溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組在空分裝置及空調(diào)制冷中的應(yīng)用

鄭鵬輝，周 非，賈玉強(qiáng)

(濮陽(yáng)龍宇化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組在空分裝置及空調(diào)制冷中的應(yīng)用

鄭鵬輝，周 非，賈玉強(qiáng)

(濮陽(yáng)龍宇化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

公司空分裝置預(yù)冷系統(tǒng)在生產(chǎn)運(yùn)行中空氣溫度降到15℃以下，影響了分子篩有效運(yùn)行，進(jìn)而影響空分的氧氣產(chǎn)量及后工段的負(fù)荷運(yùn)行;同時(shí)辦公樓采用分散式電力空調(diào)制冷，不利于環(huán)保節(jié)能。結(jié)合公司的實(shí)際低品位熱能情況，引入熱水型溴化鋰機(jī)組，降低了預(yù)冷系統(tǒng)的溫度，保證了氧氣產(chǎn)量，熱能得以回收利用;辦公樓改為采用集中制冷供熱，減少了能耗及氟利昂使用。

空分裝置;溴化鋰機(jī)組;空調(diào)制冷;低品位熱能

0 前言

濮陽(yáng)龍宇化工有限責(zé)任公司空分采用分子篩凈化工藝，以除去空氣中含有的CO2、H2O等雜質(zhì)，為了保證空分分子篩的良好運(yùn)行，需要保證空氣入分子篩的溫度在15℃以下，這樣才能保證分子篩出口CO2含量在1×10-6以下，以保證空分裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。來(lái)自空壓機(jī)三段的空氣經(jīng)預(yù)冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫，通過(guò)空冷塔下塔循環(huán)水及上塔冷凍水進(jìn)行洗滌降溫，清除空氣中的灰塵等雜質(zhì)，溶解其中腐蝕性雜質(zhì)(如H2S、SO2等)。而冷凍水是閉路循環(huán)運(yùn)行，需要不斷將冷凍水從空氣中吸收的熱量移出，因此可以將來(lái)自空分冷箱的污氮?dú)夂偷獨(dú)饫盟鼈兊牟伙柡托酝ㄟ^(guò)逆流接觸進(jìn)行降溫，再經(jīng)過(guò)冷水機(jī)組進(jìn)行降溫。同時(shí)，辦公樓每個(gè)房間采用分散式電力空調(diào)制冷。

1 改造目的

公司現(xiàn)有空分裝置一套KDON 16 000 Nm3/h。通過(guò)空分裝置運(yùn)行效果看，在冬季時(shí)氣溫及循環(huán)水溫度低，冷水機(jī)組運(yùn)行能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，而在其它季節(jié)，尤其是夏季，隨著氣溫升高及循環(huán)水溫度升高，冷水機(jī)組達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)運(yùn)行滿(mǎn)足不了生產(chǎn)的需要?？绽渌隹跍囟冗_(dá)到20℃左右，分子篩運(yùn)行后期CO2超標(biāo)，同時(shí)進(jìn)入冷箱及增壓機(jī)的氣量溫度升高，氣量減少，增加空分裝置的熱負(fù)荷，減少了氧量，制約了空分裝置的長(zhǎng)期運(yùn)行。同時(shí)辦公樓每個(gè)房間空調(diào)單獨(dú)使用，耗電量大。

2 溴化鋰機(jī)組的引進(jìn)

原來(lái)冷水機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，但耗電量高每小時(shí)達(dá)到188 kW·h;而公司有二甲醚的冷凝液熱源余熱;且溴化鋰的運(yùn)行成本低于螺桿式冷水機(jī)組。根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行的需要，本著安全節(jié)能環(huán)保要求，引進(jìn)一臺(tái)熱水型溴化鋰機(jī)組，降低了冷凍水溫度，保證了空冷塔出口溫度。同時(shí)其優(yōu)點(diǎn)還在于:①將辦公樓每個(gè)房間的空調(diào)系統(tǒng)拆除，采用集中供暖供熱，用溴化鋰產(chǎn)生的冷凍水作為冷源夏天進(jìn)行降溫，冬季用溴化鋰的冷凝液進(jìn)行加熱，減少了空調(diào)的投資及電的使用，氟利昂不再使用;②后來(lái)陸續(xù)將空分蒸汽加熱系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)及低溫甲醇洗系統(tǒng)的原先就地排放的冷凝液進(jìn)行利用，并入溴化鋰機(jī)組進(jìn)行利用;③將溴化鋰的冷凝液經(jīng)換熱器降溫后送入氣化密封水罐進(jìn)行再利用，減少系統(tǒng)脫鹽水的使用量。

