西安交通大学科技成果——工业余热利用

西安交通大学科技成果——工业余热利用（1）油田采油污水余热回收热泵装置

本项目基于压缩式热泵的基本工作原理，研发了一种从三相分离器排放的污水中回收热量用于站外来液加热的余热回收热泵装置，该装置在污水回注地下前将其中的热量提取出来并升温使用，从而取代原来的燃气或燃油锅炉，节省燃料消耗，降低生产费用。

三相分离器（左）热泵基本工作原理（中）

长庆油田节能效益分析（右）

以长庆油田为算例的计算结果，总体运行能耗费用约降低60%，燃油锅炉相比于燃气锅炉的占比越多节能量越可观。整个长庆油田原油脱水环节全面实施热泵余热回收节能改造，理论上每年最高可节省能耗费用1.64-6.16亿元，经济效益十分可观，项目的投资回收期在1.5-4年之间，目前该项目尚处于市场空白阶段。

该采油污水余热回收热泵装置的主要构成部件是压缩机、换热器、膨胀阀等设备，构成封闭热泵系统，系统中充注高温制冷剂，形成制冷循环；另外，整个装置中还包括热管、循环泵、中间换热器等辅助设备。这些部件整体集成为撬装化的成套热泵装置，现场安装使用方便。

该产品采用模块化设计方案，以有限的规格满足不同规模的生产需求，一个联合站可能使用3-10台，根据热负荷及处理量进行选择。单机重量约10-30吨，产热量500-2000kW，电力消耗约100-500kW。

（2）化工生产中的热泵精馏等节能技术与装备

化工生产中存在大量的蒸发、浓缩、精馏、结晶、干燥等分离过程，这一过程需要消耗巨大的能量作为塔釜热源，同时消耗大量的冷却水将塔顶蒸发产物冷凝成液态。

本项目针对这一背景，基于压缩式热泵技术，提出了一种适用于此类工艺过程的节能改造技术，其基本思路是用压缩机对塔顶气态物料进行压缩，使其温度提高后用于塔釜液态物料加热，同时使塔顶物料冷凝为液态产物，形成一套压缩式热泵精馏（蒸馏）工艺及其成套装置设计技术。

项目成果应用于燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺

与现有的塔底采用蒸汽加热液态物料、塔顶采用冷却水冷凝气态产物的工艺相比，本项目技术方案实现了能量在系统中的循环使用，塔底不再需要加热蒸汽，塔顶也不再需要冷却水，从而可节能节水50%以上，经济和环境效益极为显著。