低温料液分成两部分，其中一部分进入后冷器冷端，另一部分通过前冷器料液入口进入前冷器壳内；

在前冷器管内被冷却的另一部分空气从前冷器干空气出口流出，进入压缩机中被加压并升温，然后进入后冷器热端，与后冷器冷端中的料液换热，在后冷器冷端中被加热升温之后的料液分成两部分，分别注入回热器壳内及加湿器壳内，而后冷器热端中被降温之后的空气进入回热器壳内与管内的高温烟气进行换热，并与管外料液进行传热传质，在回热器壳内升温并加湿后的空气从回热器湿空气出口流出，进入燃烧室中与燃料混合进行燃烧，产生的烟气进入涡轮做功后排入回热器管内放热，降温后进入加湿器管内再次被冷却排出；

从前冷器、回热器及加湿器壳内底部排出的浓料液进入离心机中进行结晶等操作；

涡轮通过主轴带动压缩机工作，并通过发电机对外发电。