3 溴化鋰機(jī)組原理及改造

熱水型溴化鋰機(jī)組的原理及流程如圖1所示。

溴化鋰吸收式制冷原理同蒸汽壓縮式制冷原理有相同之處，都是利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下蒸發(fā)、氣化吸收載冷劑(冷水)的熱負(fù)荷，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。所不同的是，溴化鋰吸收式制冷是利用“溴化鋰—水”組成的二元溶液為工質(zhì)對(duì)，完成制冷循環(huán)。

圖1 熱水型溴化鋰機(jī)組流程

在溴化鋰吸收式制冷機(jī)內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)對(duì)中，水是制冷劑。在真空(絕對(duì)壓力:870 Pa)狀態(tài)下蒸發(fā)，安全性高，具有較低的蒸發(fā)溫度(5℃)，從而吸收載冷劑熱負(fù)荷，使之溫度降低，源源不斷地輸出低溫冷水。工質(zhì)對(duì)中溴化鋰水溶液則是吸收劑，可在常溫和低溫下強(qiáng)烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又能將其吸收的水分釋放出來(lái)。制冷劑在二元溶液工質(zhì)對(duì)中，不斷地被吸收或釋放出來(lái)。吸收與釋放周而復(fù)始，不斷循環(huán)，因此，蒸發(fā)制冷循環(huán)也連續(xù)不斷。

在大修期間，將冷凍水管路進(jìn)行改造，使冷水機(jī)組與溴化鋰機(jī)組實(shí)現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)，既可單獨(dú)使用，也可串聯(lián)使用，保證生產(chǎn)同時(shí)也保證檢修方便。將所有冷凝液進(jìn)行匯集使用，進(jìn)入溴化鋰機(jī)組，提供熱源。辦公樓的空調(diào)進(jìn)行改造，減少電能的使用。運(yùn)行期間，冷凍水不斷被降溫后循環(huán)利用，循環(huán)水將熱量帶走至水冷塔降溫，冷凝液經(jīng)冷卻后進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。

4 運(yùn)行效果

自溴化鋰投入運(yùn)行幾年的運(yùn)行效果看，空冷塔出口溫度從20℃降至15℃以?xún)?nèi)，降低了純化分子篩的運(yùn)行熱負(fù)荷，分子篩出口溫度不再超標(biāo)，延長(zhǎng)了分子篩的使用壽命。同時(shí)隨著進(jìn)入裝置的空氣溫度降低，氣量隨之增加，空分產(chǎn)氧量也得以提高。為后工段提供了更多氧量，提高了甲醇產(chǎn)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)溴化鋰機(jī)組的引進(jìn)，有效地解決了公司生存裝置中存在的問(wèn)題，取得了良好的效益。①將空分預(yù)冷系統(tǒng)中空氣的溫度降低至15℃以下，保證了分子篩的良好運(yùn)行，提高了氧氣產(chǎn)量，保證了后續(xù)工段的氧氣供應(yīng)，提高了甲醇產(chǎn)量。②其它裝置的冷凝液熱能回收利用，減少排放，節(jié)約了資源。③代替了原來(lái)的空調(diào)系統(tǒng)，采取集中制冷供熱，減少了氟利昂的使用，降低了投資及能源消耗。④在冬季，停用冷水機(jī)組，每小時(shí)減少電量約188 kW·h。

溴化鋰機(jī)組在空分行業(yè)的引入并不多，由于其無(wú)毒、安全、環(huán)保，在國(guó)外空調(diào)制冷中占比重較大。熱水型冷水機(jī)組的引入，將公司低品位熱能轉(zhuǎn)化為冷量，滿(mǎn)足了空分裝置預(yù)冷系統(tǒng)生產(chǎn)需要，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了公司辦公樓的集中制冷供暖。

TQ051.5

B

1003-3467(2017)02-0049-02

2016-11-26

鄭鵬輝(1984-)，男，助理工程師，從事化工生產(chǎn)與技術(shù)管理工作，電話:18539380803。