基于反渗透技术的氨-水-氢氧化钠三元工质吸收式制冷系统性能模拟

反渗透是一种实现溶液中特定离子分离的成熟方法,将其应用于氨-水-氢氧化钠三元工质吸收式制冷系统中实现氢氧化钠分离,可以解决氢氧化钠在吸收器中产生的不利影响。本文采用Aspen Plus流程模拟软件建立采用反渗透装置的氨-水-氢氧化钠三元工质吸收式制冷系统模型,分析在不同发生温度下氢氧化钠质量分数对系统性能系数(COP)的影响,以及不同氢氧化钠质量分数下系统COP随溶液截留率的变化。结果表明:采用反渗透装置时,在氢氧化钠质量分数为15%时系统COP提升最大,相较于不采用反渗透装置的系统可提高33%,但在氢氧化钠质量分数高于15%时COP下降;反渗透装置在分离氢氧化钠浓溶液时使部分氨水稀溶液无法进入低压侧,减少了吸收器中溶液量,导致循环倍率上升和系统COP下降;溶液截留率增大时,COP会持续下降,最大会降低39%。利用分析法对反渗透装置的能耗进行分析,在氢氧化钠质量分数小于15%时,加压泵功耗占系统消耗的比例小于6%。

回热型三元溶液吸收式制冷系统实验研究

基于无回热型氨-水-溴化锂三元溶液无泵吸收式制冷系统较传统系统的热力性能好、初投资费用少和安全性高,提出了3种回热型系统的改进方案,并做了系统比较和实验分析.方案Ⅰ,在wNH3=50%,wLiBr=15%时,系统性能系数(COP)提高约27.8%;方案Ⅱ,在同等条件下,COP提高约65%.可见,增加回热流程后,COP得到了显著提高.对改进型方案Ⅱ存在的问题做了讨论,提出了新的改进方案Ⅲ.

三元工质氨吸收式制冷性能实验研究

通过实验研究了氨–水–溴化锂三元工质的对氨吸收式制冷系统的影响。实验测试了发生温度100~130℃,蒸发温度-16~-4℃和冷却水温度22~33℃工况下的系统性能系数,发现适用于氨吸收式制冷的最佳溴化锂浓度为15%,与氨吸收式制冷系统相比,性能系数最高提升了10%。溴化锂最为第三工质对系统的影响是整体的,使用三元工质可以降低精馏负荷与回流比,提高热能利用效率同时降低了发生压力,有利于提升性能系数;但其不利影响体现在会降低浓溶液中氨的浓度,导致系统循环倍率上升,不利于提升性能系数。合理使用氨–水–溴化锂三元工质是不增加系统复杂度提高氨吸收式制冷性能有效方式。

NH_3-H_2O-LiBr相平衡特性实验研究

采用静态平衡法对NH3-H2O-LiBr三元混合溶液的平衡压力、平衡温度以及气相成分进行实验分析研究.在平衡釜中对该三元混合溶液的压力-温度特性进行了测试,采用气相色谱仪分析其气相成分.实验的测试温度范围从20℃到90℃,压力最高到2MPa,测试用溴化锂质量浓度范围从5%到60%.实验结果表明,与相同浓度下的氨水溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了30%～50%,并且其气相中的水含量有了大幅度的降低,气相中水蒸气的含量最低达到2.5%.这些结果将对该三元溶液在工业吸收式制冷机以及热泵上的应用提供了依据.

三元工质吸收式制冷系统的性能模拟与优化

为了分析加入溴化锂与硝酸锂等物质后对三元工质氨吸收式制冷系统性能的影响,本文建立了氨-水二元、氨-水-溴化锂和氨-水-硝酸锂两种三元工质吸收式制冷系统模型并模拟其不同盐浓度下的运行特性,结果表明,在相同工况下,三元工质吸收式制冷系统的COP高于传统氨-水二元系统。同时为解决添加盐后吸收终了氨含量降低的问题,建立了新型含电渗析分离的三元工质吸收式制冷系统并进行模拟,氨-水-溴化锂吸收式制冷系统增加电渗析装置后,COP提高了36.0%,氨-水-硝酸锂吸收式制冷系统增加电渗析装置后COP提高了28.1%。