Абсорбционная углеводородная холодильнаямашина

Абсорбционная углеводородная холодильнаямашина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

342027

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от аiвт. свидетельства ¹

Заявлено 13.11.1970 (№ 1396571/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14М.1972. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 5Л 11.1972

М, Кл. F 25b 15/00

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете тлииистров

СССР

УДК 621 575 9(088 8) Авторы изобретения

Е, С. Курылев, М. 3. Печатников, Ф. С. Абдуллаева, Ю. И. Дьячекктт...

М. Э. Аэров, В. А. Куликова, В. И. Фридштейн и Н. И. Зеленцовым;...

Заявитель

АБСОРБЦИОННАЯ УГЛЕВОДОРОДНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к холодильной технике и касается абсорбционных холодильных машин для получения плавнопеременных температур, которые могут быть использованы для осуществления технологических процессов на предприятиях химической и нефтехимической промышленности.

Известны одноступенчатые и многоступенчатые абсорбционные холодильные машины, работающие на двухкомпонентных смесях по принципу каскада. При применении этого принципа в абсорбционной холодильной машине холод, получаемый в испарителе абсорбционной машины, работающей в верхнем каскаде, используется для отвода тепла конденсации и абсорбции в нижнем каскаде. При этом отмечается ограниченный интервал получаемых переменных температур кипения (5 — 10 С) и усложнение схемы машин, работающих в области низких температур.

Цель изобретения — получение непрерывной плавно-переменной температуры кипения в широком диапазоне в абсорбционных холодильных машинах. Это достигается тем, что абсорбционная углеводородная холодильная машина, включающая генератор, дефлегматор, конденсаторы, испаритель с газовым теплообменником, абсорбер и теплообменник растворов, содержит испаритель, который состоит из нескольких последовательно соедипенных секций, снабженных на входе противоточными регенеративными теплообменннка мн, количество которых равно заданному количеству интервалов температур кипения, а абсорбср выполнен секционным, число секций которого равно или больше числа секций пспарителя.

Иа фиг. 1 представлена схема с использованием предложенной машины, для случая, lO когда имеется внешняя охлаждающая среда для отвода тепла абсорбции и конденсации; на фиг. 2 — то же, для случая, когда отсутствуcT внешняя охлаждающая среда с низкой температурой, необходимая для отвода тепла

15 конденсации или абсорбции части хладаген гон смеси.

Абсорбционная углеводородная холодильная машина состоит из генератора 1, ректнфикатора 2, конденсаторов 8 и 4, теплообмен20 ников крепкого раствора 5, б, 7 и 8, испар»телей 9, 10, 11 и 12, абсорбера 18, который имеет секционную конструкцию, причем число секций равно числу интервалов температур, на которое разбит общий диапазон изменения

25 температуры кипения машин, теплообменника слабого раствора 14, насосов 15, 1б, 17, 18 и

19 для,перекачки жидкости и регулирующих вентилей 20 — 25.

По схеме, изображенной на фиг. 1, машиЗ0 на работает следующим образом.

342027

В генераторе 1 за счет подвода тепла кипятят смесь, состоящую из n — компонентов.

Легкокипящие компоненты, используемые в качестве холодильных агентов (n — 1), выкипают пз раствора, проходят через ректификатор 2, где отделяется абсорбент, и поступают в конденсатор 8. Тепло конденсации удаляют внешней охлаждающей средой, например водой. Сконденсировавшуюся смесь холодильных агентов охлаждают в теплообменниках 5 и б (число теплообменников равно числу испарителей, работающих в разных интервалах температур кипения), дросселируют periлирующим вентилем 22 и подают в испарнтель 11. Непрерывное изменение температуры кипения осуществляют во всем требуемом интервале температур в одном нспарителе.

Приведенная схема выполнена для случая, когда общий диапазон изменения температуры кипения разбивают на две части, т. е, в схему включают два испарителя, работающих в разных ингервалах переменных температур кипения.

Когда концентрация легкокипящих компонентов в смеси холодильных агентов понизится и ее температура кипения достигнет верхнего предела интервала кипения в испарителе 11, то оставшуюся смесь перекачивают насосом 18 в испаритель 12, где и кипятят во втором интервале температур. Пары, выходящие из испарителей 11 и 12, подают соответственно через теплообменники 5 и б, где их нагревают за счет охлаждения жидкого хладагента и направляют в абсорбер 18. Слабый раствор, образующийся в генераторе при выкипании летучих компонентов, охлаждают в теплообменнике слабого раствора 14, дросселируют вентилем 28 и подают в абсорбер 18.

Пар из испарителя 12 идет в верхнюю секцию абсорбера и обсорбируется слабым раствором, поступающим в эту секцию через вентиль

28. Несколько обогащенный раствор переливают в нижнюю секцию абсорбера и абсорбируют пары, поступающие из испарителя 11.

В случае необходимости в нижнюю секцию подают дополнительно слабый раствор через вентиль 24. Тепло, выделяющееся при абсорбции в верхней н нижней секциях, удаляют внешней охлаждающей средой, например водой. Крепкий раствор из нижней секции абсорбера 8 забирают насосом 19 и подают в генератор 1, предварительно подогревая в теплообменнике слабого раствора 14.

По схеме, изображенной на фиг. 2, холодильная машина работает следующим образом.

