轻烃燃气氨水吸收式热泵研究
发布时间：2021-07-12 15:39
随着我国经济的高速发展,环境污染问题和能源不足等问题日益显露,为了缓解这一问题,国家致力于减少煤炭的使用,从而导致天然气的需求逐渐增加,出现供应不足的现象。轻烃作为一种新型清洁燃气是很好的天然气替代能源,具有热值高、无污染等特点,利用轻烃燃气作为驱动热源驱动氨水吸收式热泵用来给偏远地区或者工厂制冷、供暖是一种新型的能源利用方式。本文主要对轻烃燃气用于驱动氨水吸收式热泵的性能进行模拟研究,探究系统精馏器出口处氨蒸气的精馏纯度、驱动热源温度对系统性能的影响,以及燃料耗量和混空比对系统性能的影响,对系统合适的混空比和轻烃直燃型发生器的设计进行研究分析。本文首先对现阶段轻烃的利用现状和燃气吸收式热泵的研究进行分析,得出利用轻烃燃气作为氨水吸收式热泵的驱动热源在理论上可行。分析氨水吸收式热泵的系统构成,对氨水吸收式热泵各个设备进行模型建立,分析影响热泵性能的因素,得出在一定条件下,精馏器出口处氨蒸气的精馏纯度越高,系统性能系数越高;驱动热源温度越高,系统性能系数越高,增加趋势逐渐变缓。然后利用Aspen Plus软件将对轻烃燃气的混空制气燃烧的流程进行模拟,再对氨水吸收式循环流程进行流程模拟,将...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轻烃制气原理图
第2章轻烃燃气氨水吸收式热泵系统形式13第2章轻烃燃气氨水吸收式热泵系统形式2.1简单的氨水吸收式热泵的基本系统构成氨水吸收式热泵中，氨为循环工质，水为吸收剂，其基本系统构成如图2-1所示，其中氨溶液浓度是以氨为溶质为基准的，吸收器（ABS）中的氨水稀溶液在吸收氨蒸气后变为氨水浓溶液，这个过程中有热量的放出，然后通过溶液泵（PUMP）把氨水浓溶液从吸收器中送到发生器中，在发生器（GEN）中，氨水浓溶液被加热，氨蒸气被释放，剩下的溶液变成氨水稀溶液，此时被加热释放出来的氨蒸气进经过精馏进入到冷凝器（CON）中，而氨水稀溶液则流经溶液热交换器（HEATER）和节流阀（V2）后流回吸收器；精馏后的氨蒸气进入到冷凝器中冷凝成氨水，这个过程有热量的放出，氨水经过节流阀（V1）降压后进入蒸发器（EVA）中蒸发成氨蒸气，这个过程要要吸收热量，氨蒸气进入吸收器中再被稀溶液吸收，这样就完成了氨水吸收式系统的循环。图2-1氨水吸收式热泵流程图Fig.2-1Flowchartofammonia-waterabsorptionheatpump
河北工程大学硕士学位论文32水浓溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.061，板式换热器氨水浓溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.074，板式换热器氨水稀溶液入口处氨的质量分数与实验值差0.075，板式换热器氨水稀溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.099，精馏器氨工质出口处氨的质量分数与实验值差0.001。以上结果表明，用EES软件对上述模型进行模拟，误差较小，因此可以利用此模型进行氨水吸收式循环的热力学性能进行研究。图3-1氨水吸收式热力计算与实验值比较Fig.3-1Ammoniaabsorptionthermalcalculationandcomparisonwithexperimentalvalues3.2.2精馏纯度对蒸发压力的影响热源温度为150℃，蒸发温度为-15℃，冷却水温度为30℃时，精馏纯度的变化，对系统蒸发压力的影响如图3-2所示。当精馏器出口处氨的纯度从0.75提高到0.99时，系统的蒸发压力从0.118MPa，提高到0.163MPa。系统的蒸发压力随着精馏器出口处氨的纯度的增加而增加。这是因为随着精馏器出口氨的纯度提高，循环工质氨蒸气中携带的水蒸气的含量相应的就会减少，进入蒸发器循环的氨工质含水量就会减少。随着精馏器出口氨的纯度的降低，进入到蒸发器的循环工质中氨的组分减少，水的组分增加，根据康诺瓦洛夫定律，混合物液体在蒸发的过程中，组分在较高蒸汽压时，那么组分在气相状态时的摩尔分数要比其在液相状态中的摩尔分数要大，因此随着在蒸发器中蒸发过程的进行[57，58]，氨水溶液中水的组分越来越多，氨的组分越来越少，所以饱和温度越来越高，即制冷剂氨水溶液的蒸发温度越高。这个时候要保
