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          利用吸收式熱泵系統回收啤酒生產中的廢熱
          2015-06-29 10:46:11|點擊次數:

          吸收式熱泵本文設盤利用吸收式熱泵系統回收啤僭廠釀造中產生的廢熱,尼于加熱投糕用水.這對年產4×10't啤酒的工廠,年均可節約原煤>500t.一目前,一些啤酒廠對釀造中產生的大量二次蒸汽未加以利用,造成了能源浪費.現以4×10t/Y啤酒廠工藝設計為依據進行討論.該廣糖化車間的熱量消耗和可利用的低溫熱源,如表1所示.表1從表1可知,煮褥時二次蒸汽帶走的熱量占總加熱蒸汽熱量的41.I,這是一個相當大的數字,為變廢為寶、節約能源,筆者認為可采用熱泵系統回收廢熱,將回收的熱量用于加熱投料用水.二,熱泵系統工作原理及工藝流程1.工作原瑤圖1所示低溫吸收式熱泵系統是利用具有一定溫度的外熱源(二次蒸汽余熱)來加熱而工作的.系統中使用的工質是吸收劑(澳化鋰)和制熱劑(水),制熱荊和吸收劑組成一定濃度的溶液,當這些溶液在裝置中所處的壓力和溫度變化時,將使其中制熱劑(又礫熱劑水)循環,從而獲得制熱效應.·。。.2.工藝流程如圖1所示,熱泵系統利用二次蒸宄同時加熱再生器和蒸發器要.在蒸發器中的熱劑水吸收導入的二次蒸汽余熱熱星而汽化,蒸汽進入吸收器掂Li~Sr-Hz0濃溶液暖救變為稀溶液,刺蒴吸收過程中放出的溶解熱和凝結熱加熱冷水,玲水汽化,蒸汽從吸收器頂部導出用于生產.被溶液吸收了蒸汽所變成的稀溶液通過回收器進A再生器,被二次蒸汽加熱.由于在相同壓力下,水的沸點低于溴化鋰的沸點,溶液中的熱劑水沸騰汽化,蒸汽進入冷凝器C,在冷凝器中冷凝成熱劑水,經泵加壓至蒸發器.在再生器中放出水蒸汽的稀溶液變成濃圖1低溫毆收式熱泵系統流程溶液,經泵升壓后,導入吸收器.這樣完成了一個循環過程.溶液和熱劑水不斷循環,吸收器就不斷提供熱量,加熱冷水產生蒸I汽,用于生產.三、吸收式熱泵循環在p-t圖上的表示設所回收的二次蒸汽的凝結溫度為100~C,吸收其潛熱,用以產生110~C水蒸汽.首先,確定吸收劑在每個設備的狀態參數.(1)冷凝器內冷凝溫度t與冷凝壓力P:取冷卻水進口溫度t-;15℃,出口溫度t=32℃,為保證較好的傳熱過程,設冷凝溫度t。與冷卻水出口溫度t2之差△t=3℃,則f。=35℃.查LiBr-H2O平衡狀態胬,冷凝溫度£。=35X3下的冷凝壓力P=5290Pa?.(2)蒸發器內蒸發溫度與蒸發壓力:為保證正常傳熱,蒸發溫度應低于二次蒸汽的冷凝溫度3-5℃,取溫差△一5℃.則蒸發溫度=100-5=95℃.查LiBr-H20平籬狀態圖,該溫度下的蒸汽壓力=77418Pa~,-.(3)再生器內出口溶液濃度抽及溫度:同理,再生器出口溫度與二次蒸汽冷凝溫度之差△,取△h=6℃.再生器出口溫度tl100-6=94℃,查LiBr一廿2O平衡狀態圈,得濃溶液出口濃度l=68Il1.(4)吸收器內出口稀溶液濃度及溫度f:同理,稀溶液溫度應高于產生的蒸汽溫度,取溫差△tj:5℃則出口稀溶液溫度t2=ii0+5=115~C.查LiBr-H|0平衡狀態圖,得稀溶液濃度2=45[11.依上述狀態參數,在P~t圖上繪出吸收式熱泵Ⅲ循環過程,如圖2所示.四l設計計算(主要設備的熱變換量的計算)設(1~g/h)為蒸發器蒸發時的熱劑水蒸汽量Jl(kg/h)為濃溶液的循環量,(}g/h)為稀溶液的循環量.