專利名稱：以二氧化碳和水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵和吸收制冷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于吸收熱泵、吸收制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種利用工業(yè)余熱以二氧化碳和水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵和吸收制冷的方法及其機(jī)組。
背景技術(shù)：
我國(guó)許多工業(yè)行業(yè)在生產(chǎn)過程中大量存在二氧化碳和水蒸氣混合氣體余熱，而這些低溫余熱由于其溫度較低，很難有效利用。通常要么直接排放，要么消耗大量冷卻水冷卻后回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以二氧化碳和水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵和吸收制冷的方法及其機(jī)組，從而達(dá)到利用吸收熱泵或吸收制冷技術(shù)回收工業(yè)過程的二氧化碳和水蒸氣混合氣體余熱，升溫用于工業(yè)加熱，或制取冷量用于工業(yè)冷卻的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵方法，其特征在于①將溫度為85～140℃的二氧化碳和水蒸氣混合氣體引入吸收熱泵的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；②經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，溴化鋰濃溶液變成稀溶液，同時(shí)放出吸收熱；③50～65％的溴化鋰稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；④由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；⑤冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，由二氧化碳和水蒸氣混合氣體提供蒸發(fā)所需熱量，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器被溴化鋰濃溶液吸收；⑥在吸收器中，溴化鋰濃溶液吸收冷劑蒸氣放出的吸收熱，以100～160℃的高溫?zé)崃枯敵?；⑦?duì)于輸出熱，可以根據(jù)不同的需要，既可輸出低壓蒸汽，也可輸出熱水，或者直接加熱物料。
與上述以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵方法配套的機(jī)組，其特征在于先將熱泵的再生器與溶液熱交換器、吸收器通過管線連接構(gòu)成溶液循環(huán)回路；由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器及吸收器通過管線連接構(gòu)成冷劑循環(huán)回路；冷凝器通有冷卻水管線，將冷凝熱通過冷卻水帶走；吸收器設(shè)有熱輸出管線。
一種以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷方法，其特征在于①將溫度為85～140℃的二氧化碳和水蒸氣混合氣體引入制冷機(jī)組的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；②經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，溴化鋰濃溶液變成稀溶液，同時(shí)放出吸收熱，由冷卻水帶走；③稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；④由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；⑤冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器吸收；⑥在蒸發(fā)器中冷劑蒸發(fā)吸熱熱量制冷，制取的冷量可作為冷水輸出，也可直接冷卻物料。
與上述以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷方法配套的機(jī)組，其特征在于先將制冷機(jī)組的再生器、溶液熱交換器與吸收器通過管線連接構(gòu)成溶液循環(huán)回路；由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器及吸收器通過管線連接構(gòu)成冷劑循環(huán)回路；冷凝器、吸收器均設(shè)有冷卻水管線，將冷凝熱和吸收熱通過冷卻水帶走；蒸發(fā)器設(shè)有冷量輸出管線。
本發(fā)明提供的是以二氧化碳及水蒸氣混合氣體廢熱作為熱源的吸收熱泵和吸收制冷技術(shù)方案，將余熱升溫或用于制冷，為有效利用這部分低溫余熱提供了一條新的技術(shù)途徑。同時(shí)降低了能耗和產(chǎn)品成本、減少了環(huán)境污染。其中
以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源吸收熱泵的方法及其機(jī)組，吸收熱泵的再生器和蒸發(fā)器所需的熱量由二氧化碳和水蒸氣混合氣體提供，輸入再生器和蒸發(fā)器較低溫度的余熱，在吸收器輸出較高溫度的熱量，從而產(chǎn)生熱泵效果。對(duì)于輸出熱，可以根據(jù)不同的需要，既可輸出低壓蒸汽，也可輸出熱水，或者直接加熱物，且無任何污染。在適宜的精餾過程中使用可節(jié)約精餾塔蒸汽消耗量的30～50％。
以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷方法及其機(jī)組，利用廢熱作為熱源，通過吸收制冷方法制取冷量用于物料冷卻或房間降溫，與現(xiàn)有的用電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的制冷方法和利用蒸汽或燃料的吸收制冷方法相比，其制冷成本大幅度降低，且無任何污染。


圖1為以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵基本流程示意圖；圖2為以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷基本流程示意圖。
