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1、 浅析溴化锂吸收式制冷机前言随着我国经济的快速发展，能源供应与环境问题已成为制约经济发展、影响社会稳定和谐的重要因素。“十一五规划”提出了“十一五”期间单位GDP 能耗降低 20%左右，主要污染物排放总量减少 10%的约束型指标。这是贯彻落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的重大举措和必然选择。为落实“十一五”节能目标，国家发改委还制定发布了千家企业节能行动实施方案，这千家企业中氮肥企业就有 165 家。能耗费用支出占合成氨成本的 70%80%，因此氮肥行业几十年来始终把节能降耗作为行业的一项主要任务，它不仅是氮肥企业的社会责任，也是企业降低成本、提高市场竞争力的关键。中小型氮肥厂由
2、于流程长，气体在输送过程中多次压缩，被反复的升温降温；同时工艺工序进行的物理或化学吸收、气固相反应等，需要降温以分离油水和提高吸收效率：经过化学反应后的气体还要经过热量回收和冷却，以降低压缩功，这就造成行业内所说的“冷热病”。有些吸收单元的再生、分解、解吸等单元需要较多的热源，有些是间接换热、有些是直接接触供给热量，这样又形成了较大量的余热。一种能利用这些低位热能的吸收式溴化锂制冷机正逐渐受到氮肥企业青睐。制冷(热泵)的热力学原理热力学第二定律指出；热量只能从高温的物体自发地转移到低温物体，如果要使热量从低温的物体转移到比它温度高的物体，必须增加外功补偿。这种能吸收低温物体热量的装置叫作制冷设
3、备。把低温物体的热量和外加功(转成热能)一起加热高温设备的装置叫作热泵装置。制冷和热泵装置的热力学原理基本相同不同的足高温与低温物体的温度水平高低而己。在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质中，水是制冷剂。水在真空状态下蒸发，具有较低的蒸发温度（6），从而吸收载冷剂热负荷，使之温度降低。溴化锂水溶液是吸收剂，在常温和低温下强烈地吸收水蒸气，但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。吸收与释放周而复始制冷循环不断。制冷过程中的热能为蒸汽，也可叫动力。溴化锂的化学性质 溴化锂的化学式为 LiBr ，分子量为 8685，极易潮解。白色立方晶系结晶体或粒状粉末。密度为 364gcm3，熔点为 560，沸点为
4、 1265，易溶于水、乙醚、乙醇，可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有机溶剂，微溶于吡啶。热的溴化锂溶液可溶解纤维。其水溶液具有强烈的吸湿性，而且，在常温下饱和溴化锂水溶液的浓度达 60% ，浓度越大，温度越低，吸湿能力越强。溴化锂的化学性质稳定，在大气中不易变质不易分解。可与氨或胺形成一系列的加成化合物，如一氨合溴化程、二氨合溴化锂、三氨合溴化锂、四氨合溴化锂。与溴化铜、溴化高汞、碘化高汞、氰化高汞、溴化锶等能形成可溶性盐。溴化锂在空气中对钢铁有很强的腐蚀作用，但在真空状态下加入缓蚀剂，基本上不腐蚀金属。大剂量服入溴化锂会抑制中枢神经系统，长期吸入可导致皮肤斑疹及中枢神经的紊乱。溴化锂水溶液是由固体
5、的溴化锂溶质溶解在水溶剂中而成。常压下，水的沸点是 100，而溴化锂的沸点为 1265。供制冷机应用的溴化锂，一般以水溶液的形式供应。性状为无色透明液体；浓度不低于50；水溶液 PH 值 8 以上。20时溴化锂溶解至饱和时量为 111.2 克，即溴化锂的溶解度为 111.2 克。溶解度的大小与溶质和溶剂的特性的关，还于温度有关，一般随温度升高而增大，当温度降低时，溶解度减小，溶液中会有溴化锂的晶体析出而形成结晶现象吸收式制冷装置的基本原理图 1 为吸收式制冷装置的基本系统，由发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器和溶液泵等基本部件和连接管道组成。其工作过程为：在发生器中，浓度较低的溴化锂溶液被
