一種低壓工業(yè)尾氣的利用方法
【專利摘要】本項(xiàng)發(fā)明涉及一種低壓工業(yè)尾氣壓力能利用的方法。該方法是利用低壓工業(yè)尾氣驅(qū)動(dòng)氣壓壓水機(jī)揚(yáng)水到高處，以替代電力水泵或用于蓄水發(fā)電。該方法的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)的能量回收利用系統(tǒng)避免了復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和更多的能量轉(zhuǎn)換損耗，減少了項(xiàng)目建設(shè)的成本，且運(yùn)作靈活，同時(shí)提高了能量回收利用的效率。由于氣壓壓水機(jī)可以把排放的尾氣的壓力盡可能高地轉(zhuǎn)換為水的揚(yáng)程，因此為超低壓排放的工業(yè)尾氣能量回收提供了可能。
【專利說明】一種低壓工業(yè)尾氣的利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種對(duì)低壓工業(yè)尾氣的壓力能進(jìn)行回收利用的方法。
技術(shù)背景:
[0002]一種帶壓工業(yè)尾氣的能量利用方式是使用透平機(jī)，利用帶壓氣體的膨脹過程，驅(qū)動(dòng)透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或增壓機(jī)。一般大于0.4Mpa的工業(yè)尾氣放空，其能量都可以通過透平機(jī)進(jìn)行回收；對(duì)于較小壓力的工業(yè)尾氣通過透平進(jìn)行能量回收的條件往往要求有大的流量，配以大規(guī)模高成本的建設(shè)，才能達(dá)到較高的利用效率；但是對(duì)于更低壓力的工業(yè)尾氣放空，比如0.1MPA以下壓力的工業(yè)尾氣放空，透平機(jī)就難以發(fā)揮作用。一方面效率低下，再一個(gè)建設(shè)成本過于高昂。
[0003]同時(shí)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)電水泵幾乎是無處不在，而機(jī)電水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)不可避免的會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損耗，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)水泵的平均運(yùn)轉(zhuǎn)效率在40%到60%之間。大量全天候使用的機(jī)電水泵損耗著大量的電能。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明為低壓工業(yè)尾氣能量回收利用提供了一種靈活而高效的方法。具體方法是，低壓工業(yè)尾氣排氣口通過管道連接穩(wěn)壓裝置，穩(wěn)壓裝置通過管道再與氣壓壓水機(jī)連接，利用低壓工業(yè)尾氣的壓力能驅(qū)動(dòng)氣壓壓水機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，揚(yáng)水到高處，以替代現(xiàn)用的電動(dòng)水泵或用于蓄水發(fā)電。
[0005]所謂氣壓壓水機(jī)，為容積式結(jié)構(gòu)，原理是利用氣壓壓力把壓水機(jī)容積空間內(nèi)的水實(shí)現(xiàn)一定揚(yáng)程。氣壓壓水機(jī)沒有復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，且工作壓力低。經(jīng)過測(cè)試，有氣壓壓水機(jī)，哪怕供氣壓力為0.0IMPA,也可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)揚(yáng)水。
[0006]但是氣壓壓水機(jī)的揚(yáng)程要小于氣壓壓力。對(duì)于低壓工業(yè)尾氣帶動(dòng)氣壓壓水機(jī)實(shí)現(xiàn)更高揚(yáng)程的情況，可以設(shè)置兩級(jí)或多級(jí)氣壓壓水機(jī)，上一級(jí)的氣壓壓水機(jī)的進(jìn)水管與下一級(jí)的氣壓壓水機(jī)的排水管連接，而進(jìn)氣口則可以并聯(lián)，即能夠?qū)崿F(xiàn)低壓工業(yè)尾氣驅(qū)動(dòng)氣壓壓水機(jī)達(dá)到更高揚(yáng)程的效果。
[0007]工業(yè)尾氣排氣口與氣壓壓水機(jī)之間設(shè)置有穩(wěn)壓裝置。某些條件下需要管道內(nèi)氣體壓力不至于出現(xiàn)大幅度變動(dòng)或需要對(duì)工業(yè)尾氣進(jìn)行分流，有些條件要求應(yīng)當(dāng)能夠在特殊狀況下防止氣體和液體回流以避免對(duì)穩(wěn)壓裝置前后的設(shè)備正常運(yùn)行構(gòu)成影響，因此這里設(shè)置的穩(wěn)壓裝置可以包括氣壓緩沖罐、穩(wěn)壓閥、放空閥、止回閥、分流裝置等。