具體實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例一如圖2所示，在某化肥廠合成氨生產(chǎn)過程中，利用熱鉀堿法脫除原料氣中二氧化碳的裝置中二氧化碳再生塔頂排出的二氧化碳中帶有大量的水蒸氣，其溫度在104℃，將該混合氣體引入吸收制冷機(jī)組的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣放出吸收熱，由冷卻水帶走；稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器吸收；在蒸發(fā)器中冷劑蒸發(fā)吸熱熱量制冷，制取7℃～10℃的冷凍水，用于氨合成循環(huán)氣的冷卻，以節(jié)約冰機(jī)耗電的40％以上。
實(shí)施例二如圖1所示，某純堿生產(chǎn)過程中，重堿煅燒爐排出的二氧化碳和水蒸氣的混合氣體(也可以是其它工業(yè)爐氣)，其溫度為112℃。將該混合氣體引入吸收熱泵的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，放出吸收熱；50～65％的溴化鋰稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，由二氧化碳和水蒸氣混合氣體提供蒸發(fā)熱，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器吸收；在吸收器中，稀溶液吸收冷劑蒸氣放出的吸收熱作為高溫?zé)崃枯敵?，制?25℃的蒸汽，用于某工藝物料的加熱。
權(quán)利要求
1.一種以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵方法，其特征是①將溫度為85～140℃的二氧化碳和水蒸氣混合氣體引入吸收熱泵的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；②經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，溴化鋰濃溶液變成稀溶液，同時(shí)放出吸收熱；③50～65％的溴化鋰稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；④由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；⑤冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，由二氧化碳和水蒸氣混合氣體提供蒸發(fā)所需熱量，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器被溴化鋰濃溶液吸收；⑥在吸收器中，溴化鋰濃溶液吸收冷劑蒸氣放出的吸收熱，以100～160℃的高溫?zé)崃枯敵?；⑦?duì)于輸出熱，可以根據(jù)不同的需要，既可輸出低壓蒸汽，也可輸出熱水，或者直接加熱物料。
2.一種以二氧化碳和水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵機(jī)組，其特征在于先將熱泵的再生器與溶液熱交換器、吸收器通過管線連接構(gòu)成溶液循環(huán)回路；由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器及吸收器通過管線連接構(gòu)成冷劑循環(huán)回路；冷凝器通有冷卻水管線，將冷凝熱通過冷卻水帶走；吸收器設(shè)有熱輸出管線。
3.一種以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷方法，其特征是①將溫度為85～140℃的二氧化碳和水蒸氣混合氣體引入制冷機(jī)組的再生器，用以加熱、濃縮進(jìn)入再生器的50～65％的溴化鋰稀溶液；②經(jīng)加熱、濃縮后，溴化鋰稀溶液變?yōu)?5～70％的濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，溴化鋰濃溶液變成稀溶液，同時(shí)放出吸收熱，由冷卻水帶走；③稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；④由再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；⑤冷凝器中的冷凝液流經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器吸收；⑥在蒸發(fā)器中冷劑蒸發(fā)吸熱熱量制冷，制取的冷量可作為冷水輸出，也可直接冷卻物料。
4.一種以二氧化碳和水蒸氣混合氣體為熱源的吸收制冷機(jī)組，其特征在于先將制冷機(jī)組的再生器、溶液熱交換器與吸收器通過管線連接構(gòu)成溶液循環(huán)回路；由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器及吸收器通過管線連接構(gòu)成冷劑循環(huán)回路；冷凝器、吸收器均設(shè)有冷卻水管線，將冷凝熱和吸收熱通過冷卻水帶走；蒸發(fā)器設(shè)有冷量輸出管線。
全文摘要
一種以二氧化碳及水蒸氣混合氣體為熱源的吸收熱泵方法，將混合氣體引入吸收熱泵的再生器，加熱濃縮稀溶液；濃溶液從再生器流出，經(jīng)溶液熱交換器與來自吸收器的稀溶液換熱后，進(jìn)入吸收器吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，放出吸收熱；稀溶液從吸收器出來流經(jīng)溶液熱交換器，再去再生器由二氧化碳和水蒸氣混合氣體加熱濃縮再生；再生器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，經(jīng)冷凝器冷凝放出冷凝熱，由冷卻水帶走；冷凝液進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，由二氧化碳和水蒸氣混合氣體提供蒸發(fā)所需熱量，蒸發(fā)的冷劑蒸氣去吸收器吸收；在吸收器中濃溶液吸收冷劑蒸氣放出的吸收熱，以100～160℃的高溫?zé)崃枯敵觥?duì)于吸收制冷，不同的是在吸收器中濃溶液吸收冷劑蒸氣放出的吸收熱，也由冷卻水帶走，在蒸發(fā)器中冷劑蒸發(fā)吸收熱量獲得制冷效果。該方法回收余熱，節(jié)能降耗，且無任何污染。
文檔編號(hào)F25B30/00GK1566868SQ03143158
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者楊景昌, 黨潔修, 胡向陽, 黃忠昌 申請(qǐng)人:甘肅長(zhǎng)城熱泵有限公司