[发明专利]一种利用余热生产低温水的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用余热生产低温水的工艺及装置，尤其是一种利用余热热能驱动的溴化锂吸收法生产低温水的工艺和装置，属于制冷及低温工程应用领域。

背景技术

溴化锂吸收制冷是一种利用热能驱动的制冷技术，使二元工质水-溴化锂中的低沸点组分水在系统中产生冷凝和蒸发而实现制冷和制热。

与蒸气压缩制冷相比，利用热能驱动的溴化锂吸收制冷，制冷性能系数COP要低一些，但溴化锂制冷可利用石化企业的低品位热能作驱动力，节约高品位能量，实现制冷和制热，因此，近年来得到了国内外广泛的关注和应用。

石化企业中存在大量的80～150℃的低温位热能，此外还有大量的热能通过空冷系统和冷却水系统带走，这一方面浪费了大量的能源，另一方面又对环境造成热污染。如何充分利用石化企业的低温位能量，同时减少空冷系统和凉水塔带走的热量，成为石化企业节能降耗的关键。而溴化锂吸收制冷技术，正好可以利用80～150℃的低温位废热作为驱动力实现制冷的目的，制取7～15℃的低温水供工艺装置冷却循环水使用，进而改进生产装置的换热流程，取消或减少凉水塔的使用。

中国专利CN03143158.5给出了一种利用余热的吸收制冷方法，该方法可利用85～140℃的含二氧化碳的蒸汽为驱动力，实现制冷和制热，但该方案存在吸收制冷系统设备布置分散，占地面积大，吸收器内溶液自流或泵送进入再生器，操作中容易导致流动不畅，管路堵塞等问题，当堵塞发生时，装置必需停车检修，影响了装置的稳定操作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种布置紧凑，带有溢流结构的溴化锂吸收制冷生产低温水的工艺及装置，可利用低温位热能作驱动力实现制冷，采用高效换热器，改善优化炼厂换热工艺流程。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种利用余热生产低温水的装置，包括溴化锂吸收制冷系统和载冷剂循环冷却系统。其中溴化锂吸收制冷系统包括蒸气发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、发生器送液泵、吸收器循环喷淋泵、蒸发器循环喷淋泵、套管换热器、喷射器、U形管节流器和管道阀门。吸收制冷工质采用水-溴化锂溶液。载冷剂循环冷却系统包括冷水储罐、冷水循环泵、高效换热器、罐内冷媒水。所述的溴化锂吸收制冷系统为双筒结构，冷凝器和发生器设置在一个筒体内，为上下布置，冷凝器两边设置有通气隔板；蒸发器和吸收器设置在另一个筒体内，采用上下布置，蒸发器两边设置有内外向下倾斜的人字形通气隔板，冷凝器和蒸发器之间设置有一个带U形节流管的连通管，连通管在蒸发器内的出口设置有喷淋头；蒸发器设置循环喷淋泵，通过循环喷淋强化换热效果；吸收器设置喷淋循环泵，泵出口设有喷射器，用于抽吸发生器内的高浓度溶液；吸收器内的吸收液通过发生器送液泵与发生器流出的浓溶液换热后送到发生器内；发生器与吸收器间设置有相连的溢流管，使得当发生器进入吸收器正常管道堵塞时，浓溶液可溢流进入吸收器，以保证装置仍可正常工作。

载冷剂循环系统中，与工艺循环水换热器为无机热管换热器，例如可采用板式换热或热管式换热，蒸发器内换热盘管采用U形结构，表面带有强化传质翅片，以提高喷淋换热的传热效果。

溴化锂-吸收制冷系统工作时，溴化锂-水溶液在装置中进行两个循环操作，一个是溶液循环，另一个是水循环。利用60～150℃热水或蒸气余热，通过换热管加热发生器内溴化锂-水溶液，使溶液中的水分蒸发汽化，汽化后的水蒸汽通过通气隔板进入冷凝器，与冷却水盘管接触冷凝为液态后，在重力和压差作用下经过节流U形管喷淋进入蒸发器；在溴化锂的强烈吸收作用下，蒸发器中的水发生汽化并通过隔板进入吸收器中被吸收，完成了水循环，并实现了蒸发制冷。在吸收器内，吸收水后的溴化锂-水溶液的吸收热被冷却水换热取走后，通过发生器送液泵与来自发生器的高温浓溶液热交换后，输送到发生器内；在发生器内，溴化锂水溶液经过蒸汽加热使水汽化蒸发，留下的高温浓溶液通过喷射器吸入，混合后进入吸收器中，完成溶液循环。

在载冷剂循环系统中，通过溴化锂制冷系统实现的蒸发冷量，经过蒸发器循环喷淋泵强制循环喷淋取热后，被蒸发器内的换热管内冷媒水取走，进入冷水储罐中，通过冷水循环泵抽出经过换热器与工艺循环水换热后循环流动，不断将冷量传给工艺循环水，实现了低温工艺循环水的生产。

本发明通过采用溴化锂吸收制冷系统和高效强化传热构件和设备，利用80～150℃的低温位热能做动力，实现了生产低温7～15℃工艺用冷水的目的。本发明具有明显的节能、环保和节约资源的效果，具有广泛的应用前景。

附图说明