溴化锂冷水机组在空分装置及空调制冷中的应用

郑鹏辉，周 非，贾玉强

(濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

溴化锂冷水机组在空分装置及空调制冷中的应用

郑鹏辉，周 非，贾玉强

(濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

公司空分装置预冷系统在生产运行中空气温度降到15℃以下，影响了分子筛有效运行，进而影响空分的氧气产量及后工段的负荷运行;同时办公楼采用分散式电力空调制冷，不利于环保节能。结合公司的实际低品位热能情况，引入热水型溴化锂机组，降低了预冷系统的温度，保证了氧气产量，热能得以回收利用;办公楼改为采用集中制冷供热，减少了能耗及氟利昂使用。

空分装置;溴化锂机组;空调制冷;低品位热能

0 前言

濮阳龙宇化工有限责任公司空分采用分子筛净化工艺，以除去空气中含有的CO2、H2O等杂质，为了保证空分分子筛的良好运行，需要保证空气入分子筛的温度在15℃以下，这样才能保证分子筛出口CO2含量在1×10-6以下，以保证空分装置的长期稳定运行。来自空压机三段的空气经预冷系统进行降温，通过空冷塔下塔循环水及上塔冷冻水进行洗涤降温，清除空气中的灰尘等杂质，溶解其中腐蚀性杂质(如H2S、SO2等)。而冷冻水是闭路循环运行，需要不断将冷冻水从空气中吸收的热量移出，因此可以将来自空分冷箱的污氮气和氮气利用它们的不饱和性通过逆流接触进行降温，再经过冷水机组进行降温。同时，办公楼每个房间采用分散式电力空调制冷。

1 改造目的

公司现有空分装置一套KDON 16 000 Nm3/h。通过空分装置运行效果看，在冬季时气温及循环水温度低，冷水机组运行能满足生产需要，而在其它季节，尤其是夏季，随着气温升高及循环水温度升高，冷水机组达到满负荷时运行满足不了生产的需要。空冷塔出口温度达到20℃左右，分子筛运行后期CO2超标，同时进入冷箱及增压机的气量温度升高，气量减少，增加空分装置的热负荷，减少了氧量，制约了空分装置的长期运行。同时办公楼每个房间空调单独使用，耗电量大。

2 溴化锂机组的引进

原来冷水机组运行稳定，但耗电量高每小时达到188 kW·h;而公司有二甲醚的冷凝液热源余热;且溴化锂的运行成本低于螺杆式冷水机组。根据生产运行的需要，本着安全节能环保要求，引进一台热水型溴化锂机组，降低了冷冻水温度，保证了空冷塔出口温度。同时其优点还在于:①将办公楼每个房间的空调系统拆除，采用集中供暖供热，用溴化锂产生的冷冻水作为冷源夏天进行降温，冬季用溴化锂的冷凝液进行加热，减少了空调的投资及电的使用，氟利昂不再使用;②后来陆续将空分蒸汽加热系统、气化系统及低温甲醇洗系统的原先就地排放的冷凝液进行利用，并入溴化锂机组进行利用;③将溴化锂的冷凝液经换热器降温后送入气化密封水罐进行再利用，减少系统脱盐水的使用量。

3 溴化锂机组原理及改造

热水型溴化锂机组的原理及流程如图1所示。

溴化锂吸收式制冷原理同蒸汽压缩式制冷原理有相同之处，都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下蒸发、气化吸收载冷剂(冷水)的热负荷，产生制冷效应。所不同的是，溴化锂吸收式制冷是利用“溴化锂—水”组成的二元溶液为工质对，完成制冷循环。

图1 热水型溴化锂机组流程

在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质对中，水是制冷剂。在真空(绝对压力:870 Pa)状态下蒸发，安全性高，具有较低的蒸发温度(5℃)，从而吸收载冷剂热负荷，使之温度降低，源源不断地输出低温冷水。工质对中溴化锂水溶液则是吸收剂，可在常温和低温下强烈地吸收水蒸气，但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。制冷剂在二元溶液工质对中，不断地被吸收或释放出来。吸收与释放周而复始，不断循环，因此，蒸发制冷循环也连续不断。

在大修期间，将冷冻水管路进行改造，使冷水机组与溴化锂机组实现串联和并联，既可单独使用，也可串联使用，保证生产同时也保证检修方便。将所有冷凝液进行汇集使用，进入溴化锂机组，提供热源。办公楼的空调进行改造，减少电能的使用。运行期间，冷冻水不断被降温后循环利用，循环水将热量带走至水冷塔降温，冷凝液经冷却后进入系统进行循环利用。

4 运行效果

自溴化锂投入运行几年的运行效果看，空冷塔出口温度从20℃降至15℃以内，降低了纯化分子筛的运行热负荷，分子筛出口温度不再超标，延长了分子筛的使用寿命。同时随着进入装置的空气温度降低，气量随之增加，空分产氧量也得以提高。为后工段提供了更多氧量，提高了甲醇产量，具有良好的经济效益。

5 结语

通过对溴化锂机组的引进，有效地解决了公司生存装置中存在的问题，取得了良好的效益。①将空分预冷系统中空气的温度降低至15℃以下，保证了分子筛的良好运行，提高了氧气产量，保证了后续工段的氧气供应，提高了甲醇产量。②其它装置的冷凝液热能回收利用，减少排放，节约了资源。③代替了原来的空调系统，采取集中制冷供热，减少了氟利昂的使用，降低了投资及能源消耗。④在冬季，停用冷水机组，每小时减少电量约188 kW·h。

溴化锂机组在空分行业的引入并不多，由于其无毒、安全、环保，在国外空调制冷中占比重较大。热水型冷水机组的引入，将公司低品位热能转化为冷量，满足了空分装置预冷系统生产需要，同时实现了公司办公楼的集中制冷供暖。

TQ051.5

B

1003-3467(2017)02-0049-02

2016-11-26

郑鹏辉(1984-)，男，助理工程师，从事化工生产与技术管理工作，电话:18539380803。