專利名稱：新法真空、制冷、發(fā)電技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是在水噴射器的工作液體(水)中，加一種能造成極低蒸汽壓的溶劑(如乙醇胺)，這種新工作液體的噴射器，可獲得極高真空度，應(yīng)用于真空、制冷和發(fā)電技術(shù)，可得到顯著的節(jié)能效果。
一、新法真空技術(shù)目前制糖、燒堿等工廠所應(yīng)用的水噴射器所獲得的真空度并不太高。噴射器工作過(guò)程中需加足水量，以保證排容量，其真空度的高低決定于噴射器排出的水溫。排出水溫為40℃時(shí)，所能獲得的真空度約660毫米汞柱。(見(jiàn)廣東輕工設(shè)計(jì)研究所編的“水噴射冷凝器和抽氣器”第10頁(yè)表2。)，被抽氣源的溫度比噴射器出口水溫高10～14℃，(見(jiàn)同書(shū)第10頁(yè)表2)、也就是說(shuō)，被抽氣源的壓力(絕壓)大于噴射器出口溫度下的飽和水蒸汽分壓，兩者之差即壓差。正是由于這種壓差(即推動(dòng)力)，使被抽氣源的氣體(水蒸汽)被源源不斷的通到噴射器而溶解于水中。在水噴射器工作液中加入一種溶劑后，可大大降低飽和水蒸汽壓力。這種溶劑目前所發(fā)現(xiàn)的有乙醇胺，最好是二乙醇胺和三乙醇胺。見(jiàn)“氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)理化數(shù)據(jù)”第192頁(yè)表2-24。現(xiàn)以二乙醇胺水溶液為例進(jìn)行說(shuō)明。從表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)用25%二乙醇胺溶液作噴射器工作液體時(shí)，噴射器出口溫度控制50℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的蒸汽壓接近0.01毫米汞柱(即真空度約為759.88毫米汞柱，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760毫米汞柱)，而水蒸汽分壓為0.01毫米汞柱時(shí)，對(duì)應(yīng)的水蒸汽飽和溫度為-60℃(見(jiàn)〔蘇〕с·д·BFCKoB著作的“化工計(jì)算”第210頁(yè)表4)。采用25%二乙醇胺水溶液(或三乙醇胺)作噴射器的工作液體時(shí)，排出溫度40℃～50℃，可使真空度達(dá)759.88毫米汞柱左右，并且將得到較好的節(jié)能效果。這種乙醇胺溶液噴射器與水噴射器作用原理有相同，也有不同。相同的是被抽氣體的壓力(絕壓)大于噴射器出口溫度下飽和水蒸汽壓，也就是都靠壓差作為推動(dòng)力;不同的是水噴射器操作被抽氣體溫度大于噴射器出口溫度。而乙醇胺溶液噴射器操作中被抽氣體溫度大大低于噴射器出口溫度。這種作用原理是符合熱力學(xué)第二定律的。熱力學(xué)第二定律第二種說(shuō)法熱不能自動(dòng)地從低溫流向高溫(見(jiàn)1961年人民教育出版社出版的“物理化學(xué)”上冊(cè)第209頁(yè))由于噴射器作了功(有壓差作用)低溫的水蒸汽就可向高溫方向流動(dòng)而溶解在乙醇胺水溶液中。也就是說(shuō)，由于作了功，低溫的水蒸汽把熱量傳給高溫的乙醇胺水溶液(這與小氮肥廠高位吸氨作用原理一樣由于噴射泵作了功，可使低溫的氣氨把熱量傳給高溫的氨水。)二、新法制冷技術(shù)本發(fā)明的制冷方法是蒸汽噴射制冷的改進(jìn)。蒸汽噴射制冷需耗大量的水蒸汽。能耗高，而本法采用乙醇胺溶液噴射器，既獲得較高的真空度，又可降低蒸汽量的消耗。本法制冷適用常溫制冷至-40℃左右的制冷系統(tǒng)。