В генераторе 1 за счет подвода тепла кипятят смесь, состоящую из компонентов (n — 3, 4, 5 и более). Легкокипящие компоненты, используемые в качестве холодильных агентов (гг — 1), выкипают из раствора, проходят через ректификатор 2, в котором производят отделение абсорбента, и поступают в конденсатор

3. Здесь конденсируют те из них, тепло конденсации которых отводят внешней охлажда10

20 гз

4 ющей средой, например водой. Сконденсиро. вавшуюся смесь охлаждают в теплообменниках 5, б и 7, дросселируют вентилем 21 и подают в испаритель 10. В приведенной схеме диапазон температуры кипения холодильных агентов разбивают на три части.

Когда концентрация легкокипящнх компонентов в смеси холодильных агентов понизится и температура кипения достигнет верхнего пределах интервала кипения в испарителе 10, то обедненную смесь перекачивают сначала насосом 17 в испаритель 11. Компоненты, несконденсировавшиеся в конденсаторе 8, идут и конденсатор 4, где тепло их конденсации отводят рассолом, охлаждаемым в испарителе

10. Возможен отвод тепла конденсации с применением непосредственного испарения, Из конденсатора 4 смесь хладагентов направляют в испаритель 9 через теплообменник 8 и регулирующий вентиль 20. После того, как температуру кипения в испарителе 9 повысят и достигнут нижнего предела температуры кипения в испарителе 10 эту смесь перекачивают в последний насосом 15. Следует отметить то обстоятельство, что в частном случае, когда испарители расположены по вертикали друг под другом (сверху вниз по мере возрастания температуры кипения) насосы для перекачки обедненной смеси могут отсутствовать.

Пары, выходящие из испарптелей 9, 10, 11 и

12, подают соответственно через теплообменники 5, 6, 7 и 9, где нагреваются, охлаждая жидкий хладагент, в абсорбер 18.

Слабый раствор, образующийся в генераторе 1 при выкипании летучих компонентов, охлаждают в теплообменнике слабого раствора

14, дросселируют вентилем 28 и подают в абсорбер 18. Из испарителя 12 пары идут в верхнюю секцию абсорбера и абсорбируются слабым раствором, поступающим в эту секцию через вентиль 28. Несколько обогащенный раствор переливают последовательно во вторую, а затем в третью секцию и абсорбируют пары хладагентов, идущие из испарителей 11 и 10. В случае необходимости подают дополнительно слабый раствор через вентили

24 и 25. Тепло, выделяющееся при абсорбции в трех секциях, отводят внешней охлаждающей средой. Из третьей секции абсорбера раствор переливают в ни>кшою секцию и абсорбируют пары, поступающие из испарителя 9.

Для отвода тепла абсорбции из нижней секции, так же как и для отвода тепла конденсации из конденсатора 4 используют часть холода, получаемого в испарителях 10, 11 и 12.

Часть хладоносителя, охлаждаемого в испарнтеле 10, пода.ют насосом 1б в нижнюю секцию абсорбера 18 и в конденсатор 4, где его нагревают и возвращают в испаритель.

Крепкий раствор из нижней секции абсорбера 18 забирают насосом 19 и подают в генератор 1, подогревая предварительно в теплообменнике слабого раствора 14, 342027

Х1 р и м е р. Требуется обеспечить непрерыв ное изменение температуры кипения от минус (— )25 до +15 С, причем в одном испарителе необходима температура от минус (— )25 до

0 С, а в другом от 0 С до +15 С. Эти условия могут быть обеспечены при кипении в качестве хладагента смеси бутана (С4Н О) и пропана (СЗН8) при давлении Pp = 2,0 атм. В качестве абсорбента может быть использован гексан (С6Н ), Смесь из этих трех компонентов кипит в генераторе 1 при давлении конденсации Р„= 10 атм (см. фиг. 1). При наивысшей температуре в генераторе tg= 129 C из смеси выкипает бутан и пропан. Пары бутана и пропана конденсируются в конденсаторе 8.

Тепло конденсации отводят охлаждающей водой (температура конденсации t, 35 C). Сконденсировавшуюся смесь бутана и пропана подают через теплообменники 5 и 6, охлаждают, дросселируют в вентиле 22 до давления кипения Pp=2,0 атм и направляют в испаритель

11. По мере кипения в испарителе 11 пропан выкипает и температуру кипения смеси повышают от начальной температуры минус (— ) 25 до 0 С. После этого оставшуюся обедненную смесь хладагентов забирают насосом 18 и подают в испаритель 12, где температура кипения изменяется от 0 до 15 С. Пары хладагентов из испарителя поступают в верхнюю секцшо абсорбера 18, где абсорбируются раствором, идущим из генератора 1, а пары из испарителя 11 в нижнюю секцию, где абсорбируются обогащенным раствором, переливающим5 ся из верхней секции в нижнюю. Теплоту абсорбции отводят из верхней и нижней секции охлаждающей водой (низшая температура абсорбции t„30 Ñ). Из абсорбера 18 крепкий раствор пз смеси С,Н8, С„Нщ и С7Н„направ10 ляют насосом 19 через теплообменник слабого раствора 14 в генератор 1.

Предмет изобретения

15 Лбсорбциопная углеводородная холодильная машина, включающая генератор, дефлегматор, конденсаторы, испаритель с газовым теплообменником, абсорбер и теплообменник растворов, отличающаяся тем, что, с целью

20 получения заданного количества интервалов плавнопеременных температур кипения, испарптель состоит пз нескольких последовательно соединенных секций, снабженных на входе противоточными регенеративными теплооб25 менниками, количество которых равно заданному количеству интервалов температур кипения, а абсорбер выполнен секционным, число секций которого равно или больше числа секций испарителя.

342027

Фиг 2

Составитель В. Ивочкии

Редактор О. Филиппова

Техред А. Камышникова

Корректор Т. Китаева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2023/3 Из. Хо 871 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5