【参考文献】：
期刊论文
[1]民用混空轻烃燃气燃烧研究[J]. 樊玉光,任哲,刘凯,韩桔,郭佳鑫. 云南化工. 2019(12)
[2]混空轻烃燃气制备过程中的安全性分析[J]. 樊玉光,刘凯. 化工技术与开发. 2019(08)
[3]大温跨余热驱动吸收式制冷系统模拟研究[J]. 鹿丁,徐清宇,陈高飞,董学强,郭浩,公茂琼,沈俊. 工程热物理学报. 2018(10)
[4]混空轻烃燃气爆炸极限计算方法的研究[J]. 樊玉光,张硕,史冬雨,魏嘉. 石油工业技术监督. 2018(07)
[5]混空轻烃燃气露点计算方法的探究[J]. 樊玉光,史冬雨,魏嘉,张硕. 石油工业技术监督. 2018(05)
[6]混空轻烃燃气密度计算方法的研究[J]. 樊玉光,魏嘉,张硕,史冬雨. 石油工业技术监督. 2018(04)
[7]氨精馏纯度对氨水吸收式制冷系统性能的影响分析[J]. 孙淑娟,杜垲. 制冷技术. 2018(02)
[8]混空轻烃燃气露点测试分析及控制[J]. 史冬雨,黄泽奇. 云南化工. 2018(01)
[9]满液式壳管蒸发器换热管束排布优化设计[J]. 陈松,胡海涛,宋强,丁国良,詹飞龙,庄大伟. 制冷技术. 2016(06)
[10]EES软件应用于制冷原理课程教学的研究与实践[J]. 虞效益,陈光明. 科技创新导报. 2016(11)
硕士论文
[1]轻烃燃料在承德市农村供暖中的应用研究[D]. 李敏婕.河北工程大学 2019
[2]基于Aspen Plus的煤焦油化学链热解系统模拟与工艺优化[D]. 巩明鑫.青岛大学 2019
[3]轻烃混合燃气下蜂窝状阻火器的阻火特性研究[D]. 史冬雨.西安石油大学 2019
[4]轻烃供气系统研究分析[D]. 王刚.河北工程大学 2019
[5]轻烃燃气输配凝油问题研究[D]. 李想.河北工程大学 2019
[6]轻烃特性分析与供气系统的技术可行性研究[D]. 张亚晖.河北工程大学 2018
[7]基于Aspen Plus的磷石膏制酸联产水泥的模拟与分析[D]. 夏诺.武汉工程大学 2018
[8]氨精馏纯度影响因素及其对氨水吸收式制冷系统影响的研究[D]. 孙淑娟.东南大学 2018
[9]氨水吸收式制冷精馏塔模拟计算与动态分析[D]. 刘腾.东南大学 2016
[10]氨水吸收式制冷系统的模拟[D]. 李奕辰.重庆大学 2016
本文编号：3280189
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轻烃制气原理图
第2章轻烃燃气氨水吸收式热泵系统形式13第2章轻烃燃气氨水吸收式热泵系统形式2.1简单的氨水吸收式热泵的基本系统构成氨水吸收式热泵中，氨为循环工质，水为吸收剂，其基本系统构成如图2-1所示，其中氨溶液浓度是以氨为溶质为基准的，吸收器（ABS）中的氨水稀溶液在吸收氨蒸气后变为氨水浓溶液，这个过程中有热量的放出，然后通过溶液泵（PUMP）把氨水浓溶液从吸收器中送到发生器中，在发生器（GEN）中，氨水浓溶液被加热，氨蒸气被释放，剩下的溶液变成氨水稀溶液，此时被加热释放出来的氨蒸气进经过精馏进入到冷凝器（CON）中，而氨水稀溶液则流经溶液热交换器（HEATER）和节流阀（V2）后流回吸收器；精馏后的氨蒸气进入到冷凝器中冷凝成氨水，这个过程有热量的放出，氨水经过节流阀（V1）降压后进入蒸发器（EVA）中蒸发成氨蒸气，这个过程要要吸收热量，氨蒸气进入吸收器中再被稀溶液吸收，这样就完成了氨水吸收式系统的循环。图2-1氨水吸收式热泵流程图Fig.2-1Flowchartofammonia-waterabsorptionheatpump
