一种利用热泵或其他热源加热和浓缩同时进行的溶液再生方法

摘要

本发明是一种利用热泵或其他热源加热和浓缩同时进行的溶液再生方法，可有效解决分步再生溶液效率低，设备庞大的问题，其解决的技术方案是稀溶液经换热器与再生后的溶液进行热交换升温，加热后落入底槽，加压喷淋，经换热器加热，同时与逆向流动的热空气接触，失去部分水份后落入底槽；再生器中的溶液部分流入下级再生器中，使溶液浓度和温度逐级提高，再生后浓溶液与稀溶液进行热交换，送入除湿器；从再生器排出的热流体，经热交换器，将来自室外的空气预热，降温后的流体返回热源重新被加热；室外洁净空气，经热交换器加热，流经回热器、再生器，带走溶液中被蒸发的水份，由排风道排出，本发明方法简单，减少中间环节，提高溶液再生效率，设备体积小，成本低，开发应用前景光明。

说明书

一、技术领域

本发明是涉及一种利用热泵或其它热源加热和浓缩同时进行的溶液再生方法。

二、背景技术

目前在粮食、医药、化工、电子、烟草等行业内利用溶液除去空气中的水份进行储藏、干燥和调温调湿的空气调节技术中，利用冷凝过冷除湿和人工加热或自然的干燥空气通风除湿的方法效率较低、干燥时间长、成本较高；而现有的利用溶液除湿的装置虽然有很大的改进，但所采用的溶液浓缩再生的方法是先经过换热器利用外来热源加热溶液，然后溶液再浓缩的分步再生方法，其再生效率较低。因此，利用溶液除湿时，急需发现一种高效、投资少、运行费用低的溶液浓缩再生的方法。

三、发明内容

针对上述情况，本发明之目的就是新提供一种利用热泵或其他热源加热和浓缩同时进行的溶液再生方法，可有效解决分步再生溶液效率低，设备庞大的问题，其解决的技术方案是从除湿器中来的稀溶液经换热器与再生后的溶液进行热交换升温后，进入再生器，经加热后落入底槽，加热后溶液经溶液泵加压喷淋，经换热器加热，同时与逆向流动的热空气直接接触，失去部分水份后落入底槽，形成连续的循环；再生器中的少量部分溶液可流入下级再生器中，工作过程与前级相同，依此类推，使其溶液浓度和温度逐级提高，达到要求浓度后的溶液通过热交换器，再生后浓溶液与从除湿器中来的稀溶液进行热交换，降温后被送入除湿器工作；从热泵或其它热源来的热流体依次流经各级再生器，放出热量，将流经再生器翅片管外的溶液和空气加热，从再生器排出的热流体，经热交换器，将来自室外经过空气滤网的空气预热，降温后的流体返回热泵或其它热源重新被加热，形成循环；室外空气或空调环境中来的回风，经滤网的洁净空气，经热交换器被加热，升温后的空气流，流经单级或两级以上回热器，加热后的气流经再生器和回热器，带走溶液中被蒸发的水份，进入排风道，经回热降温，由风机排出，本发明方法简单，减少了分步再生的中间环节，同时充分利用进回风的热量交换提高再生效率，设备体积小，成本低，是对现空气调节技术的一大创造性改进，开发应用前景光明。

四、附图说明

附图为本发明加热和浓缩同时进行的溶液再生工艺流程图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本发明是从除湿器中来的质量浓度在0.35-0.50或写成35-50％(即1000克溶液中含350-500g溶质表示为350-500g/KgDA)的稀溶液1-1经溶液加热装置g与再生后的溶液进行热交换升温后溶液1-2进入A级再生器，经翅片管及填料f被加热后落入底槽，其中70-90％的溶液1-2-1经溶液泵e-1加压后由喷淋头将溶液1-2-2喷淋，经翅片管及填料f加热，同时与逆向流动的热空气3-5-1直接接触，被除去部分水份后落入底槽，形成连续的循环；A级再生器中部分溶液1-3流入B级再生器中，B、C、D级再生器中的工作过程与A级相同，其溶液浓度和温度逐级提高，使质量浓度达到42-70％，达到质量浓度42-70％后的溶液1-6通过热交换器g，与从除湿器中来的质量浓度在35-50％的稀溶液1-1进行热交换，降温后的溶液1-7被送入除湿器工作；    

从热源来的50℃-150℃的热流体2-1依次流经D、C、B、A级再生器中的翅片管内，放出热量，将流经翅片管外的溶液和空气加热，从A级排出的热流体2-5，经热交换器b，将来自室外经滤网a的空气预热，降温后的流体2-6返回热泵或其它热源重新被加热，形成循环；

室外空气或空调环境中来的回风3-1，经滤网a的洁净空气3-2，经热交换器b被加热，升温后的空气流3-3，流经单级或两级以上回热器c，加热后的气流3-4分成四路3-5-1、3-6-1、3-7-1、3-8-1，其中：

气流3-5-1进入A级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-2-2充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-5-2进入排风道；

气流3-6-1经回热器d-1，被加热后的气流3-6-2进入B级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动溶液1-3-2充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-6-3经回热器d-1，降温后的气流3-6-4进入排风道；

气流3-7-1经回热器d-2，被加热后的气流3-7-2进入C级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动溶液1-4-2充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-7-3经回热器d-2，降温后的气流3-7-4进入排风道；

