AHT回收顺丁橡胶凝聚余热的技术经济分析.pdf文档全文免费阅读 在线...

蒋庆华

[摘 要]介绍了第二类吸收式热泵装置的构成及在回收顺丁橡胶凝聚余热中的应用情况。

[关键词]第二类吸收式热泵；回收；余热

中图分类号：TQ333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0374-01

1 热泵简介

吸收式热泵（Absorption Heat Pumps，简称AHP）是一种有效回收利用低品位能源的实用技术，越来越受到人们的重视。根据不同的应用情况，吸收式热泵可以分为两种类型。第一类吸收式热泵用于提高主要能源的利用率。在实际生产中，常常遇到能量降级使用的情况。在能量降级过程中，可对外做功，利用这部分高温位热能驱动热泵，实现提升低温位热能的目的，有效地回收了低温热量，使总能量的利用率得以提高。能浪的利用率可用操作性能洗漱COP（Coefficient of Performance）表示。

COP=输出的热量/输入的热量

第二类吸收式热泵，又称为吸收式热转换器（Absorption Heat Pumps，简称AHP）是利用低温位热量（例如，工厂排放的温度在60℃-100℃范围内的热源）向环境排放的同时驱动热泵的，把低温位的废热转移到更高的温位而重新利用。AHT主要由换热器、吸收器等静止设备组成，运行时无噪音、无污染、无冲击、维护管理简单、能精确地与各种应用场合相匹配。由于回收的热量可加热物料或产生蒸汽用于工艺过程，减少了蒸汽的用量，也就是降低了产生蒸汽时燃料燃烧造成的环境污染。因此，无论从节能的角度出发，还是从环境保护出发，AHT装置用于低温位热能的回收的利用具有可观的经济效益和社会效益。

2 国内外应用状况

利用吸收式热泵AHT回收废热技术在国外已经研究多年，并已在实际生产中应用，取得了显著的经济效益和社会效益。1976年美国Baffle Columbia实验室就对第二类吸收式热泵进行了市场预测，确信其具有实用价值。1978年将180冷吨的制冷机改装为输出580KW的AHT，并进行了应用性实验。1981年与A.C.Co（Adolph Coors Company）合作共同开发了较为完善的AHT，于1983年开始正式成套生产这种装置，将其用于炼油厂、造纸厂和食品加工过程中的废热回收。美国Oak Ridge国家重点实验室在能源部和联合碳化物公司的资助下开展了几乎相同的工作。另外，日本、法国、英国、德国和意大利都进行了大量的工作，在开始在生产上取得了实际效益。尤其是在能源紧缺的国家，如日本和西欧等，在AHT的制造加工以及应用方面都领先一步。AHT的一次性投资虽然较高，但其费用均可在1-2年内回收，故经济效益十分明显。

国内在吸收式制冷技术方面已较成熟，已进行了大量的关于AHT性能的基础研究。而AHT回收工厂废热的工业化应用工作直至最近才有实质性的进展。1996年大连理工大学和燕化公司研究院联合在研究院100吨/年SBS中试装置上建成了100kw的AHT中试装置，进行了凝聚釜汽提气回收的试验。1999年在燕化公司合成橡胶厂SBS凝聚工段建成了5000kw的AHT工业装置。这也是国内第一台AHT工业化装置。

順丁橡胶凝聚釜顶，在生产过程中有大量的低温位汽提气（水蒸气和抽余油蒸汽的混合物）排出。为回收其中的抽余油，一般采取冷却、冷凝的办法将其冷凝成液体，待水和抽余油分层后即可分离出抽余油。在汽提气冷却、冷凝的过程中，要消耗大量的冷却水，并将有大量的废热排放到环境中去，不仅污染环境，而且浪费能源。

3 工艺流程

将AHT装置用于合成橡胶厂凝聚釜汽提气的废热回收，其工艺流程如图1所示。汽提气经AHT装置放出废热冷凝为液体，放出热量中约有一半用来加热凝聚釜的循环热水，升温后的热水返回凝聚釜循环使用，即节省了加热蒸汽消耗量，又减少了原来用以冷凝、冷却汽提气的冷却水量。原由凝聚釜顶溢出的水蒸气和有机溶剂蒸汽的混合物冷却、冷凝过程中，热量全部由空冷器排入大气。采用AHT装置，将95℃的余热依次送入蒸发器和再生器作为驱动热源。从吸收器输出的热量用于加热循环水，返回凝聚釜继续使用。

第二类吸收式热泵由两个循环回路组成：水蒸气的冷凝和蒸发；浓溴化锂溶液的吸收和稀溴化锂溶液的解吸。其中工业废热用于蒸发器和再生器的加热热源；冷气器中释入的热量由冷却水排入到环境中去，吸收器放出的热量用来加热循环热水，回到工艺过程或作为其他过程的加热源。在蒸发器中由低温废热提供热量产生蒸汽，出蒸发器的蒸汽进入吸收器被浓溴化锂溶液吸收，吸收过程放出的热量用来加热水或产生一定压力的蒸汽用于工艺过程，出吸收器的稀溶液经液-液换热器与来自再生器的浓溴化锂溶液换热，降低温度并闪发后进入再生器，稀溶液在再生器中吸收低温废热提供的热量后，溶液被浓缩，产生的蒸汽进入冷凝器放出热量而变成冷凝液，冷凝液依靠液位高度返回蒸发器，再行蒸发，再生器出口浓溶液经液-液换热器返回吸收器，再行吸收。

4 应用情况及结论

AHT是一种有效的节能装置。AHT利用生产过程中排放的余热驱动，除热泵运转消耗少量电能外，不消耗其它能源。2005年8月产8万吨顺丁橡胶装置中加上AHT，投用一次成功，将其用于回收凝聚釜顶汽提气余热，部分余热经AHT提升温度后用于加热凝聚釜的循环热水，从而节省了凝聚蒸汽用量；同时又可减少近一半原来用以冷却、冷凝汽提气的冷却水用量，节能效果十分显著。现仅考虑装置节省蒸汽，根据热泵投用后的标定结果，每年（按330天生产计算）可节省蒸汽约：

10.2×330×24=80784吨/年

另外，该装置的投入对减少温室气体的排放、保护地球生态环境也是十分有利的。

参考文献

[1] 时钧.化学工程手册.下卷.2版[M].化学工业出版社，1996.