[发明专利]一种氨吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统及方法

说明书

本发明公开了一种氨吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统及方法，其中该系统包括吸收器，其与泵相连；从吸收器出来的基础工作液经泵加压后一部分进入第一精馏塔来回收其精馏热，另一部分进入回热换热器进行换热，从第一精馏塔和回热换热器处理后的流体混合后再进入锅炉进行加热；锅炉用于加热混合后流体并产生饱和蒸汽进入第一精馏塔内进行精馏，从锅炉底部排出的溶液经回热换热器换热后与来自第一精馏塔以及第二精馏塔的塔底溶液混合，混合液进入吸收器内以吸收来自蒸发器以及制冷热交换器的氨蒸汽。

技术领域

本发明属于制冷复合循环领域，尤其涉及一种氨吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统及方法。

背景技术

近些年来，化石能源的过度开发引发了一系列生态问题，实现低温热源的合理、高效利用，对减少常规化石燃料的消耗，降低有关污染物和温室气体的排放，调整能源消费结构，保护生态环境，建立资源节约型社会具有重要意义。低温热源，包括太阳能、地热能以及工业生产中的余热、废热，这类能源具有储量大、分布广、品位低的特点。然而，当热源温度较低时，传统的动力循环很难将低品位热能进行有效地转化和利用。对此，Kalina、Alefeld、Goswami等人提出了以非共沸混合物氨水作为工质的一系列循环。

Kalina循环应用吸收方式来解决氨水动力循环中透平排气背压过高问题，提高了氨水动力循环的效率。和Kalina循环相比，Goswami循环最大特点在于不仅可以输出功，还可以输出冷量，这样可以满足多方面需求。在Goswami循环中，利用透平取代吸收式制冷中的节流阀，从精馏器出来的浓氨蒸汽进入透平膨胀做功，透平乏气进入换热器(refrigeration heat exchanger)吸热制冷。Goswami循环结构简单，可由太阳能、地热能、工业余热等低温热源驱动，然而，该循环是利用透平乏气的显热来制冷，由于气体的比热容较小，故其单位质量工质的制冷量非常有限，其输出冷功比仅为0.08，最低制冷温度只有6.85℃；并且，该循环中透平与换热器为串联形式，作功和制冷能力受透平背压和乏气干度等因素制约，输出冷功比较难调整。

综上所述，Goswami功冷联供系统存在制冷量较小、冷功比不易调节的问题，而且现有的制冷复合循环系统的热力性能较低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种氨吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统，该系统通过耦合氨吸收/喷射式制冷循环的方式，解决Goswami功冷联供系统制冷量较小、冷功比不易调节的问题，并且创造性地采用分级精馏方式，第一精留器采用内部冷却方式，回收其全部精馏热，以提升联供系统的热力性能。

本发明的一种氨吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统，包括：

吸收器，其与泵相连；从吸收器出来的基础工作液经泵加压后一部分进入第一精馏塔来回收其精馏热，另一部分进入回热换热器进行换热，从第一精馏塔和回热换热器处理后的流体混合后再进入锅炉进行加热；

所述锅炉，用于加热混合后流体并产生饱和蒸汽进入第一精馏塔内进行精馏，从锅炉底部排出的溶液经回热换热器换热后与来自第一精馏塔以及第二精馏塔的塔底溶液混合，混合液进入吸收器内以吸收来自蒸发器以及制冷热交换器的氨蒸汽；

从第一精馏塔的塔顶出来的饱和蒸汽一部分经过热器热后进入透平膨胀做功，乏气进入制冷热交换器吸热制冷；另一部分氨蒸汽进入第二精馏塔内进一步精馏后再进入喷射器作为工作流体，引射从蒸发器出来的部分饱和蒸汽，两股流体在喷射器内混合；

喷射器出口的混合工质进入冷凝器被冷凝成饱和溶液，再进入蒸发器内蒸发制冷；蒸发器出口的另一部分饱和蒸汽进入吸收器，从而完成一个循环过程。

进一步的，第一精馏塔的塔顶得到氨饱和蒸汽，第一精馏塔的塔底得到稀饱和溶液。

进一步的，从锅炉底部排出的溶液经回热换热器换热后与来自第一精馏塔以及第二精馏塔的塔底溶液混合，混合液经第一节流阀节流后进入吸收器内。