6、加热介质加热，温度升高，并在一定压力下沸聘，使制冷剂分离出来，成为冷剂蒸汽，溶液则被浓缩这一过程称为发生过程；发生器中产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，被冷凝器中的冷却水冷却而凝结成液态制冷剂，这一过程称为冷凝过程；液态制冷剂经节流装置节流，进入蒸发器的水盘，由于蒸发器的压力很低，液态制冷剂在吸取了蒸发器管内冷媒水的热量后立即蒸发，形成冷剂蒸汽，使冷媒水的温度降低(即制冷)；为使蒸发器中的制冷剂的蒸发过程不断地进行必须将产生的冷剂蒸汽带走，这就是吸收器中的吸收过程；由发生器出来的浓度较高的溶液，经节流设备进入吸收器，被吸收器管内的冷却水冷却，温度降低并具有吸收冷剂蒸汽的能力吸收器的稀溶液，由泵送往发生
7、器，这样，制冷机便完成了一个制冷循环。吸收式制冷机是一种以溶液为介质的制冷机。以 溶液中的易溶组分作为制冷剂，难沸腾组分作为吸收剂，利用不同的压力、温度条件下制冷剂蒸汽可在特定的浓度范围内被溶液吸收或解吸的性质来达到制冷机连续不断地循环工作。它是一种主要消耗热能来获得冷量的制冷机。设备方面以发生器、吸收器和溶液泵来取代通常压缩式制冷的压缩机冷却水冷却水被冷却介质图 1 吸收式制冷装置的基本系统溴化锂吸收式制冷机的分类溴化锂吸收式制冷机的分类方法很多：根据使用能源，可分为蒸汽型、热水型、直燃型（燃油、燃汽）和太阳能型；根据能源被利用的程度，可分为单效型和双效型；根据各换热器布置的情况，可分为单筒
8、型、双筒型、三筒型；根据应用范围，可分为冷水机型和冷温水机型。目前更多的是将上述的分类加以综合，如蒸汽单效型、蒸汽双效型、直燃型冷温水机组等溴化锂吸收式制冷机具有以下的特点：(1)以水作制冷剂，溴化锂溶液作吸收剂，因此它无臭、无味、无毒，对人体无危害。(2)对热源的要求不高。一般的低压蒸气（0.12Mpa 以上）或 75以上的热水均能满足要求，特别适用于有废气、废热水可利用的化工、冶金和轻工业企业，有利于热源的综合利用。随着地热和太阳能的开发利用，它将具有更加广泛的前途。 (3)整台装置基本上是热交换器的组合体，因除泵以没有其它运行部件，所以振动、噪声都很小，运转平稳，对基建的要求不高，可在露
9、天甚至楼顶安装，尤其适用于舰艇、医院、宾馆等场合。(4)结构简单，制造方便。(5)装置处于真空下运行，无爆炸危险。(6)操作简单，维护保养方便，易于实行自动化运行。(7)能在 10%100%的范围内进行制冷量的自动无级调节，而且在部分负荷时机组的热力系数并明显下降。(8) 溴化锂溶液对金属，尤其对黑色金属有强烈的腐蚀性，特别在有空气存在的情况下更为严重，因而机组应很好地密封。(9)由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂溶液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量大（通常比活塞式制冷机大一倍），冷却水消耗量大。但它允许有较高的冷却水温度升高。冷却水可采用串联流动方式，以减少冷却水的消耗量。(10)因用
10、水作制冷剂，故一般只能制取 5以上的冷水，多用于空气调节及一些生产工艺用冷冻水。(11)热力系数较低。(12)溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。溴化锂吸收式制冷机的应用利用尿素、合成氨生产过程的低位能余热（热水、冷凝液等）采用热水型溴化锂吸收式冷水机组制取低温冷水，用于冷却氮氢压缩机一级入口煤气，使一入温度由 40-50降至 25-35提高压缩机的压缩机的打气量，使夏季氨产量提高 5%-10% ，与冬季相差无几；碳丙脱碳是一个物理过程，温度高会导致净化效果下降 CO 结果上升，导致碳丙液损失上升。低温冷水用于冷却脱碳吸收液，2在提高吸收效率的同时，降低碳丙液的消耗；用于甲醇冷却器，使甲醇的分离温度降至 20-25，气相中甲醇含量含量将由 0.5%降至 0.2%，使气相携带损失降低，提高甲醇产量；用于代替合成、铜洗工段的氨冷器，可以大大降低氨冷器负荷，使冷冻冰机的功耗降低 50%。同时使低位热能得到充分利用，提高能源利用率，达到增加产量，降低电耗的明显效果。结束语 经济日益发展，能源日趋紧张，环境质量下降，是我国跨世纪发展过程中急待解决的重大课题。大力推广采用吸收式制冷机，以提高能源利用率，是取得社会、经济、环境效益的有效途径总调度室马国印