CS223182B1

CS223182B1 - Absorbtion thermal pump

Info

Publication number: CS223182B1
Application number: CS60482A
Authority: CS
Inventors: Arnost Stepanek; Jarmila Hubena; Josef Vejvoda; Emil Novak
Original assignee: Arnost Stepanek; Jarmila Hubena; Josef Vejvoda; Emil Novak
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-09-15

Description

Vynález se týká absorpčního tepelného; čerpadla čpavkového typu, vybaveného tlakovou destilační kolonou pro získávání amoniaku, kondenzátorem amoniaku, výparníkem kapalného amonlnaku, absorbérem čpavkových par a příslušnými tepelnými výměníky a řeší zvýšení tepelného výkonu tohoto čerpadla.The invention relates to absorbent thermal; an ammonia-type pump equipped with a pressure distillation column for ammonia recovery, an ammonia condenser, a liquid ammonia evaporator, an ammonia vapor absorber and associated heat exchangers and solves an increase in the heat output of the pump.

Podle vynálezu lze tepelný výkon tohoto absorpčního tepelného čerpadla při minimálních investičních nákladech a s minimálními náklady na energii zvýšit asi o 3Θ proč. (pro kompresi na 4,6 MPa) tím, že za tlakovou destilační kolonu se zařadí kompresor, který z tlaku 1—1,4 MPa stlačí čpavkové páry na tlak vyšší než 2 MPa.According to the invention, the heat output of this absorption heat pump can be increased by about 3Θ why at minimum investment costs and minimum energy costs. (for compression to 4.6 MPa) by placing downstream from the pressure distillation column a compressor which, from a pressure of 1-1.4 MPa, compresses the ammonia vapor to a pressure greater than 2 MPa.

Vynález se týká absorpčního tepelného čerpadla čpavkového typu, vybaveného tlakovou destilační kolonou pro získání amoniaku, kondenzátorem amoniaku, výparníkem kapalného amoniaku, absorbérem čpavkových par a příslušnými tepelnými výměníky a řeší zvýšení tepelného výkonu tohoto čerpadla.The present invention relates to an ammonia-type absorption heat pump equipped with a pressure distillation column to obtain ammonia, an ammonia condenser, a liquid ammonia evaporator, an ammonia vapor absorber and associated heat exchangers, and to improve the heat output of the pump.

Doposud známé tepelné čerpadlo čpavkového typu získává kapalný amoniak na tlakové destilaění koloně pracující při tlaku až 1,4 MPa, za níž je zařazen kondenzátor, v kterém se čpavkové páry kondenzují za vzniku kapalného amoniaku.The hitherto known ammonia type heat pump obtains liquid ammonia for pressure distillation in a column operating at a pressure of up to 1.4 MPa, downstream of which is a condenser in which the ammonia vapor is condensed to form liquid ammonia.

Podstatou absorpčního tepelného čerpadla podle vynálezu je, že za deflegmátor je zařazen kompresor.The essence of the absorption heat pump according to the invention is that a compressor is placed downstream of the deflector.

Tím, že za tlakovou destilaění komoru se zařadí kompresor, který z tlaku 1 až 1,4 MPa stlačí čpavkové páry na tlak vyšší nežBy the pressure distillation of the chamber, a compressor is inserted which compresses the ammonia vapor to a pressure higher than 1 MPa to 1.4 MPa.

MPa se zvýší tepelný výkon absorpčního tepelného čerpadla podle vynálezu při minimálních nákladech a s minimálními nároky na energii asi o 36 %.The MPa increases the heat output of the absorption heat pump according to the invention at minimum cost and with minimum energy demand by about 36%.

Příklad provedení absorpčního tepelného čerpadla podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu.An exemplary embodiment of an absorption heat pump according to the invention is shown in the attached drawing.

Tepelné čerpadlo je vybaveno výparníkemThe heat pump is equipped with an evaporator

-kapa-lné-ho- amoniaku,—výměníkem—3-.na- ·— předehřátí čpavkových par, absorbérem 4, výměníkem 5 na předehřátí nástřiku destilační kolony, destilaění kolonou 6, chladičem 7 chudé čpavkové vody, tlakovým čerpadlem 8, deflegmátorem 9, kompresorem 10, kondenzátorem 11, redukčním ventilem pro kapalný amoniak a redukčním ventilem 13 chudé čpavkové vody. Jako 1 je označen zdroj odpadního tepla.ammonia liquid exchanger, preheater of ammonia vapor, absorber 4, exchanger 5 to preheat the distillation column feed, distillation column 6, lean ammonia water cooler 7, pressure pump 8, deflector 9 , a compressor 10, a condenser 11, a liquid ammonia reduction valve and a lean ammonia water reduction valve 13. The waste heat source is indicated as 1.

