新型吸收式熱變換器技術

新型吸收式熱變換器技術

石化行業温度範圍在60～180℃的廢熱回收

目前在國內吸收式熱變換器應用仍沒有達到預期的程度，其適用温度範圍的限制是主要原因之一。在石油化工以及某些特殊生產過程中會產生高温廢熱，其温度超過150℃甚至達到200℃。為了擴大吸收式熱變換器應用範圍，使其能從高温廢熱（最高大於200℃）到低温廢熱（60～100℃）回收能量，實現廢熱源的全温度範圍內的梯級利用。

吸收式熱轉換器（Absorption Heat Transformer），簡稱AHT。吸收式熱變換器以廢熱來驅動系統，通過吸收過程放出的相變潛熱使其中一部分低品位熱能的温位提高，送至用户使用，而另一部分轉換為更低的温位排放到環境中，整個過程中無任何污染排放。

目前，主要實際應用的低温吸收式熱變換器裝置僅以中低温位廢熱來驅動系統（例如60～100℃温度範圍內的工業餘熱），通過吸收過程放出的相變潛熱使其中一部分低品位熱能的温位提高後重新加以利用，而另一部分轉換為更低的温位排放到環境中。

高温吸收式熱變換器的基本原理與低温吸收式熱變換器相同，但是其高壓區和低壓區都是工作在正壓環境下，由於高壓區壓力高，高低壓區壓差大，工質對再循環過程中的控制比低温吸收式熱變換器困難。同時，由於系統操作温度高（最高大於200℃），對設備的耐腐蝕性要求極高。該技術通過使用一種抗腐蝕性複合SiO2 膜技術解決了高温吸收式熱變換器的主要技術難點，輸出可用熱大於200℃，從而擴大了吸收式熱變換器的使用範圍。如果將其與低温吸收式熱變換器聯合使用，可實現能量的梯級利用。

（1）基於界面效應改善冷凝液流動原理，設計製作了工藝簡單的功能強化表面，其冷凝傳熱效率優於部分功能強化管型的傳熱性能。通過幾種異形強化管強化溴化鋰垂直管外降膜吸收的性能，強化了降膜傳熱傳質過程。

（2）利用在線成膜工藝，在系統運行時自動生成耐腐蝕硅膜，解決了高温溴化鋰溶液腐蝕問題。

（3）利用塗層分佈管替代光滑銅管，增強了液膜自身的摻混效果，其摻混強化率為光滑銅管的1.2倍。 ^[1] 

（1）輸入廢熱温度範圍：60～180℃，輸出可用熱温度範圍：85～205℃；

（2）系統温升範圍：25～35℃；

（3）COP範圍：0.4～0.48；

（4）各主要部件傳熱係數較光滑管提高30%；

（5）使用壽命超過10年。

1999年在燕化公司SBS凝聚工段建成了5MW 的AHT工業裝置，是國內第一台AHT工業化裝置。2002年11月在燕化公司合成橡膠廠順丁橡膠凝聚工段建成了7MW的AHT工業裝置；2004年11月在上海高橋石化公司化工事業部合成橡膠裝置上成功建成兩套6MW的吸收式熱泵。

目前，已成功研製出高温吸收式熱變換器小型樣機，各項性能均達到設計要求，從而擴大吸收式熱變換器應用範圍，形成了可應用於60～180℃全温度範圍工業廢熱回收的吸收式熱變換器裝置，且完全擁有自主知識產權。

典型用户： 北京燕山石化、上海高橋石化

（1）建設規模：SBS 凝聚工段功率為5MW 的吸收式熱變換器。主要技改內容：配備功率5MW 的吸收式熱變換器裝置,回收凝聚釜頂產生的廢熱。主要技改設備：吸收器、再生器、蒸發器、冷凝器、熱交換器。節能技改投資額610 萬元，建設期6 個月。每年可節能1669tce，年節能經濟效益346 萬元，投資回收期約2 年。

（2）建設規模：順丁橡膠工段功率7MW 的吸收式熱變換器。主要技改內容：配備功率為7MW 的吸收式熱變換器裝置，回收凝聚釜頂產生的廢熱。主要技改設備：吸收器、再生器、蒸發器、冷凝器、熱交換器。節能技改投資額1450 萬元，建設期6 個月。每年可節能2337tce，年節能經濟效益700 萬元，投資回收期2年。

我國化學工業能源利用效率比發達國家低10%-15%左右，一些產品單位能耗比發達國家高10%～20%。實現廢熱源全温度範圍內的梯級利用，是提高能源利用效率的有效途徑之一。預計到2015年，該技術在石化行業推廣10%，總投入約7000萬元，節能能力可達約10萬tce/a。 ^[1] 

該技術入選國家重點節能技術推廣目錄（第四批）；該批次技術共有22條，如下： ^[1]