化工企業(yè)是耗能大戶，同時(shí)也是廢熱排放大戶。如何對化工企業(yè)的工藝系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，減少能源消耗，同時(shí)減少廢熱資源排放，多年來一直是企業(yè)關(guān)注的問題，關(guān)系到企業(yè)的盈利水平。工業(yè)企業(yè)工藝系統(tǒng)中采用希望深藍(lán)溴化鋰吸收式機(jī)組節(jié)能技術(shù)，不僅能夠創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，大大降低能耗，節(jié)省工藝系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)又減少排放、降低污染，帶來良好的社會(huì)效益，為節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出突出貢獻(xiàn)。項(xiàng)目示例如下：
一、項(xiàng)目概況
該項(xiàng)目為某聯(lián)堿廠壓縮機(jī)1至2段余熱利用項(xiàng)目。壓縮機(jī)1-2級出口煤氣溫度高達(dá)150℃以上，原工藝采用冷卻水進(jìn)行冷卻降溫，此部分熱量被排放至大氣中，形成了巨大的浪費(fèi)。如果回收此部分熱量，將此部分熱量用于熱水型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組制冷，產(chǎn)生冷凍水用于冷卻壓縮機(jī)1-2級入口煤氣溫度，入口煤氣溫度降低，將大大減少壓縮機(jī)電功耗，還可以有效提高壓縮機(jī)輸送量，實(shí)現(xiàn)余熱回收零排放。
二、熱量計(jì)算。
1.原半水煤氣工藝流程
原半水煤氣有2條輸送總管，每條輸送管道設(shè)計(jì)流量為80000Nm3/h，通過9套壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行將半水煤氣送往變換工段。由脫硫來的半水煤氣，在一定溫度壓力（設(shè)計(jì)0.028MPa（G），37℃）下，通過壓縮機(jī)一級進(jìn)口分離器和緩沖器進(jìn)入一段缸內(nèi)壓縮，壓縮后的氣體壓力為0.23MPa（G），溫度150℃。經(jīng)一段壓縮出口緩沖器，冷卻器、分離器后進(jìn)入二段缸內(nèi)壓縮，壓縮后氣體壓力為0.7MPa（G），溫度150℃后經(jīng)二段壓縮出口緩沖器、冷卻器、分離器后送往變換工段。
2.半水煤氣成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比）。
CO:30%；CO2：9.5%；H2：40%；N2：18%；O2：0.4%；CH4：2.1%，
3.計(jì)算過程。
3.1 半水煤氣輸送總管可釋放熱量。
根據(jù)甲方要求，2條輸送總管上各設(shè)置1臺(tái)殼管式換熱器，半水煤氣從進(jìn)口壓力為0.028MPa(G)、37℃降至20℃，每條總管的流量為80000Nm3/h。
該部分半水煤氣中含有在該溫度和壓力下的飽和水蒸汽。該冷卻過程的定性溫度為（37+20）/2=28.5℃，通過《AP1700物性查詢軟件》可查得，該組分的混合氣體的摩爾質(zhì)量為18.9g/mol，在28.5℃，0.028MPa(G)工況下的比熱容為7.16Kcal/Kmol.℃（=1.5867Kj/Kg.℃）。
則干煤氣從37℃降至20℃可釋放的熱量為：
Q1=80000Nm3/h÷22.4*7.16Kcal/Kmol.℃*（37℃-20℃）=434714 Kcal/h。
在37℃時(shí)飽和水蒸汽壓：6.282kPa，
含水蒸汽量：80000*6.282/（0.128*1000-6.282）=4129Nm3/h=3318kg/h
在20℃時(shí)飽和水蒸汽壓：2.339kPa，
含水蒸汽量：80000*2.339/（0.128*1000-2.339）=1489Nm3/h=1196kg/h
則產(chǎn)生冷凝水量：3318kg/h-1196kg/h=2122kg/h
37℃水蒸氣的焓值：2568.2kj/kg
20℃水蒸氣的焓值：2537.5kj/kg
則水蒸氣放出熱量：Q2=（2568.2-2537.5）/4.1868*3318=24329kcal/h
20℃冷凝水的焓值：83.9kj/kg
則冷凝水放出熱量：Q3=(2537.5-83.9)/4.1868*2122=1243561kcal/h.
