[发明专利]一种利用金属氢化物梯级回收余热的装置和方法

摘要

本发明涉及一种利用金属氢化物梯级回收余热的装置和方法，装置包括换热中心、升压床结构、膨胀机或膨胀机组、有机工质压缩机、有机工质膨胀机、换热器和发电机。升压床结构设有1组以上氢反应床，氢反应床的高压氢气出口连接到膨胀机组的入口，膨胀机组的出口通过缓冲罐和氢气循环泵连接到氢反应床低压氢气入口。有机工质膨胀机的出口通过冷却器与有机工质压缩机的入口连接，有机工质压缩机的出口通过循环泵、换热器的管程连接到有机工质膨胀机的入口。本发明利用高温气体的余热使升压床结构的氢反应床进行吸/放氢循环，放氢时产生的高压氢气推动膨胀机做功并带动发电机发电后，用于吸氢循环使用，有效利用了工业余热。

主权项

1.一种利用金属氢化物梯级回收余热的装置，其特征是：所述装置包括换热中心（76）、升压床结构、膨胀机或膨胀机组、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）、换热器（16）和发电机（15）；所述换热中心（76）设有高温气体进口（68）、低温气体出口（69）、一级换热器（91）、二级换热器（92）、三级换热器（93）、一级氢气换热器（94）、二级氢气换热器（82）、中间再热器（81）、换热器（16）和冷却器（74）；所述高温气体进口（68）依次通过一级换热器（91）和二级换热器（92）连接到三级换热器（93），三级换热器（93）出口分为两路，一路直接连接到冷却器（74），另一路通过膨胀机中间再热器（81）后连接到冷却器（74），然后通过冷却器（74）的低温气体出口（69）外排；所述膨胀机组设有3台膨胀机（14）或一台组合式膨胀机，膨胀机组、有机工质压缩机（84）、有机工质膨胀机（85）与发电机（15）同轴连接；每级升压床结构分别设有1号氢反应床（A）、2号氢反应床（B）、3号氢反应床（C）、缓冲罐（83）和氢气循环泵，所述1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床分别设有换热介质入口（87）、换热介质出口（42）、低压氢气入口（108）和高压氢气出口（109），高压氢气出口和低压氢气入口设有阀门；所述高压氢气出口（109）连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口通过缓冲罐（83）和氢气循环泵连接到低压氢气入口（108）；第一级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口（42）分别连接到三通阀（61），三通阀一路出口经氢气泵（95）、一级换热器（91）和三通阀连接到换热介质入口（87），另一路经氢气泵（95）、一级氢气换热器（94）和三通阀连接到换热介质入口；第二级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、二级换热器（92）和四通阀连接到换热介质入口，另一路经氢气泵（95）、一级氢气换热器（94）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口；第三级升压床结构的1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口分别连接到四通阀（90），四通阀一路出口经氢气泵（95）、换热器（16）、三级换热器（93）和四通阀连接到换热介质入口，另一路经氢气泵（95）、二级氢气换热器（82）和四通阀连接到换热介质入口，第三路经氢气泵（95）、冷却器（74）和四通阀连接到换热介质入口；所述有机工质膨胀机（85）的出口通过冷却器（74）与有机工质压缩机（84）的入口连接，所述有机工质压缩机（84）的出口通过循环泵、换热器（16）的壳程连接到有机工质膨胀机（85）的入口。