Tepelné čerpadlo pracuje tak, že odpadním teplem ze zdroje 1 odpadního tepla se odpaří kapalný čpavek ve výparníku 2 kapalného amoniaku, který má teplotu 15 °C. Vzniklé páry čpavku se vedou do výměníku na .předehřátí čpavkových par, kde se předehřejí na 45 °C a pak se vedou do absorbéru 4, kde se pohltí ve vyvařené čpavkové vodě (chudá čpavková voda), čímž vznikne bohatá čpavková voda. Při tomto rozpouštění čpavku ve vodě v absorbéru 4 se vyvine značné množství tepla, které se částečně odebere z absorbéru 4 a částečně se ponechá roztoku (bohatá čpavková voda) s teplotou 84 °C, který se čerpá tlakovým čerpadlem 8 přes výměník 5 na předehřátí nástřiku destilační kolony 6, kde se předehřeje na 115 °C, na hlavu destilační kolony 6, která sestává z ochuzováních pater a je provozována za tlaku 1,373 MPa. Chudá čpavková voda s teplotou 180 °C se získává z paty destilační kolony 6, dále se vede přes výměník 5 na předehřátí nástřiku destilační kolony 6, kde předehřeje nástřik do destilační kolony 6 a potom se vede s teplotou 88 °C přes chladič 7 chudé čpavkové vody, kde se ochladí na 45 °C a přes redukční ventil 13 chudé čpavkové vody vstupuje do absorbéru· 4. Páry destilátu z destilační kolony B se vedou do deflegmátoru 9, kde nastává parciální kondenzace čpavkových par, čímž dosáhneme, že z deflegmátoru 9 odchází páry o koncentraci 0,97— —0,98 kg NH₃. kg^-1 roztoku s teplotou 80 stupňů Celsia.The heat pump operates in such a way that the waste heat from the waste heat source 1 evaporates the liquid ammonia in the liquid ammonia evaporator 2 having a temperature of 15 ° C. The resulting ammonia vapors are passed to an ammonia vapor preheater where they are preheated to 45 ° C and then passed to an absorber 4 where they are absorbed in boiled ammonia water (lean ammonia water) to produce a rich ammonia water. This dissolution of ammonia in the water in the absorber 4 generates a considerable amount of heat, which is partially removed from the absorber 4 and partly left to a solution (rich ammonia water) at 84 ° C, which is pumped by pressure pump 8 through exchanger 5 to preheat the feed. a distillation column 6, where it is preheated to 115 ° C, to the top of the distillation column 6, which consists of depleting trays and is operated at a pressure of 1,373 MPa. The poor 180 ° C ammonia water is recovered from the bottom of the distillation column 6, passed through a heat exchanger 5 to preheat the feed of the distillation column 6, preheating the feed to the distillation column 6 and then passed at 88 ° C through a lean ammonia cooler. The distillate vapors from distillation column B are fed to a deflegmator 9 where partial condensation of ammonia vapors occurs, thereby leaving the deflegmator 9 to leave. vapor with a concentration of 0.97 - 0.98 kg NH ₃ . kg ^{-1 of a} solution with a temperature of 80 degrees Celsius.

Tyto páry se vedou do kompresoru 10, • kde se adiabaticky komprimují na 4,6 MPa. Tím stoupne entalpie těchto par a kondenzační teplota se zvýší až na 85 °C. V kon'denzátoru 11 předají tyto páry výparné teplo, čímž zkapalní á zároveň se ještě ochladí z 85 °C na 57 °C a dále postupuje do výměníku 3, na předehřátí čpavkových par, kde se sníží teplota kapaliny na 50 °C. Takto ochlazená kapalina se nastřikuje přes redukční ventil. 12 pro kapalný amoniak do výparníku 2, kde prudkým odpařováním odebírá teplo zdroji odpadního tepla x, čímž je. okruh tepelného čerpadla uzavřen.These vapors are fed to a compressor 10 where they are adiabatically compressed to 4.6 MPa. This increases the enthalpy of these vapors and the condensation temperature increases up to 85 ° C. In the condenser 11, these vapors transfer the evaporative heat, thereby liquefying and at the same time cooling from 85 ° C to 57 ° C and then proceeding to the exchanger 3 to preheat the ammonia vapor where the liquid temperature is reduced to 50 ° C. The liquid thus cooled is injected through a pressure reducer. 12 for liquid ammonia to the evaporator 2, where it vaporizes heat from the source of waste heat x by rapid evaporation, thereby being. the heat pump circuit is closed.

•Uvedené absorpční tepelné čerpadlo je možno použít pro větší tepelné výkony pro výrobní technologie, kde je nutné přeměnit nízkotepelné odpadní teplo na využitelný nízkotepelný zdroj.The above-mentioned absorption heat pump can be used for higher heat outputs for production technologies where it is necessary to convert low-temperature waste heat into a usable low-temperature source.

Claims

Subject

Ammonia-type absorption heat pump equipped with a pressure distillation column with an ammonia deflector for ammonia recovery, an ammonia condenser, a liquid ammonia evaporator, an ammonia vapor absorber and associated heat exchangers, characterized by a compressor (10) downstream of the deflegmator (9). from a pressure of 1 to 1.4 MPa to a pressure of more than 2 MPa.

1 sheet of drawings