河北工程大学硕士学位论文32水浓溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.061，板式换热器氨水浓溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.074，板式换热器氨水稀溶液入口处氨的质量分数与实验值差0.075，板式换热器氨水稀溶液出口处氨的质量分数与实验值差0.099，精馏器氨工质出口处氨的质量分数与实验值差0.001。以上结果表明，用EES软件对上述模型进行模拟，误差较小，因此可以利用此模型进行氨水吸收式循环的热力学性能进行研究。图3-1氨水吸收式热力计算与实验值比较Fig.3-1Ammoniaabsorptionthermalcalculationandcomparisonwithexperimentalvalues3.2.2精馏纯度对蒸发压力的影响热源温度为150℃，蒸发温度为-15℃，冷却水温度为30℃时，精馏纯度的变化，对系统蒸发压力的影响如图3-2所示。当精馏器出口处氨的纯度从0.75提高到0.99时，系统的蒸发压力从0.118MPa，提高到0.163MPa。系统的蒸发压力随着精馏器出口处氨的纯度的增加而增加。这是因为随着精馏器出口氨的纯度提高，循环工质氨蒸气中携带的水蒸气的含量相应的就会减少，进入蒸发器循环的氨工质含水量就会减少。随着精馏器出口氨的纯度的降低，进入到蒸发器的循环工质中氨的组分减少，水的组分增加，根据康诺瓦洛夫定律，混合物液体在蒸发的过程中，组分在较高蒸汽压时，那么组分在气相状态时的摩尔分数要比其在液相状态中的摩尔分数要大，因此随着在蒸发器中蒸发过程的进行[57，58]，氨水溶液中水的组分越来越多，氨的组分越来越少，所以饱和温度越来越高，即制冷剂氨水溶液的蒸发温度越高。这个时候要保
【参考文献】：
期刊论文
[1]民用混空轻烃燃气燃烧研究[J]. 樊玉光,任哲,刘凯,韩桔,郭佳鑫. 云南化工. 2019(12)
[2]混空轻烃燃气制备过程中的安全性分析[J]. 樊玉光,刘凯. 化工技术与开发. 2019(08)
[3]大温跨余热驱动吸收式制冷系统模拟研究[J]. 鹿丁,徐清宇,陈高飞,董学强,郭浩,公茂琼,沈俊. 工程热物理学报. 2018(10)
[4]混空轻烃燃气爆炸极限计算方法的研究[J]. 樊玉光,张硕,史冬雨,魏嘉. 石油工业技术监督. 2018(07)
[5]混空轻烃燃气露点计算方法的探究[J]. 樊玉光,史冬雨,魏嘉,张硕. 石油工业技术监督. 2018(05)
[6]混空轻烃燃气密度计算方法的研究[J]. 樊玉光,魏嘉,张硕,史冬雨. 石油工业技术监督. 2018(04)
[7]氨精馏纯度对氨水吸收式制冷系统性能的影响分析[J]. 孙淑娟,杜垲. 制冷技术. 2018(02)
[8]混空轻烃燃气露点测试分析及控制[J]. 史冬雨,黄泽奇. 云南化工. 2018(01)
[9]满液式壳管蒸发器换热管束排布优化设计[J]. 陈松,胡海涛,宋强,丁国良,詹飞龙,庄大伟. 制冷技术. 2016(06)
[10]EES软件应用于制冷原理课程教学的研究与实践[J]. 虞效益,陈光明. 科技创新导报. 2016(11)
硕士论文
[1]轻烃燃料在承德市农村供暖中的应用研究[D]. 李敏婕.河北工程大学 2019
[2]基于Aspen Plus的煤焦油化学链热解系统模拟与工艺优化[D]. 巩明鑫.青岛大学 2019
[3]轻烃混合燃气下蜂窝状阻火器的阻火特性研究[D]. 史冬雨.西安石油大学 2019
[4]轻烃供气系统研究分析[D]. 王刚.河北工程大学 2019
[5]轻烃燃气输配凝油问题研究[D]. 李想.河北工程大学 2019
[6]轻烃特性分析与供气系统的技术可行性研究[D]. 张亚晖.河北工程大学 2018
[7]基于Aspen Plus的磷石膏制酸联产水泥的模拟与分析[D]. 夏诺.武汉工程大学 2018
[8]氨精馏纯度影响因素及其对氨水吸收式制冷系统影响的研究[D]. 孙淑娟.东南大学 2018
[9]氨水吸收式制冷精馏塔模拟计算与动态分析[D]. 刘腾.东南大学 2016
[10]氨水吸收式制冷系统的模拟[D]. 李奕辰.重庆大学 2016
本文编号：3280189
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