[0008]如果工業(yè)尾氣內(nèi)含有過多的固體顆?；蛞簯B(tài)物質(zhì)，應(yīng)設(shè)置凈化裝置，將工業(yè)尾氣進(jìn)行充分凈化，去除尾氣內(nèi)的固態(tài)顆?；蛞簯B(tài)物質(zhì)，以避免阻塞管道或影響氣壓壓水機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0009]工業(yè)尾氣的壓力能回收利用后，應(yīng)在氣壓壓水機(jī)的排氣口設(shè)置排氣管道，將尾氣排放到安全的地方或回收做其他利用。
[0010]一般的氣壓壓水機(jī)在工作的時(shí)候，壓力氣體與水的表面要直接接觸，而工業(yè)尾氣則往往是不潔凈的，這就難以避免對(duì)水構(gòu)成污染，因此需要的情況下應(yīng)當(dāng)在氣壓壓水機(jī)內(nèi)使用柔性或彈性隔膜來傳導(dǎo)壓力，以對(duì)工業(yè)尾氣與需要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程的水之間進(jìn)行隔離。
[0011]一種氣壓壓水機(jī)，容積空間內(nèi)，當(dāng)水位上升或下降到某個(gè)位置的時(shí)候，由浮體或液位傳感器引發(fā)制動(dòng)，使進(jìn)排氣閥門自動(dòng)逆向切換。進(jìn)氣上水和排氣進(jìn)水在水泵運(yùn)行中完全依靠液位變化的行程不斷轉(zhuǎn)換。
[0012]本發(fā)明提供一種方法，該方法在氣壓壓水機(jī)內(nèi)設(shè)置隔膜，將有壓氣體和需要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程的水進(jìn)行隔離且仍可以根據(jù)液位變化的行程制動(dòng)能夠使進(jìn)排氣閥門自動(dòng)切換啟閉的浮體或液位傳感器。
[0013]本發(fā)明提供的方法，在這種氣壓壓水機(jī)內(nèi)設(shè)置的隔膜，將氣壓壓水機(jī)的容積空間分為兩個(gè)相互密封的不同空間。一個(gè)空間連通進(jìn)排氣裝置，以下簡(jiǎn)稱進(jìn)排氣空間，另一個(gè)空間連通進(jìn)排水管，以下簡(jiǎn)稱進(jìn)排水空間。為了使得氣壓壓水機(jī)具有更高的效率，進(jìn)排水空間的流體不應(yīng)具有壓縮性，因此每個(gè)角落均應(yīng)充滿水而不留存空氣。對(duì)于進(jìn)排氣空間，放置一定數(shù)量的液體。當(dāng)在外界壓力下，進(jìn)排水空間進(jìn)水的時(shí)候，壓力通過隔膜和進(jìn)排氣空間放置的液體的傳導(dǎo)，將進(jìn)排氣空間的有壓氣體排出，且進(jìn)排氣空間的液位上升，上升到某個(gè)位置的時(shí)候，能夠制動(dòng)浮體或液位傳感器。在進(jìn)排氣空間進(jìn)氣時(shí)，壓力通過進(jìn)排氣空間的液體和隔膜的傳導(dǎo)，進(jìn)排水空間的水被通過排水管排向外界，進(jìn)排氣空間的液位下降，下降到某個(gè)位置的時(shí)候，也能夠啟動(dòng)浮體或液位傳感器。
[0014]以上所述氣壓壓水機(jī)的隔膜不斷的伸縮變化，但不會(huì)影響進(jìn)排氣空間設(shè)置的浮球或液位傳感器的正常運(yùn)行，使其仍可以有效地由液位變化的行程制動(dòng)，而設(shè)置的隔膜則由于具有良好的密封性，能夠有效對(duì)帶壓氣體和需要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程的水進(jìn)行隔離，同時(shí)適當(dāng)材質(zhì)的隔膜也不會(huì)增加氣體壓力和流量的損耗。使整個(gè)氣壓壓水機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠保持較高的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0015]利用低壓工業(yè)尾氣驅(qū)動(dòng)氣壓壓水機(jī)作為能量回收再利用的一種方式，優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)的能量回收利用系統(tǒng)避免了復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和更多的能量轉(zhuǎn)換損耗，減少了項(xiàng)目建設(shè)的成本，且運(yùn)作靈活，同時(shí)提高了能量回收利用的效率。由于氣壓壓水機(jī)可以把排放的尾氣的壓力盡可能高地轉(zhuǎn)換為水的揚(yáng)程，因此為超低壓排放的工業(yè)尾氣能量回收提供了可能。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本項(xiàng)技術(shù)做進(jìn)一步說明。
[0017]附圖1為低壓工業(yè)尾氣回收利用于驅(qū)動(dòng)氣壓壓水機(jī)的一個(gè)示意圖。
