Главная / Использование вторичных энегроресурсов в пищевой промышленности / Промышленные Абсорбционные Холодильные Машины для получения искусственного холода из вторичных энергоресурсов спиртовой промышленности

Промышленные Абсорбционные Холодильные Машины для получения искусственного холода из вторичных энергоресурсов.

Строительство промышленных и складских объектов площадью от 10 000 до 100000 м2 становится тенденцией. Инженерная система промышленного объекта имеет в своем составе ту или иную систему тепло- и холодоснабжения. При новом строительстве и реконструкции возникает необходимость учитывать любую возможность для снижения инвестиций и сокращение сроков окупаемости проекта.

Если объект строительства оснащается собственной водяной или паровой котельной, которая всегда имеет вторичные энергетические источники (источники бросовой энергии), то выбор абсорбционной холодильной машины (АБХМ) для системы холодоснабжения – это хорошее решение. Абсорбционная холодильная установка состоит главным образом из совокупности теплообменных аппаратов. В ней почти отсутствуют механизмы с движущимися частями, в связи с чем отпадает необходимость ее смазки, ее работа не сопровождается износом трущихся частей, шумом, характерным для компрессионных холодильных машин. Все это и возможность использования сбросовой теплоты различных технологических процессов промышленных предприятий обусловили большой интерес к данному типу холодильных установок.

Соотнося инвестиционные затраты обоих рассматриваемых вариантов, мы получаем разницу в 360.000 долларов США на 1000 кВт холода, из чего следует, что абсорбционная холодильная машина имеет существенные экономические преимущества перед парокомпрессионной.

Соотнеся оценки эксплуатационных затрат на выработку холода аналогично инвестиционным затратам для обеих машин, получим 319.000 рублей на 1000 кВт холода.

Большим резервом экономии энергоресурсов является использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) для получения холода в абсорбционных холодильных установках (АХУ), которые используют низкопотенциальную тепловую энергию от различных источников теплоты. Особенно экономичны эти машины в тех случаях, когда в производстве имеется в избытке пар или теплота другого источника температурой около 120—140°С. Абсорбционные холодильные машины расходуют весьма небольшое количество механической энергии, просты по устройству и в эксплуатации. В настоящее время искусственный холод производят большей частью компрессионным способом, хотя для условий пищевой промышленности весьма выгоден абсорбционный способ, поскольку имеется возможность использовать потенциал вторичных энергетических ресурсов.

В абсорбционных холодильных установках холод получается за счет кипения аммиака в испарителе при низкой температуре, пары которого из испарителя непрерывно засасываются в абсорбер (рис. 114), где поглощаются слабым водноаммиачным раствором, поступающим из кипятильника. Процесс абсорбции происходит при постоянном давлении р₀, немного меньшим давления в испарителе. Этот процесс сопровождается выделением теплоты Q_а, которая отводится из абсорбера охлаждающей водой. Образовавшийся в абсорбере крепкий раствор подается насосом в кипятильник.

В кипятильнике водно-аммиачный раствор выпаривается при постоянном давлении, немного большем, чем давление в конденсаторе. Для этого расходуется теплота Q_а греющего водя­ного пара. В результате кипячения раствора выделяются пары аммиака, которые поступают в конденсатор и в нем сжижаются под воздействием воды, отводящей теплоту конденсации. Образовавшийся слабый раствор поступает к вентилю, дросселиру­ется, испаряется в испарителе и при пониженном давлении возвращается в абсорбер. В абсорбционных холодильных установках аммиак непрерывно циркулирует между основными элементами (конденсатор, регулирую­щий вентиль, испаритель) и системой абсорбера — кипятильник. Одновременно между абсорбером, насосом, кипятильником и регулирующим вентилем циркулирует водно-аммиачный раствор. Тепловой коэффициент абсорбционных холодильных машин несколько ниже холодильного коэффициента паровых ком­прессионных машин, однако, преимущество абсорбционных холодильных установок в том, что для ее работы можно использовать дешевые источники теплоты, а также в отсутствии трущихся частей.

