循环氨水余热回收制冷技术在工程中的应用

制冷机一般采用燃气或者水蒸汽等作为动力，能耗高、运行不经济，产生的废气和废水还会造成环境污染。

为了降低燃气或者水蒸汽等能源的消耗，减少废气和废水的排放，我们利用循环氨水的余热驱动溴化锂装置制取16～18℃的冷水，以满足初冷器、脱硫预冷器及终冷器使用低温水的需要，实现节能降耗和污染物源头控制，推动清洁生产深入开展，提升企业可持续发展的能力。

1  工艺概况

1.1  工艺原理

通常炼焦过程产生的荒煤气在桥管和集气管处用75～78℃的循环氨水喷洒冷却，其中荒煤气中的热量有10%～15% 使氨水升温，离开集气管时氨水的温度为77～80℃。当入炉煤水分为8%～11%时，进入集气管的煤气露点温度为65～70℃，进口氨水的温度不低于70℃时即能保证氨水蒸发的推动力。因此，在不影响荒煤气冷却效果的前提下，可以利用5℃温差的余热量驱动溴化锂装置来制取16～18℃的冷水。

溴化锂余热回收装置由以下几部分组成：蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器。该装置以循环氨水作为驱动热源，加热溴化锂溶液产生水蒸汽，水蒸汽被冷凝后变为冷剂水，再利用水在真空状态下沸点降低的特性，在蒸发器里吸热蒸发，制取冷水。

1.2  工艺流程

循环氨水余热制冷工艺流程见图1。利用循环氨水泵将循环氨水引入溴化锂余热回收装置，经过余热回收后再输送至焦炉，并保证焦炉使用的氨水温度高于72 ℃。利用回收的余热作为溴化锂装置的驱动能源进行制冷。

     

图1 循环氨水余热制冷工艺流程

1.3  工艺特点

(1)  回收利用循环氨水余热可以有效降低燃气或者水蒸汽等能源的消耗，实现节能降耗。

(2)  降低原制冷机系统水蒸汽的输入，减少废气和废水的排放，改善了环境。

(3)  降低了焦炉桥管和集气管喷洒循环氨水的温度，提高了循环氨水作为吸热介质吸收高温荒煤气余热的能力。

(4)  降低了初冷器前荒煤气的温度，减轻了初冷器冷却负荷，减少了工艺循环水量。

2  工程应用

2017 年3月循环氨水余热回收制冷装置在山东铁雄冶金科技有限公司建成并投入使用。该装置2台制冷机同时运行，循环氨水经过溴化锂余热回收装置回收热量后送回到焦炉集气管喷洒冷却煤气。主要运行参数:循环氨水流量约1600m ³  /h，进口温度77℃，出口温度72℃。1#制冷机冷水的进水温度25～30℃，出水温度16～18℃，最低温度15.5℃。2#制冷机冷水的进水温度24～30℃，出水温度16～18℃，最低温度16℃。经过一段时间的连续运行，2台制冷机的运行比较稳定，冷水温度基本可以稳定在18℃以下。

3  效益分析

3.1  经济效益

以蒸汽型吸收式制冷机为例，2600万kJ/h 制冷机水蒸汽耗量约为7.36t/h，以制冷季为180天计算，每制冷季消耗蒸汽3.2 万t，蒸汽费用按180元/t计算，可节省运行费用576万元。

3.2  间接经济和环境效益

降低了原制冷机系统蒸汽的输入，减少了废气和废水的排放，改善了环境；同时节约了蒸汽生产用水，降低了工序成本，具有较高的经济效益和环境效益。

4  结语

循环氨水余热回收制冷装置2017年3月在山东铁雄冶金科技有限公司建成并投入使用，运行比较稳定，冷水温度基本可以稳定在18℃以下。循环氨水余热回收制冷装置的成功投用，一方面解决了现有蒸汽制冷机能耗高、运行不经济的问题，满足制冷需求；另一方面避免了现有制冷机运行过程大量废气和废水的排放，保护了环境。因此，循环氨水余热制冷具有较高的经济效益和环境效益。

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