[发明专利]一种化工反应低温热制冷系统和方法

说明书

本发明公开了一种化工反应低温热制冷系统和方法。该化工反应低温热制冷系统包括：反应系统、循环水系统和吸收式制冷系统；所述循环水系统利用循环水将反应系统的低温热吸收并导出，将吸热后的循环水引入所述吸收式制冷系统中作为热源放热用以制冷；放热后的循环水再次循环进入反应系统中。本发明使用循环水将化工反应中的低温热导出，并作为吸收式制冷系统的热源用以制冷，所制取的冷量可用于供给该化工反应需要制冷的单元使用，以替代原有的压缩制冷；也可以用以供给第三方冷负荷用户。本发明一方面将原为废热的化工反应低温热加以利用，另一方面解决了制冷系统的热源问题。

技术领域

本发明涉及化工低温热利用领域，或者化工装置节能领域；具体涉及一种化工反应低温热制冷系统和方法。

背景技术

为践行国家的节能减排号召，同时执行“节约成本就是创造利润”的经营理念，充分挖掘化工装置的节约潜能。

硫酸二甲酯合成反应中的低温热一般会被视作废热，用循环水冷却将热量移出。硫酸二甲酯毒性很高，对其合成过程中的低温热利用存在安全风险，此部分低温热一直未能得到利用，造成一种能源的浪费。

吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。较为常用的吸收式制冷为溴化锂吸收式制冷机

溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。为使制冷过程能连续不断地进行下去，蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收，溶液变稀，这一过程是在吸收器中发生的，然后以热能为动力，将溶液加热使其水份分离出来，而溶液变浓，这一过程是在发生器中进行的。发生器中充有溴化锂溶液，且压力较低，稍加热时，水便从溴化锂溶液中蒸发由来(水比溴化锂易蒸发)。蒸发出来的水蒸汽在冷凝器中冷凝，成为制冷剂水，经节流阀在蒸发器中蒸发。带走箱内的热量，蒸发出的水气又被吸收器中的溴化锂溶液吸收(溴化锂溶液特易吸收水气)，此溶液再在发生器中加热蒸发，就这样不断循环，实现制冷循环。发生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发。如此循环达到连续制冷的目的。

可见溴化锂吸收式制冷机主要是由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分组成的。从吸收器出来的溴化锂稀溶液，由溶液泵(即发生器泵)，升压经溶液热交换器，被发生器出来的高温浓溶液加热温度提高后，进入发生器。在发生器中受到传热管内热源蒸汽加热，溶液温度提高直至沸腾，溶液中的水份逐渐蒸发出来，而溶液浓度不断增大。单效溴化锂吸收式制冷机的热源蒸汽压力一般为0.098MPa(表压)。发生器中蒸发出来的冷剂水蒸气向上经挡液板进入冷凝器，挡液板起汽液分离作用，防止液滴随蒸汽进入冷凝器。冷凝器的传热管内通入冷却水，所以管外冷剂水蒸气被冷却水冷却，冷凝成水，此即冷剂水。

溴化锂吸收式制冷机除了上述冷剂水和溴化锂溶液两个内部循环外，还有三个系统与外部相联，这就是：①热源系统；②冷却水系统；③冷冻水系统。

热源蒸汽(或热水)通入发生器，在管内流过，加热管外溶液使其沸腾并蒸发出冷剂蒸汽，而热源蒸汽放出汽化潜热后凝结成水排出。一般情况下，应将该凝结水回收并送回锅炉加以利用。

本发明考虑充分利用硫酸二甲酯合成反应中的低温热来制取装置所需冷负荷，如此可以实现“变废为宝”。本法明的思路是将该部分“废热”作为吸收式制冷的热源加以利用。从理论上实现了“废热”的再利用，从经济上实现了“废物”处理支出变成了“热源”的经济收入，以往被忽略的化工反应“废热”被回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化工反应低温热制冷系统和方法。本发明针对现有化工行业工艺装置低温热源负荷小和热负荷用处难找等缺点，提出首先选择低温热制冷，再寻找冷负荷用户的思路和方案，或者选择低温热制冷替代既定存在的压缩制冷的思路和办法。