新型高温吸收式热泵回收湿热废气余热的实现及优化
本文关键词：新型高温吸收式热泵回收湿热废气余热的实现及优化
【摘要】：湿热废气是工业生产中常见的终端废热,广泛存在于石化、造纸、染整等行业。实现高效回收湿热废气余热可大幅减少生产过程热量排放损失,提高能量利用效率。常规冷凝换热法回收废气中潜热需将其冷却至露点以下,造成能量贬值,回用能量品位无法满足生产需要。传统闭式吸收热泵回收废热提温幅度有限、系统性能系数较低。在此研究背景下,本文提出一种新型高温吸收式热泵,高效回收湿热废气潜热,并输出高温蒸汽回用生产。为此,开展了以下工作:(1)以将烘干湿热排气转化为工艺蒸汽为目的,将喷射器与两级的开式吸收式热泵相结合,提出了一种新型高温吸收式热泵,在热力学分析的基础上,利用EES(Engineering Equation Solver)软件对该新型热泵系统建立了数学模型,并对其性能进行了模拟分析。理论上研究了吸收器进口溶液浓度、液气比、喷射系数等对系统COP的影响。(2)通过流程改进、材质优选等手段,将提出的新型热泵系统用于宁波市某化纤厂后纺定型机的排风余热回收项目。首先对系统进行热力、传热等计算,参与完成主要设备的结构设计与安装,并且协助课题组制作了应用于化纤厂的实验样机,最后针对溴化锂溶液存在的诸多问题,通过吸收工质的优化选择加以解决。(3)采用色谱法测定了多种新型工质(CHO_2K/H_2O、C_2H_3O_2K/H_2O、Li Br/H2O与三甘醇溶液混合工质等)蒸汽压的数据,并进行了数据关联,以期为工质对的优选和开式吸收热泵工程推广提供参考数据。
【关键词】：湿热废气 开式吸收式热泵 喷射器 数学模拟
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X706;TU83
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 1 绪论10-24
- 1.1 研究背景及意义10-12
- 1.1.1 中国能源现状10
- 1.1.2 湿热废气余热的存在形式及特点10-11
- 1.1.3 目前余热回收利用技术11-12
- 1.2 吸收式热泵技术发展现状12-20
- 1.2.1 吸收式热泵综述12-14
- 1.2.2 开式吸收式热泵在废气余热回收中的应用14-18
- 1.2.3 吸收机理及强化传热传质的研究18-19
- 1.2.4 新型工质对的研究进展19-20
- 1.2.5 吸收循环系统的研究进展20
- 1.3 喷射-吸收复合热泵系统的研究现状20-22
- 1.3.1 喷射器概述20-21
- 1.3.2 喷射器与吸收式热泵相结合的技术21-22
- 1.4 本文主要的研究内容22-24
- 2 新型高温吸收式热泵系统模型与性能分析24-34
- 2.1 系统流程图24-25
- 2.2 系统流程的热力学分析25-26
- 2.3 系统模型的建立26-27
- 2.3.1 假设条件26
- 2.3.2 系统主要部件的模型26-27
- 2.4 系统性能分析27-32
- 2.4.1 湿热废气参数对系统性能的影响27-29
- 2.4.2 吸收器进口溶液浓度对系统性能的影响29-30
- 2.4.3 一效发生比对系统性能的影响30-31
- 2.4.4 液气比对系统性能的影响31
- 2.4.5 新蒸汽压力对系统性能的影响31-32
- 2.5 本章小结32-34
- 3 新型高温吸收式热泵应用方案的理论计算与结构设计34-54
- 3.1 应用场合描述34-35
- 3.2 新型高温吸收式热泵能量回收系统热力计算35-42
- 3.2.1 喷射-吸收相结合的新型高温吸收式热泵热力循环35-36
- 3.2.2 系统设计参数36-39
- 3.2.3 喷射系数的计算39-41
- 3.2.4 系统性能评价指标41-42
- 3.3 不同参数对系统性能的影响42-45
- 3.3.1 溶液热交换器换热效率对系统性能的影响42-43
- 3.3.2 溶液流量对除湿效率与发生能耗的影响43
- 3.3.3 吸收器进口冷却水流量对系统性能的影响43-44
- 3.3.4 输出蒸汽温度对系统性能的影响44-45
- 3.4 新型热泵系统主要换热设备的传热计算45-46
- 3.5 系统主要设备结构设计与安装搭建46-52
- 3.5.1 系统主要部件的结构与装配图46-49
- 3.5.2 喷射器结构尺寸设计49-50
- 3.5.3 数据采集与控制系统50-52
- 3.6 预计可获得收益52
- 3.7 本章小结52-54
- 4 混合吸收工质饱和蒸汽压的测定与关联54-62
- 4.1 混合吸收工质饱和蒸汽压测定54-56
- 4.1.1 气液平衡基本原理54-55
- 4.1.2 饱和蒸汽压数据测定55-56
- 4.2 实验结果与分析56-58
- 4.3 实验数据关联58-60
- 4.4 本章小结60-62
- 5 结论与展望62-64
- 5.1 主要结论62
- 5.2 展望62-64
- 参考文献64-68
- 附录A 符号表68-70
- 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况70-72
- 致谢72
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