制冷劑和載冷劑都采用不易凍結(jié)的溶液(如30%左右的氯化鈣溶液)制冷流程示意圖見(jiàn)(圖一)，從冷用戶(3)來(lái)的氯化鈣溶液送到氯化鈣溶液蒸發(fā)器(1)中，被乙醇胺溶液噴射器(4)抽吸，部分水蒸汽蒸發(fā)吸熱，吸收氯化鈣溶液本身的熱量而降溫，降溫后的氯化鈣溶液用泵(2)送到冷用戶(3)在冷用戶吸熱升溫后的氯化鈣溶液又回到氯化鈣溶液蒸發(fā)器(1)，如此構(gòu)成一個(gè)循環(huán)的過(guò)程。乙醇胺溶液噴射器(4)在抽吸過(guò)程中，溶解部分水蒸汽，使溫度升高和濃度降低，需要降溫和提濃。從噴射器(4)出來(lái)的乙醇胺溶液，大部分用泵(10)送去冷卻塔(5)降溫，少部分用泵(9)送去經(jīng)予熱器(7)予熱后送至乙醇胺溶液蒸發(fā)器(6)提濃。由于乙醇胺溶液沸點(diǎn)升高不大，故可采用多效(7～8效)蒸發(fā)(本圖只畫(huà)3效)，能耗并不大。蒸發(fā)熱源可用電加熱器(＜200℃)，也可用10～11公斤/cm2的蒸汽加熱。提濃后的少部分乙醇胺溶液與冷卻塔(5)出來(lái)的大部分乙醇胺溶液匯合，重新利用，用泵(11)打至噴射器(4)，如此又構(gòu)成循環(huán)(圖一)中還有(8)普通還水噴射器，(12)為水泵。據(jù)初步計(jì)算，本法制冷與氨壓縮制冷比較，空調(diào)制冷本法節(jié)電30%左右;-15～-40℃工業(yè)制冷，本法節(jié)電70～80%多。同樣也將運(yùn)用家庭電冰箱的制冷(冰箱的另部件需試制)。
三、新法發(fā)電技術(shù)由于應(yīng)用了能造成高真空的乙醇胺溶液噴射器，可達(dá)到利用極低低溫水蒸汽發(fā)電的目的。第一種是利用工廠排出的60℃左右的廢蒸汽發(fā)電，冷凝溫度相當(dāng)-50℃，理想焓降約為883Kj/Kg，每噸蒸汽發(fā)電約150KWH。(自身耗電占發(fā)電量的30%多)流程示意圖見(jiàn)(圖二)。(圖二)中(1)為汽輪機(jī)，(2)為乙醇胺溶液噴射器，(3)為冷卻塔，(4)為代表7～8效蒸發(fā)器，(5)予熱器，(采用最高溫度的蒸汽冷凝液予熱)(6)普通水噴射器，(7)(8)(9)為乙醇胺溶液泵，(10)為水泵。低溫(60℃左右)蒸汽來(lái)自工廠排出的廢氣被送到汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，離開(kāi)汽輪機(jī)的低溫蒸汽(約-50℃)被乙醇胺溶液噴射器抽吸并溶解于乙醇胺溶液中，其他的過(guò)程與(圖一)一樣。
第二種是采用30℃左右(常溫水)，抽出25℃的低溫水蒸汽用來(lái)發(fā)電。冷凝溫度也相當(dāng)-50℃理想焓降為657kj/kg，每噸蒸汽發(fā)電110KWH，(自身耗電占發(fā)電量的40～50%)，流程示意圖見(jiàn)(圖三)，(圖三)中(1)為約25℃水蒸汽蒸發(fā)器，(2)為水泵，(3)為汽輪機(jī)，(4)為乙醇胺溶液噴射器，(5)為冷卻塔，(6)為代表7～8效蒸發(fā)器，(7)予熱器，(8)普通水噴射器，(9)(10)(11)為乙醇胺溶液泵，(12)為水泵。流程圖中，(1)25℃左右的水蒸汽蒸發(fā)器蒸發(fā)出低溫蒸汽送到汽輪機(jī)(3)，發(fā)電后的低溫(-50℃左右)被乙醇胺溶液噴射器抽吸，其他過(guò)程與(圖一)，(圖二)一樣。