故1條半水煤氣輸送總管上從37℃降至20℃需釋放的熱量為：
Q=Q1+Q2+Q3=434714+24329+1243561=170×104Kcal/h
3.2 一段壓縮出口可釋放熱量。
半水煤氣從0.23MPa(G)、150℃通過換熱器降至85℃。定性溫度為（150+85）/2=117.5，通過《AP1700物性查詢軟件》可查得，該組分的混合氣體的摩爾質(zhì)量為18.9g/mol，在117.5℃，0.23MPa(G)工況下的比熱容為7.31Kcal/Kmol.℃（=1.6213Kj/Kg.℃）。每臺(tái)壓縮機(jī)的進(jìn)氣量為17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h，共9臺(tái)壓縮機(jī)。
則干煤氣通過9臺(tái)壓縮機(jī)一段出口換熱器，從150℃降至85℃可釋放的熱量為：
Q=9*793.7Kmol/h*7.31Kcal/Kmol.℃*（150℃-85℃）=339×104Kcal/h。
3.3二段壓縮入口原冷卻器可釋放熱量。
半水煤氣從0.23MPa(G)，85℃通過原冷卻器降至40℃。定性溫度為（40+85）/2=62.5，通過《AP1700物性查詢軟件》可查得，該組分的混合氣體的摩爾質(zhì)量為18.9g/mol，在62.5℃、0.23MPa(G)工況下的比熱容為7.24Kcal/Kmol.℃（=1.6028Kj/Kg.℃）。每臺(tái)壓縮機(jī)的進(jìn)氣量為17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h。
則干煤氣通過1臺(tái)原冷卻器從85℃降至40℃可釋放的熱量為：
Q=793.7Kmol/h*7.24Kcal/Kmol.℃*（85℃-40℃）=25.9×104Kcal/h 。
3.4二段壓縮出口可釋放熱量。
半水煤氣從0.7MPa(G)、150℃通過換熱器降至85℃。定性溫度為（150+85）/2=117.5，通過《AP1700物性查詢軟件》可查得，該組分的混合氣體的摩爾質(zhì)量為18.9g/mol，在117.5℃，0.7MPa(G)工況下的比熱容為7.34Kcal/Kmol.℃（=1.6259Kj/Kg.℃）。每臺(tái)壓縮機(jī)的進(jìn)氣量為17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h，共9臺(tái)壓縮機(jī)。
則干煤氣通過9臺(tái)壓縮機(jī)二段出口換熱器，從150℃降至85℃可釋放的熱量為： Q=9*793.7Kmol/h*7.34Kcal/Kmol.℃*（150℃-85℃）=341×104Kcal/h 。
綜上所計(jì)算可知：
9臺(tái)壓縮機(jī)一段壓縮出口換熱器可用總熱量為339×104Kcal/h ；
9臺(tái)壓縮機(jī)二段壓縮出口換熱器可用總熱量為341×104Kcal/h；
2臺(tái)煤氣輸送總管換熱器可釋放總熱量為340×104Kcal/h；
單臺(tái)壓縮機(jī)二段壓縮入口原冷卻器可釋放熱量為25.9×104Kcal/h。
故系統(tǒng)可以回收的1-2段壓縮機(jī)出口總熱量為680x104kcal/h,設(shè)定殼管式換熱器的換熱效率為≥90%，熱水型溴化鋰制冷機(jī)組COP≥0.8，則熱水型溴化鋰機(jī)組可產(chǎn)生的總制冷量為≥490x104kcal/h。半水煤氣總管處需總冷量為378x104kcal/h,則剩余冷量為112x104kcal/h，可為4臺(tái)壓縮機(jī)二段壓縮入口原冷卻器提供。
三、節(jié)能效益估算
1）壓縮機(jī)節(jié)電效益：噸合成氨電耗下降24kwh，按運(yùn)行5000小時(shí)/年，綜合節(jié)電效益為：
24*40.5*5000*0.61/10000=296.5萬元
2）增產(chǎn)效益：增加合成氨產(chǎn)量按45噸/天，每噸按200元效益計(jì)算，年創(chuàng)效益
45*200/24*5000/10000=187.5萬元
3）產(chǎn)量提升，其他電耗下降效益：
經(jīng)計(jì)算，其他噸合成氨電耗下降15kwh，年創(chuàng)效益為
40.5*15*5000*0.61/10000=185萬元
綜上所述，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益約為669萬元。
四、背景加料
希望深藍(lán)空調(diào)制造有限公司坐落于四川省成都市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)西區(qū)，占地170余畝，有7000余平方米的暖通空調(diào)科研機(jī)構(gòu)，有30000余平方米的現(xiàn)代化生產(chǎn)廠房，是中國西部重要的制冷及空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)基地。公司擁有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢，已獲得了近百項(xiàng)專利、專有技術(shù)。研發(fā)生產(chǎn)各種型號的溴化鋰吸收式冷、熱水機(jī)組；各型真空中央熱水機(jī)組和常壓熱水鍋爐；冷、熱、電三聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)。在焦化、化工、紡織、制藥、食品、冶金、電廠等工業(yè)領(lǐng)域成為業(yè)界公認(rèn)的“余熱利用專家”，被評為“世界環(huán)保與新能源產(chǎn)業(yè)中國余熱回收領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)”。
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