气流3-8-1经回热器d-3，被加热后的气流3-8-2进入D级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-5-3充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-8-3经回热器d-3，降温后的气流3-8-4进入排风道；

进入排风道的热湿空气流3-5-2、3-6-4、3-7-4、3-8-4在排风道中混合成气流3-9，然后经单级或两级以上回热器c，将进风3-3加热，降温后的空气流3-11，经风机h排出。

热源可以是热泵，也可以是其他热源；所说的溶液加热装置g可以是翅片管式换热器、也可以是板式换热器或其他换热器；风机h可以装在排风侧，也可在进风侧，视环境需要而定，本实施例中是在排风侧。溶液一般采用氯化锂、溴化锂或其他混合物，其混配比例为1∶9，多是采用溴化锂溶液。具体以A、B、C、D四级再生为例，详情如下：

热泵或其他热源加热和浓缩同时进行的溶液再生方法中对三种流体的具体要求是，溶液：进入再生器的稀溶液质量浓度为0.35-0.50(即35-50％，以下同)，再生浓缩后的浓溶液比进入再生器的稀溶液质量浓度高0.07-0.20；

热流体：进入再生器的热流体温度为50℃-150℃。加热流体的热源为热泵。

再生用空气：为环境空气状态或室内回风状态。

具体以热源来的热流体的温度为93℃、流量1450Kg/h，用从环境来的温度为33℃、含湿量20g/KgDA(即1Kg干空气的湿空气中所含水蒸气的量，以下同)、流量1382.43Kg/h的空气对从除湿器中来的温度41℃、浓度0.466、流量368Kg/h的稀溶液进行再生，加热和浓缩同时进行的溶液再生的具体方法如下：

从除湿器中来的稀溶液1-1(温度41℃、浓度0.466、流量368Kg/h)经换热器g与再生后的溶液进行热交换升温后1-2(温度85℃)，进入A、B、C、D级再生器后，达到要求质量浓度0.586后的溶液1-6(温度88℃)，通过热交换器g，降温后1-7(温度46.7℃、浓度0.586、流量311Kg/h)被送入除湿器工作。

从热泵或其他热源来的热流体2-1(温度93℃、流量1450Kg/h)依次流经D、C、B、A中的翅片管内，放出热量(按各级均等的原则分配)，将流经翅片管的溶液和空气加热。从A级排出的热流体2-5(温度63℃)，经热交换器b，将来自a的空气预热，降温后的流体2-6(温度51.7℃)返热源重新被加热，形成循环。

室外空气3-1(温度33℃、含湿量20g、流量1382.43Kg/h)，经滤网a的洁净空气3-2(温度33℃、含湿量20g)，经热交换器b被加热，升温后的空气流3-3(温度60℃、含湿量20g)，流经单级或两级以上回热器c，加热后的气流3-4(温度66.7℃、含湿量20g)分成四路3-5-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量468.3Kg/h)、3-6-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量354.53Kg/h)、3-7-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量296.3Kg/h)、3-8-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量263.3Kg/h)。其中：

气流3-5-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量468.3Kg/h)进入A级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-2-2(温度67℃)充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-5-2(温度68℃、含湿量60g)进入排风道；

气流3-6-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量354.53Kg/h)经回热器d-1，被加热后的气流3-6-2(温度70℃、含湿量20g)进入B级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-3-2(温度72℃)充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流1-3-2(温度73℃、含湿量58g)经回热器d-1，降温后的3-6-4(温度69.7℃、含湿量58g)进入排风道；

气流3-7-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量296.3Kg/h)经回热器d-2，被加热后的气流3-7-2(温度74℃、含湿量20g)进入C级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-4-2(温度80℃)充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-7-3(温度73℃、含湿量63g)进入排风道；

气流3-8-1(温度66.7℃、含湿量20g、流量263.3Kg/h)经回热器d-3，被加热后的气流3-8-2(温度78℃、含湿量20g)进入D级再生器，经翅片管及填料f与逆向流动的溶液1-5-3(温度88℃)充分接触进行直接传质传热，带走溶液中被蒸发的水份，被加热加湿的气流3-8-3(温度89℃、含湿量65g)经回热器d-3，降温后的3-8-4(温度77.7℃、含湿量65g)进入排风道；

进入排风道的热湿气流3-5-2、3-6-4、3-7-4、3-8-4在排风道中混合成气流3-9(温度72℃)，然后经单级或两级以上回热器c，将进风3-3加热，降温后的空气流3-11(温度63℃)，经风机h排出。

经测量，采用此方法在热源进口状态和流量、溶液进口状态和流量和再生能力完全相同的情况下，在气流进口状态相同时，其气流流量可减少20％以上，或者说：加热和浓缩同时进行的溶液再生方法与分步再生方法在热源进口、溶液进口和气流进口状态和流量完全相同的情况下，其再生效率可提高20％以上。

由上述情况可以看出，本发明至少两级以上再生(A、B两级)，利用热泵或其热源实现对空气加热和溶液加热浓缩同时进行，大大减少了分步再生的中间环节，同时充分利用进回风的热量交换，有效地提高了溶液再生效率，可提高20％以上，缩小再生设备的体积，减少了费用，社会效益和经济效益巨大。