CN100445671C - 利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，这种氨水吸收式制冷装置能适应载体摇晃的环境并能获得充分的精馏。本发明是在利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置的基础上，将精馏器做成管壳式结构的初、次级精馏器，两者之间串联连接，初级精馏器的管程出口与次级精馏器的管程入口直接连通，初级精馏器的管程入口与提馏器、回热器组合体的顶部连接，次级精馏器的管程出口与冷凝器的输入端连接，初级精馏器的壳程入口通过溶液泵与吸收器的输出端连接，初级精馏器的壳程出口与发生-吸收热交换器的壳程输入端连接，次级精馏器的壳程设有海水的入口和出口。

Description

利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置
技术领域
本发明涉及氨水吸收式制冷装置，特别涉及利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置。
背景技术
中国专利公报公开了公开号为CN2842312的专利申请文件，该专利申请文件描述的制冷装置可利用发动机的尾气余热实现制冷要求，具有较高的制冷系数，并且体积、重量较小，可应用于诸如汽车、渔船这类运输工具上。
上述专利申请文件所述的利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，包括余热发生器、精馏器、回热器、溶液节流阀、液氨节流阀、蒸发器、溶液泵、冷凝器、吸收器、发生-吸收热交换器、提馏器和回冷器，通过配合连接分别构成氨水溶液的循环回路及氨的循环回路。在该装置的氨水溶液的循环回路中，从溶液泵出来的冷却后的高浓度氨水溶液，被送入精馏器的溶液通道，与来自余热发生器的氨水混合蒸汽进行换热。精馏过程中，氨水混合蒸汽的水分在精馏器溶液通道外表面冷凝析出，精馏后的高纯度氨气通过冷凝器散热冷凝成液氨，液氨进入蒸发器进行蒸发制冷，实现装置的制冷过程。显然，精馏器的工作性能，对提高整个装置的制冷效率，是一个重要关键。
但是，由于通常采用的精馏器是盘管式，低温度的高浓度溶液走管程，精馏后冷凝出的水分沉积在壳程的底部，并通过底部的管道经过提馏器返回余热发生器。而在船上的摇晃环境下，冷凝水并不能充分向下流入壳程底部的管道，从而影响氨水的循环过程。此外由于使用的是船上尾气的余热，时断时续，制冷装置及其循环系统的工作存在间断性，即氨水溶液的循环也存在间断性，这样，单靠自身循环溶液来作为精馏器的冷却介质，会存在精馏不完全的现象。因此，必须针对制冷装置在渔船上应用的特点，设计出性能更佳的精馏器。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供出一种能适应摇晃环境及充分精馏的、特别适用于渔船的利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置。
本发明所采取的技术解决方案是这样的：一种利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，包括安装在所述氨水吸收式制冷装置内的精馏器、回热器、溶液泵、冷凝器、吸收器、发生-吸收热交换器、提馏器，所述精馏器为一种两级精馏器，其初级精馏器与次级精馏器串联连接且均为管壳式结构，被精馏的气体走管程，冷却介质走壳程，初级精馏器的管程出口与次级精馏器的管程入口直接连通；初级精馏器的管程入口与提馏器、回热器组合体的顶部连接，次级精馏器的管程出口与冷凝器的输入端连接；初级精馏器的壳程入口通过溶液泵与吸收器的输出端连接，初级精馏器的壳程出口与发生-吸收热交换器的壳程输入端连接，次级精馏器的壳程设有海水的入口和出口。
所述初级精馏器和次级精馏器的管程的列管簇中，管内壁上设有三维肋片，管中心没有肋片的空间填有可阻挡气流的堵塞物，在其壳程中还装有折流板。所述初级精馏器和次级精馏器，其管程的列管簇采用竖直安装结构。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
(1)精馏器的两级精馏均采用管壳式结构，被精馏的气体走管程，精馏后冷凝出的水分在重力作用下沿管壁充分地向下流回提馏器，从而，不会受船上摇晃环境的影响。