(注1、以上計(jì)算，汽輪機(jī)內(nèi)效率按65%，機(jī)械效率按98%，發(fā)電機(jī)效率按96%。2、以上制冷的節(jié)電中已扣除提濃乙醇胺耗熱節(jié)成電，發(fā)電自耗電也已包括提濃乙醇胺耗電節(jié)成電。1度電等價(jià)2828千卡。)本發(fā)明主要參考書(shū)1、蒸汽噴射制冷設(shè)計(jì)手冊(cè)燃料化學(xué)工業(yè)部化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院第十設(shè)計(jì)院 編中國(guó)建筑工業(yè)出版社(1972年版)2、水噴射冷凝器和抽氣器廣東輕工機(jī)械設(shè)計(jì)研究院編輕工業(yè)出版社(1975年版)3、蒸汽輪機(jī)蔡頤年主編西安交通大學(xué)出版社(1988年版)4、氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)理化數(shù)據(jù)石油化學(xué)工業(yè)出版社(1977年版)
權(quán)利要求
1.一種獲得高真空度、制冷、發(fā)電技術(shù)，其特征是水噴射器的工質(zhì)水改用乙醇胺(最好為二乙醇胺或三乙醇胺)溶液，利用乙醇胺溶液在常態(tài)下平衡蒸汽壓很低而獲得高真空度、制冷、發(fā)電，所述的是1)、以用25%二乙醇胺溶液作噴射器的工作液體為例，其工質(zhì)蒸汽壓低，噴射器出口溫度控制約50℃，對(duì)應(yīng)的平衡蒸汽絕壓為0.01毫米汞柱(即真空度為759.99毫米汞柱)，能獲得的真空度約為759.96毫米汞柱(對(duì)應(yīng)的蒸汽絕壓為0.04毫米汞柱)；2)、制冷是在蒸汽噴射制冷的基礎(chǔ)上，把蒸汽噴射抽真空改為乙醇胺溶液噴射器抽真空，使不易凍結(jié)的氯化鈣溶液(濃度約30%)在低溫下蒸發(fā)，吸收氯化鈣溶液本身的熱量而降溫，達(dá)到常溫制冷(空調(diào))至-15℃～-40℃制冷的目的；3)、發(fā)電是利用工廠排出的廢蒸汽(60℃左右的低溫蒸汽)和30℃左右的常溫水產(chǎn)生20℃左右的低溫蒸汽(或工廠排出的熱水產(chǎn)生相應(yīng)溫度的低溫蒸汽)帶動(dòng)汽輪機(jī)使發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)汽輪機(jī)后的低溫蒸汽(約-50℃)被乙醇胺溶液噴射器抽吸而溶解在乙醇胺溶液中，每噸60℃的低溫蒸汽約發(fā)電150KWH和每噸20℃低溫蒸汽約發(fā)電110KWH。
2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的高真空、制冷、發(fā)電技術(shù)，其特征是噴射器所用的工質(zhì)是乙醇胺(最好是二乙醇胺或三乙醇胺)溶液，這種乙醇胺溶液噴射器不適用于存在較多不凝性氣體(空氣)的情況。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新法獲得高真空、制冷、發(fā)電技術(shù)，其特征在于將水噴射器的工質(zhì)水改為乙醇胺溶液，利用乙醇胺溶液在常態(tài)下平衡蒸汽壓非常低的特性，獲得高真空、制冷和發(fā)電。噴射器工作的氣液系統(tǒng)不能存在較多的不凝氣體(空氣)量。本發(fā)明所獲得的高真空度約為759.96毫米汞柱，適用常溫制冷(空調(diào))至-15℃～-40℃的制冷系統(tǒng)，比氨壓縮制冷節(jié)電約30～75％·60℃左右的廢蒸汽每噸發(fā)電約150KWh，常溫水產(chǎn)生低溫蒸汽每噸發(fā)電約110KWh。本發(fā)明所采用的工質(zhì)為循環(huán)利用。本發(fā)明節(jié)能、節(jié)電，化廢為寶，減少環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)F04F5/36GK1058254SQ90103489
公開(kāi)日1992年1月29日 申請(qǐng)日期1990年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月7日
發(fā)明者鄧祖南 申請(qǐng)人:鄧祖南