[发明专利]余热驱动的氨水热分离系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种余热驱动的氨水热分离系统。

背景技术

船舶上现有的制冷技术主要有压缩式制冷技术和吸收式制冷技术。压缩式制冷系统机组主要包括制冷压缩机、冷凝器、热交换器、蒸发器和冻结机等。吸收式制冷一般采用氨水吸收式制冷技术，此种系统机组主要包括发生器、精馏器、冷凝器、回热器、过冷器、蒸发器等。

随着船舶作业方式的调整，作业航程渐远，时间加长，人们对船舶运行的节能以及环保要求越来越高。特别是渔船，传统渔船的带冰保鲜方式已越来越不适应现有渔业生产保鲜要求。因此，在船舶上广泛推广应用制冷新技术已成必然。

氨水吸收式制冷机和压缩式制冷机相比，其主要优点是：可以用船舶高温废气驱动，具有节能效果；对大气臭氧层无破坏作用，具有环保效果；整个装置除泵外均为塔、罐等热交换设备，结构简单，便于加工制造；振动、噪音较小；负荷在30～100％范围内调节时，装置的经济性没有明显变化；维修简单、操作方便、易于管理。已有大量研究人员对船舶废气驱动的氨水吸收制冷机的氨气发生系统做了大量有意义的研究。船用氨水吸收制冷机的氨气发生器具有特殊性：（1）发生器的性能需要不受船舶摇晃的影响，所以传统的满液式发生器不再合适；（2）机器结构需要紧凑，传统的精馏装置不再合适；（3）需要具有较高的性能系数，应该充分回收精馏热、氨气显热、稀氨水吸热等。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号为：CN 101033898，专利名称为：一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机。该发明利用船舶排气余热加热充满氨水溶液的发生器，氨气连同溶液一起进入气液分离器，分离出的含水氨气通过分凝器被部分提纯后在冷凝器内冷凝；氨液在套管蒸发器内蒸发产生冷量，冷氨气和未蒸发的含水氨液在盘管过冷器进一步换热，并在重力作用和压差作用下进入满液鼓泡吸收器；氨气泡被自气液分离器并经溶液换热器冷却的稀氨水溶液吸收，浓氨水溶液进入氨水溶液储液器，并由溶液泵将其泵入满液发生器。此发明使用分凝器来提纯氨气，使得系统结构复杂；同时不能有效利用精馏热，从而降低了系统的性能吸收；使用的满液式发生器，由于其具有自由液面，所以其性能将受船舶颠簸很大影响。

中国专利公开号为：CN 2153745Y ，专利名称为：船用氨水吸收式余热制冷机。该专利包括发生器、多管式精馏器、冷凝器、蒸发器。精馏器管内装有一定尺寸的高效填料，能保证船只在颠簸摇晃中时吸收器的吸收性能。但此精馏器结构复杂，使得整个系统尺寸较大，不利于系统的小型化。

中国专利公开号为：CN 101017040，专利名称为利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置用的尾气换热器。该专利利用余热制冷装置提供温度稳定，连续的制冷效果。尾气换热器采用外接式结构，有利于维修和更换。该外接尾气换热器为管壳式蒸汽发生器，在尾气换热器和余热发生器之间接有汽液分离器。此专利中氨气发生过程中，使用了尾气换热器、余热发生器以及汽液分离器，使得整个系统过于复杂，体积过于庞大，占用船舶过多的容积，不利于在船舶中的实际使用。

专利公开号: CN1444715，专利名称为：用于氨水吸收系统的改进的多柱发生器，该发生器组件包括锅炉部分、热溶液解吸塔部分、绝热解吸塔或GAX 解吸塔部分和精馏器部分，它将多根柱子组合在一起，每根柱子都包括一个或多个上述部分，将柱子布置成能使第一柱子的最下端低于第二柱子的顶端，它利用一个或多个可由来自吸收器的供料流驱动的喷射器，将来自低温柱子底部的液体致冷剂泵送到下一级较热柱子的顶部。此发生器中，含有多个柱子，使得结构较为庞大。发生器的性能受船舶摇晃影响。

专利公开号: CN1446305，专利名称为：利用规整填料的改进的氨水吸收系统发生器，该发明包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器，所述发生器包括：锅炉部分、热溶液解吸塔部分、绝热解吸塔或GAX解吸塔部分、以及精馏器部分，所述发生器的至少一个所述部分的内部空间基本上都填充了规整填充材料，在发生器温度下所述规整填充材料对氨水溶液是惰性的。此发生器中的锅炉、热溶液解吸塔、绝热解吸塔和精馏塔采用串联形式，使得整个结构非常庞大。同时此发生器未能回收精馏热。

发明内容