(2)被精馏的气体经过两级精馏器，精馏过程更为充分，而且即使作为初级精馏器的冷却介质的低温度氨水溶液因系统工作的间断性出现间歇时，氨蒸汽仍能在次级精馏器被海水冷却而继续被精馏，大大减小了精馏不完全的现象。
(3)两级精馏器的管程中的列管簇，管的内壁设有三维肋片和中心装填堵塞物以及在精馏器壳程中装有折流板的设计，使被精馏的气体与管外的冷却介质充分换热，能取得更好的精馏效果。
本发明主要用于渔船上利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置中，除此之外，它还适用于类似船上摇晃工作环境的利用发动机尾气余热的制冷装置中。
附图说明
图1是本发明一个实施例的利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置的结构示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
一种利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，如图1所示，包括余热发生器1、提馏器2、回热器3、初级精馏器4、次级精馏器5、发生-吸收热交换器6、吸收器7、溶液泵8、冷凝器9、回冷器10、溶液节流阀11、一次节流阀12、二次节流阀13、蒸发器14，送冷终端15(外接于循环系统)，经配合连接分别构成氨水溶液的循环回路及氨的循环回路。
初级精馏器4与次级精馏器5串联成一体且均为管壳式结构，初级精馏器4的管程出口与次级精馏器5的管程入口直接连通。
初级精馏器4的管程入口与提馏器2、回热器3组合体的顶部连接，次级精馏器5的管程出口与冷凝器9的输入端连接。初级精馏器4的壳程入口通过溶液泵8与吸收器7的输出端连接，初级精馏器4的壳程出口与发生-吸收热交换器6的壳程输入端连接，次级精馏器5的壳程设有海水的入口5-1和出口5-2，可分别连接水管通入海水作为次级精馏器5的冷却介质。
初级精馏器4和次级精馏器5内的列管簇中，其管内壁上加工有三维肋片，管中心没有肋片的空间填有实心铁棒以堵塞管中心的气流，使被精馏的气体靠近管壁并从肋片的间隙中通过；而在其壳程中，则装有折流板，使冷却介质在折流板的作用下自上而下流动，从而使精馏器起到很好的精馏效果。
本制冷系统工作时，被余热发生器1加热的较低纯度的氨蒸汽，经提馏器2提纯后进入初级精馏器4的管程，在初级精馏器4壳程中来自吸收器7的氨水溶液的作用下进行精馏。从初级精馏器4的管程出来的较高纯度的氨蒸汽继续进入次级精馏器5的管程，在次级精馏器5壳程中的海水作用下进一步进行精馏。经过两级精馏后的高纯度氨气通过冷凝器9散热冷凝成液氨，液氨进入蒸发器14进行蒸发制冷，实现本装置的制冷过程。与此同时，氨水混合蒸汽的水份在两级精馏器管程内壁冷凝析出，由于精馏器的列管簇是竖直装置的，精馏后冷凝出的水分在重力作用下沿管壁向下流回提馏器2，再回到余热发生器1中进行循环。

Claims (3)

1、一种利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，包括安装在所述氨水吸收式制冷装置内的精馏器、回热器、溶液泵、冷凝器、吸收器、发生-吸收热交换器、提馏器，其特征在于：所述精馏器为一种两级精馏器，其初级精馏器与次级精馏器串联连接且均为管壳式结构，被精馏的气体走管程，冷却介质走壳程，初级精馏器的管程出口与次级精馏器的管程入口直接连通；初级精馏器的管程入口与提馏器、回热器组合体的顶部连接，次级精馏器的管程出口与冷凝器的输入端连接；初级精馏器的壳程入口通过溶液泵与吸收器的输出端连接，初级精馏器的壳程出口与发生-吸收热交换器的壳程输入端连接，次级精馏器的壳程设有海水的入口和出口。
2、根据权利要求1所述的利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，其特征在于：所述初级精馏器和次级精馏器的管程的列管簇中，管内壁上设有三维肋片，管中心没有肋片的空间填有可阻挡气流的堵塞物，在其壳程中还装有折流板。
3、根据权利要求2所述的利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，其特征在于：所述初级精馏器和次级精馏器，其管程的列管簇采用竖直安装结构。
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