专利名称：以二氧化碳和水蒸气混合气体为热源的吸收热泵和吸收制冷的方法
技术领域：
本发明属于吸收热泵、吸收制冷技术领域，具体地说是一种利用工业余热以二氧化碳和水蒸气混合气体为热源的吸收热泵和吸收制冷的方法及其机组。
背景技术：
我国许多工业行业在生产过程中大量存在二氧化碳和水蒸气混合气体余热，而这些低温余热由于其温度较低，很难有效利用。通常要么直接排放，要么消耗大量冷却水冷却后回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以二氧化碳和水蒸气混合气体为热源的吸收热泵和吸收制冷的方法及其机组，从而达到利用吸收热泵或吸收制冷技术回收工业过程的二氧化碳和水蒸气混合气体余热，升温用于工业加热，或制取冷量用于工业冷却的目的。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收热泵方法，其特征在于①将温度为85～140℃的二氧化碳和水蒸气混合气体引入吸收热泵的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；②经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，溴化锂浓溶液变成稀溶液，同时放出吸收热；③50～65％的溴化锂稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；④由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；⑤冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，由二氧化碳和水蒸气混合气体提供蒸发所需热量，蒸发的冷剂蒸气去吸收器被溴化锂浓溶液吸收；⑥在吸收器中，溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸气放出的吸收热，以100～160℃的高温热量输出；⑦对于输出热，可以根据不同的需要，既可输出低压蒸汽，也可输出热水，或者直接加热物料。
与上述以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收热泵方法配套的机组，其特征在于先将热泵的再生器与溶液热交换器、吸收器通过管线连接构成溶液循环回路；由再生器、冷凝器、蒸发器及吸收器通过管线连接构成冷剂循环回路；冷凝器通有冷却水管线，将冷凝热通过冷却水带走；吸收器设有热输出管线。
一种以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收制冷方法，其特征在于①将温度为85～140℃的二氧化碳和水蒸气混合气体引入制冷机组的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；②经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，溴化锂浓溶液变成稀溶液，同时放出吸收热，由冷却水带走；③稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；④由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；⑤冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，蒸发的冷剂蒸气去吸收器吸收；⑥在蒸发器中冷剂蒸发吸热热量制冷，制取的冷量可作为冷水输出，也可直接冷却物料。
与上述以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收制冷方法配套的机组，其特征在于先将制冷机组的再生器、溶液热交换器与吸收器通过管线连接构成溶液循环回路；由再生器、冷凝器、蒸发器及吸收器通过管线连接构成冷剂循环回路；冷凝器、吸收器均设有冷却水管线，将冷凝热和吸收热通过冷却水带走；蒸发器设有冷量输出管线。
本发明提供的是以二氧化碳及水蒸气混合气体废热作为热源的吸收热泵和吸收制冷技术方案，将余热升温或用于制冷，为有效利用这部分低温余热提供了一条新的技术途径。同时降低了能耗和产品成本、减少了环境污染。其中
以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源吸收热泵的方法及其机组，吸收热泵的再生器和蒸发器所需的热量由二氧化碳和水蒸气混合气体提供，输入再生器和蒸发器较低温度的余热，在吸收器输出较高温度的热量，从而产生热泵效果。对于输出热，可以根据不同的需要，既可输出低压蒸汽，也可输出热水，或者直接加热物，且无任何污染。在适宜的精馏过程中使用可节约精馏塔蒸汽消耗量的30～50％。
以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收制冷方法及其机组，利用废热作为热源，通过吸收制冷方法制取冷量用于物料冷却或房间降温，与现有的用电能驱动压缩机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，且无任何污染。
图1为以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收热泵基本流程示意图；图2为以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收制冷基本流程示意图。