則5一圖。"。lr.t?平衡態粵第l期利用吸收式熱泵系統四收啤酒生產中的鹱熱t-岣-~1-X一2=I.96(1)'i1=68-=2.96?一???一'f寸1.潴液闡嘎器的熱交換量0(kJ/h);取濃溶液溢度效d-0.8,吸器出口濃溶液的溫度沽如;回噯器進口濃藩液的,苴出口稀溶液溫度㈣四吸器出口稀溶液的坫,其進口稀湍俄的§iz,婦圖3所示.2=l+d(f2一f)=9,i+0.8(115-91):110.8C,連LiBrVJi-X網,i2:32958kJ~km61,2=38255kJ/kinol,j30.sflgkJ/k,所從...??一一】.96{(32958-30899)=4037,(3)38255一一i409637W:36891hJ/km。故f·R=107℃2.藻發器的熱交換量0(kJ/h);如4所示,進入的熱趕為0十,穆出的熱量為Ⅳ一is.j1,為相I'蘇發f力的飽和蒸汽之,=234535k}/kmo;為相當于凝結壓力的飽和藁汽之焓,c:107kJ/kmot?.根措熱量平衡0=(i一c)234535-12507)lV=222028W(4)3.吸收器的熱交換量0(kJ/h);婦網S所示,輸入的熱遢為1s+·,輸出的熱量為0+-.根拱熱量平黲'。}Q':.isj十WI-f2-Wg.'i2。。。'一''=(234535+l29B×32958-2.96×38255~:I85898W'f5)4.再群的熱交換量0(時/h):如罔0所彖,輸入的熱量為p十'緲z·㈣出、熱lil:'3w-C十Ⅳ:.其中,is。為過熱蒸汽熱婧,isc:272202kJ/kmol.稂據熱量平衡、Q艫-s十}【,】-t一2·{l。:-=(2722021.目6×30899-2.95×368.9I)W:223567W、。。。。(6),5.冷凝器岣熱交換量0(k3/h);f陽7研示,輸入的熱量為-;出曲量為釓+Ⅳ·f.根據熱量平衡。''。0:1(a-i):(272202-1507)n,:259695W'。。。_。(7)熱劑水糍汽的計算.由1翔,向系統提㈨拇:次蒸f熱量0=84.g5×T0kJ/次.吸收式熱泵系統輸九的熱量'為'(J十0),輸m熱量為(0+口c).忽略泉∞力損失增i統的熱損失,根據熱足1:衙:00+0R=0^十00=(155898+259695)1V:445593.IV=(84.85×l0)/~45593=19.OOkmol/次=('9.oo/1.5)kmol/h=一坦=i=':0Ⅱ182華僑大學學報1989年≮刊水衍環w(/h)濃#淤環量W(kg/h)稀液衍環量W2(kg/h)啦器熱交換最Q(kI/h)i寵器熱交按量Q(kJ/h){l器熊交換:Q(kJ/h){;生器熱炎按Q^(kJ/h)?,凝器巷交按髓Q(kJ/h)II152I3533oo5Ii4928I7535235532828370G53365647根據表2數拱,廢熱收效率為=1/(1+'isv-i~e)/一如+(R-!)】)1}{l+(272202一l2507)÷234535-32958+68{(58-45)一38255)]}=41.7.五、討論1.該熱泵系統用于=次蒸汽廢熱的回收,減少了加熱蒸汽的用量:由以上計算可知,系統回收廢熱產生的熱量約為23.6×lO(kJ/h),即35.3X10

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