[0018]附圖2為設(shè)置隔膜使需要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程的水與帶壓氣體隔離同時(shí)仍可以由液位變化的行程制動(dòng)能夠控制使進(jìn)排氣閥門自動(dòng)切換啟閉的浮球或液位傳感器的一個(gè)示意圖。
[0019]附圖1，I為尾氣凈化裝置，2為穩(wěn)壓裝置，3為一級(jí)氣壓壓水機(jī)，4為二級(jí)氣壓壓水機(jī)，5為三級(jí)氣壓壓水機(jī)，6為進(jìn)氣管道，7為一級(jí)氣壓壓水機(jī)進(jìn)水管，8為一級(jí)氣壓壓水機(jī)上水管，9為二級(jí)氣壓壓水機(jī)上水管，10為三級(jí)氣壓壓水機(jī)上水管，11為并聯(lián)連接的排氣管，12為水池。
[0020]附圖2，13為進(jìn)排氣空間，14為進(jìn)排水空間，15為隔膜，16為液位傳感器。
【具體實(shí)施方式】[0021]附圖1為低壓工業(yè)尾氣驅(qū)動(dòng)多級(jí)氣壓壓水機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)具體實(shí)施例。低壓工業(yè)尾氣通過管道進(jìn)入尾氣凈化裝置1，去除固體或液體物質(zhì)，經(jīng)由管道進(jìn)入穩(wěn)壓裝置2、穩(wěn)壓裝置2排出的低壓尾氣經(jīng)管道6分別進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)一級(jí)氣壓壓水機(jī)3、二級(jí)氣壓壓水機(jī)4、三級(jí)氣壓壓水機(jī)5，水池12內(nèi)的水經(jīng)由進(jìn)水管7進(jìn)入一級(jí)氣壓壓水機(jī)3后，在氣壓壓力下不斷經(jīng)由上水管8進(jìn)入二級(jí)氣壓壓水機(jī)4，并在氣壓壓力下經(jīng)由上水管9進(jìn)入三級(jí)氣壓壓水機(jī)5，最后在氣壓壓力下經(jīng)由上水管10排出，實(shí)現(xiàn)最后揚(yáng)程。各級(jí)氣壓壓水機(jī)實(shí)現(xiàn)揚(yáng)水后，利用完的工業(yè)尾氣通過排氣管道11排向外界。
[0022]附圖2為在氣壓壓水機(jī)內(nèi)設(shè)置隔膜的一個(gè)實(shí)施例。帶壓氣體通過進(jìn)氣管進(jìn)入進(jìn)排氣空間13后，隔膜15壓向進(jìn)排水空間14，把進(jìn)排水空間14內(nèi)的水通過排水管實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程，同時(shí)進(jìn)排氣空間13內(nèi)的水位下降，液位傳感器16的浮子能夠隨著水位向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到某個(gè)位置的時(shí)候，啟動(dòng)進(jìn)排氣閥門逆向切換。當(dāng)進(jìn)排氣空間13的帶壓氣體排向外界的時(shí)候，進(jìn)排水空間14的水位不斷增多，隔膜被壓向進(jìn)排氣空間13，進(jìn)排氣空間13的水位上升，同時(shí)液位傳感器16的浮子隨水位向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到某個(gè)位置可以使進(jìn)排氣閥門再次逆向切換。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓工業(yè)尾氣壓力能的利用方法，其特征是在需要揚(yáng)水到高處的地方設(shè)置氣壓壓水機(jī)，并通過管道連接氣壓壓水機(jī)的進(jìn)氣口和低壓工業(yè)尾氣的排氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓工業(yè)尾氣壓力能的利用方式，在連接工業(yè)尾氣排氣口與氣壓壓水機(jī)中間的管道上設(shè)置穩(wěn)壓裝置。
3.一種氣壓壓水機(jī)內(nèi)設(shè)置隔膜，能夠?qū)簹怏w與需要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)程的水進(jìn)行隔離，同時(shí)仍可以使啟動(dòng)進(jìn)排氣閥門切換啟閉的浮體或液位傳感器能夠根據(jù)液位變化的行程進(jìn)行控制的方法。其特征是，在氣壓壓水機(jī)內(nèi)設(shè)置隔膜，隔膜的一邊的空間連通進(jìn)排氣閥門，隔膜另一邊的空間連通進(jìn)排水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，連通進(jìn)排水管的空間為滿水狀態(tài)，連通進(jìn)排氣閥門的空間，放置一定數(shù)量的液體，并設(shè)置能夠控制進(jìn)排氣閥門的浮體或液位傳感器。
【文檔編號(hào)】F04F1/12GK103790869SQ201210430668
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】郭慶 申請(qǐng)人:郭慶