溴化鋰冷水機組在空分裝置及空調制冷中的應用

鄭鵬輝，周 非，賈玉強

(濮陽龍宇化工有限責任公司，河南濮陽 457000)

溴化鋰冷水機組在空分裝置及空調制冷中的應用

鄭鵬輝，周 非，賈玉強

(濮陽龍宇化工有限責任公司，河南濮陽 457000)

公司空分裝置預冷系統在生產運行中空氣溫度降到15℃以下，影響了分子篩有效運行，進而影響空分的氧氣產量及后工段的負荷運行;同時辦公樓采用分散式電力空調制冷，不利于環保節能。結合公司的實際低品位熱能情況，引入熱水型溴化鋰機組，降低了預冷系統的溫度，保證了氧氣產量，熱能得以回收利用;辦公樓改為采用集中制冷供熱，減少了能耗及氟利昂使用。

空分裝置;溴化鋰機組;空調制冷;低品位熱能

0 前言

濮陽龍宇化工有限責任公司空分采用分子篩凈化工藝，以除去空氣中含有的CO2、H2O等雜質，為了保證空分分子篩的良好運行，需要保證空氣入分子篩的溫度在15℃以下，這樣才能保證分子篩出口CO2含量在1×10-6以下，以保證空分裝置的長期穩定運行。來自空壓機三段的空氣經預冷系統進行降溫，通過空冷塔下塔循環水及上塔冷凍水進行洗滌降溫，清除空氣中的灰塵等雜質，溶解其中腐蝕性雜質(如H2S、SO2等)。而冷凍水是閉路循環運行，需要不斷將冷凍水從空氣中吸收的熱量移出，因此可以將來自空分冷箱的污氮氣和氮氣利用它們的不飽和性通過逆流接觸進行降溫，再經過冷水機組進行降溫。同時，辦公樓每個房間采用分散式電力空調制冷。

1 改造目的

公司現有空分裝置一套KDON 16 000 Nm3/h。通過空分裝置運行效果看，在冬季時氣溫及循環水溫度低，冷水機組運行能滿足生產需要，而在其它季節，尤其是夏季，隨著氣溫升高及循環水溫度升高，冷水機組達到滿負荷時運行滿足不了生產的需要。空冷塔出口溫度達到20℃左右，分子篩運行后期CO2超標，同時進入冷箱及增壓機的氣量溫度升高，氣量減少，增加空分裝置的熱負荷，減少了氧量，制約了空分裝置的長期運行。同時辦公樓每個房間空調單獨使用，耗電量大。

2 溴化鋰機組的引進

原來冷水機組運行穩定，但耗電量高每小時達到188 kW·h;而公司有二甲醚的冷凝液熱源余熱;且溴化鋰的運行成本低于螺桿式冷水機組。根據生產運行的需要，本著安全節能環保要求，引進一臺熱水型溴化鋰機組，降低了冷凍水溫度，保證了空冷塔出口溫度。同時其優點還在于:①將辦公樓每個房間的空調系統拆除，采用集中供暖供熱，用溴化鋰產生的冷凍水作為冷源夏天進行降溫，冬季用溴化鋰的冷凝液進行加熱，減少了空調的投資及電的使用，氟利昂不再使用;②后來陸續將空分蒸汽加熱系統、氣化系統及低溫甲醇洗系統的原先就地排放的冷凝液進行利用，并入溴化鋰機組進行利用;③將溴化鋰的冷凝液經換熱器降溫后送入氣化密封水罐進行再利用，減少系統脫鹽水的使用量。

3 溴化鋰機組原理及改造

熱水型溴化鋰機組的原理及流程如圖1所示。

溴化鋰吸收式制冷原理同蒸汽壓縮式制冷原理有相同之處，都是利用液態制冷劑在低溫、低壓條件下蒸發、氣化吸收載冷劑(冷水)的熱負荷，產生制冷效應。所不同的是，溴化鋰吸收式制冷是利用“溴化鋰—水”組成的二元溶液為工質對，完成制冷循環。

圖1 熱水型溴化鋰機組流程

在溴化鋰吸收式制冷機內循環的二元工質對中，水是制冷劑。在真空(絕對壓力:870 Pa)狀態下蒸發，安全性高，具有較低的蒸發溫度(5℃)，從而吸收載冷劑熱負荷，使之溫度降低，源源不斷地輸出低溫冷水。工質對中溴化鋰水溶液則是吸收劑，可在常溫和低溫下強烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又能將其吸收的水分釋放出來。制冷劑在二元溶液工質對中，不斷地被吸收或釋放出來。吸收與釋放周而復始，不斷循環，因此，蒸發制冷循環也連續不斷。

在大修期間，將冷凍水管路進行改造，使冷水機組與溴化鋰機組實現串聯和并聯，既可單獨使用，也可串聯使用，保證生產同時也保證檢修方便。將所有冷凝液進行匯集使用，進入溴化鋰機組，提供熱源。辦公樓的空調進行改造，減少電能的使用。運行期間，冷凍水不斷被降溫后循環利用，循環水將熱量帶走至水冷塔降溫，冷凝液經冷卻后進入系統進行循環利用。

4 運行效果

自溴化鋰投入運行幾年的運行效果看，空冷塔出口溫度從20℃降至15℃以內，降低了純化分子篩的運行熱負荷，分子篩出口溫度不再超標，延長了分子篩的使用壽命。同時隨著進入裝置的空氣溫度降低，氣量隨之增加，空分產氧量也得以提高。為后工段提供了更多氧量，提高了甲醇產量，具有良好的經濟效益。

5 結語

通過對溴化鋰機組的引進，有效地解決了公司生存裝置中存在的問題，取得了良好的效益。①將空分預冷系統中空氣的溫度降低至15℃以下，保證了分子篩的良好運行，提高了氧氣產量，保證了后續工段的氧氣供應，提高了甲醇產量。②其它裝置的冷凝液熱能回收利用，減少排放，節約了資源。③代替了原來的空調系統，采取集中制冷供熱，減少了氟利昂的使用，降低了投資及能源消耗。④在冬季，停用冷水機組，每小時減少電量約188 kW·h。

溴化鋰機組在空分行業的引入并不多，由于其無毒、安全、環保，在國外空調制冷中占比重較大。熱水型冷水機組的引入，將公司低品位熱能轉化為冷量，滿足了空分裝置預冷系統生產需要，同時實現了公司辦公樓的集中制冷供暖。

TQ051.5

B

1003-3467(2017)02-0049-02

2016-11-26

鄭鵬輝(1984-)，男，助理工程師，從事化工生產與技術管理工作，電話:18539380803。