氨吸收制冷工艺分析

　　当前国内煤化工行业高速发展，企业想做好一个煤化工项目，在设计初期如何选择工艺路线至关重要。工艺路线一旦选错，很难改动，或者要花费很大的 人力和物力去完善和改造。所以，在原始投资前需深入调研，选择最佳的工艺路线，做到技术方案合理、经济效益最优，这样才能具有更强的市场竞争力。本文主要 针对煤化工合成气净化装置的制冷技术进行比较分析，指出每一种制冷方案的最佳应用条件，为大型化工装置的设计提供参考。在煤化工合成气净化工艺中，一般采 用低温甲醇洗工艺。此工艺需要大量冷量，其制冷温度一般为-15℃或-40℃，一般的制冷工艺很难满足要求，通常可以采用的制冷方案有：氨吸收制冷、“吸 收-压缩”氨压缩制冷和丙烯压缩制冷等。下文对氨吸收制冷和压缩制冷工艺作进一步分析。

　　1制冷工艺原理

　　1.1吸收制冷工艺原理

　　余热吸收式制冷系统是利用热能来进行制冷，最低制冷温度可以达到-60℃。余热吸收式制冷系统由冷凝器、蒸发器及一个溶液循环组成，而后者又由一个发生器单元及吸收单元组成，起到类似机械式压缩机的作用。发生器由热水、蒸汽、废气等热能驱动，或通过直接燃烧来驱动。

　　来自蒸发器的低压氨蒸汽通过溶液循环从蒸发器进入到冷凝器内，而不是通过压缩机。蒸汽在吸收器内被吸收，又通过热能的作用在发生器内被释放。此系统内唯一的转动设备就是驱动溶液循环的溶液泵。根据冷量级别可采用一级吸收制冷或二级、三吸收制冷。

　　1.2压缩制冷工艺原理

　　压缩制冷是用压缩制冷机对制冷剂进行压缩的一种制冷系统。按压缩级数分为单级压缩和多级压缩。压缩机将从蒸发器来的低压蒸汽进行压缩，变成高 温、高压蒸汽后进入冷凝器，受到水或空气的冷却而凝结成高压液体。再经过节流机构后变成低压液体，其蒸发温度也相应下降，于是在蒸发器中吸收热量，使被冷 却介质温度降低，氨由液态变为气态，重返压缩机，再进行下一个循环。

　　1.3丙烯和氨压缩制冷

　　丙烯压缩制冷流程与氨压缩制冷流程基本相同，只是制冷剂不同。由于相同压力下，丙烯气体饱和温度低于氨的饱和温度，因此以丙烯为制冷剂，能够提供比氨更低的制冷温度。但这两种介质都能满足低温甲醇洗工艺的要求。

　　1.4丙烯压缩与氨压缩制冷的比较

　　作者将根据有关资料^[1]所报道的数据进行比较分析。以蒸发温度为-38℃，负荷为41.8×10⁶kJ/h为例，采用丙烯和氨为介质的压缩流程的消耗比较如表1所示。