Абсорбционные холодильные установки успешно конкурируют с широко применяемыми в настоящее время компрессионными холодильными установками, потребляющими электрическую энергию. Теплоиспользующие холодильные установки предназначены для выработки холода в диапазоне положительных температур — бромистолитиевые, а для выработки холода в диапазоне отрицательных температур — водно-аммиачные.

Для проведения ряда технологических процессов требуется искусственный холод от 0 до ±5°С. Водно-аммиачная абсорбционная холодильная станция, работающая за счет теплоты конденсации вторичного пара, позволяет получать холод двух параметров. Она состоит из двух абсорбционных водно-аммиачных холодильных установок. В зависимости от заданного режима на одной установке можно получать холод темпера­турой + 5°С при температуре испарения аммиака 0°С и —5°С при температуре испарения аммиака —10°С.

Расчетная производительность каждой абсорбционной холодильной установки 12,6 ГДж/ч при следующих удельных показателях:

 

Расход
теплоты, ГДж/ч	...8,4
оборотной воды, м3/ч	...300
электроэнергии, кВт-ч	...60
Масса, кг	...78

Имеется опыт получения охлажденной воды температурой + 7°С за счет использования теплоты отходящих газов (рис. 115). Нагретая вода подается на охлаждение в испари­тель абсорбционной холодильной установки 1, где температура ее снижается до +7°С и направляется потребителю. Продукты сгорания, выходя из камеры 4, омывают поверхности теплооб­мена установленного в камере водяного экономайзера 3. Нагретая до 120 °С вода поступает в генератор абсорбционной бромистолитиевой холодильной установки 1, где охлаждается, отдавая всю теплоту для выработки холода. Охлажденная в генераторе вода циркуляционным насосом 2 перекачивается в экономайзер для последующего нагрева.

Опыт охлаждения оборотной воды в химической промышленности на примере работы карбоколонны содового производства (рис. 116) может быть использован на пищевых предприятиях.  

 

Избыточная теплота отводится из колонны с помощью абсорбционной бромисто-литиевой холодильной установки и оборотной воды, циркулирующей через градирню и охладитель карбо-колонны с помощью насоса. Холодильная установка включается в летнее время, когда градирня не в состоянии обеспечить оптимальную температуру в колонне. Теплота из нижних охладителей отводится через испаритель холодильной установки, а теплота от абсорберов и конденсаторов поступает к оборотной воде и далее в градирню. Источником теплоты для генератора служат тепловые отходы комбината.

В производстве холода применяются также вторичные энерго ресурсы за счет использования скрытой теплоты при конденсации пара, образующегося при самоиспарении конденсатов, при понижении дав­ления конденсата от 1,3 до 0,03 МПа. За счет образовавшихся паров возможно получение холода температурой +7°С. Принципиальная схема выработки холода показана на рис. 117.

Процесс конденсации пара в генераторах происходит при давлении 0,03 МПа. Являясь достаточно высокопотенциальным теплоносителем, конденсат указанного давления проходит дрос­сельное устройство 1 и поступает в конденсатный бак 2 в со­стоянии перегрева; образующийся пар поступает в генератор, где конденсируется, отдавая свою теплоту холодильной установке для охлаждения рассола до +7°С. Конденсат низкого давления из конденсатного бака 2 и генератора 3 направля­ется на заводскую линию.  

 
     Абсорбционные холодильные машины получили широкое распространение за рубежом; в нашей стране освоено производство параметрического ряда абсорбционных бромистолитиевых машин, созданных Институтом теплофизики, и абсорбционных водно-аммиачных холодильных машин, созданных ПО Техэнергохимпром (производительность 10,5—12,6 ГДж/ч) и ВНИИ-холодмашем (производительность 2,1 ГДж/ч). Оборудование для получения искусственного холода изготовляется на заводе Пензхиммаш.