具体实现方式实施例一如图2所示，在某化肥厂合成氨生产过程中，利用热钾碱法脱除原料气中二氧化碳的装置中二氧化碳再生塔顶排出的二氧化碳中带有大量的水蒸气，其温度在104℃，将该混合气体引入吸收制冷机组的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气放出吸收热，由冷却水带走；稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，蒸发的冷剂蒸气去吸收器吸收；在蒸发器中冷剂蒸发吸热热量制冷，制取7℃～10℃的冷冻水，用于氨合成循环气的冷却，以节约冰机耗电的40％以上。
实施例二如图1所示，某纯碱生产过程中，重碱煅烧炉排出的二氧化碳和水蒸气的混合气体(也可以是其它工业炉气)，其温度为112℃。将该混合气体引入吸收热泵的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，放出吸收热；50～65％的溴化锂稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，由二氧化碳和水蒸气混合气体提供蒸发热，蒸发的冷剂蒸气去吸收器吸收；在吸收器中，稀溶液吸收冷剂蒸气放出的吸收热作为高温热量输出，制取125℃的蒸汽，用于某工艺物料的加热。
权利要求
1.一种以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收热泵方法，其特征是①将温度为85～140℃的二氧化碳和水蒸气混合气体引入吸收热泵的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；②经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，溴化锂浓溶液变成稀溶液，同时放出吸收热；③50～65％的溴化锂稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；④由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；⑤冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，由二氧化碳和水蒸气混合气体提供蒸发所需热量，蒸发的冷剂蒸气去吸收器被溴化锂浓溶液吸收；⑥在吸收器中，溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸气放出的吸收热，以100～160℃的高温热量输出；⑦对于输出热，可以根据不同的需要，既可输出低压蒸汽，也可输出热水，或者直接加热物料。
2.一种以二氧化碳和水蒸气混合气体为热源的吸收热泵机组，其特征在于先将热泵的再生器与溶液热交换器、吸收器通过管线连接构成溶液循环回路；由再生器、冷凝器、蒸发器及吸收器通过管线连接构成冷剂循环回路；冷凝器通有冷却水管线，将冷凝热通过冷却水带走；吸收器设有热输出管线。
3.一种以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收制冷方法，其特征是①将温度为85～140℃的二氧化碳和水蒸气混合气体引入制冷机组的再生器，用以加热、浓缩进入再生器的50～65％的溴化锂稀溶液；②经加热、浓缩后，溴化锂稀溶液变为55～70％的浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，溴化锂浓溶液变成稀溶液，同时放出吸收热，由冷却水带走；③稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；④由再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；⑤冷凝器中的冷凝液流经节流装置进入蒸发器蒸发，蒸发的冷剂蒸气去吸收器吸收；⑥在蒸发器中冷剂蒸发吸热热量制冷，制取的冷量可作为冷水输出，也可直接冷却物料。
4.一种以二氧化碳和水蒸气混合气体为热源的吸收制冷机组，其特征在于先将制冷机组的再生器、溶液热交换器与吸收器通过管线连接构成溶液循环回路；由再生器、冷凝器、蒸发器及吸收器通过管线连接构成冷剂循环回路；冷凝器、吸收器均设有冷却水管线，将冷凝热和吸收热通过冷却水带走；蒸发器设有冷量输出管线。
全文摘要
一种以二氧化碳及水蒸气混合气体为热源的吸收热泵方法，将混合气体引入吸收热泵的再生器，加热浓缩稀溶液；浓溶液从再生器流出，经溶液热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后，进入吸收器吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，放出吸收热；稀溶液从吸收器出来流经溶液热交换器，再去再生器由二氧化碳和水蒸气混合气体加热浓缩再生；再生器产生的冷剂蒸气，经冷凝器冷凝放出冷凝热，由冷却水带走；冷凝液进入蒸发器蒸发，由二氧化碳和水蒸气混合气体提供蒸发所需热量，蒸发的冷剂蒸气去吸收器吸收；在吸收器中浓溶液吸收冷剂蒸气放出的吸收热，以100～160℃的高温热量输出。对于吸收制冷，不同的是在吸收器中浓溶液吸收冷剂蒸气放出的吸收热，也由冷却水带走，在蒸发器中冷剂蒸发吸收热量获得制冷效果。该方法回收余热，节能降耗，且无任何污染。
文档编号F25B30/00GK1566868SQ03143158
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月17日 优先权日2003年6月17日
发明者杨景昌, 党洁修, 胡向阳, 黄忠昌 申请人:甘肃长城热泵有限公司