溴化锂吸收式制冷机组概述

关于溴化锂吸收式制冷机中的溴化锂溶液及缓蚀剂

 

　　(1)溴化锂溶液为无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂（高毒性，高致癌）或钼酸锂缓蚀剂后溶液呈淡黄色

理化性质

　　(2)使用后的溴化锂溶液会产生异锌醇。异锌醇急易挥发，刺激人的皮肤产生皮疹，同时伤害人的神经。溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低。所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分，也就是溴化锂水溶液的质量浓度。溴化锂的质量浓度不宜超过66%，否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏制冷机的正常运行。

　　(3)水蒸汽分压力很低，它比同温度下纯水的饱和蒸汽压力低得多，因而有强烈的吸湿性。液体与蒸汽之间的平衡属于动平衡，此时分子穿过液体表面到蒸汽中去的速率等于分子从蒸汽中回到液体内的速率。因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强，也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少，所以在相同温度的条件下，液面上单位蒸汽容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。由于溴化锂的沸点很高，在所采用的温度范围内不会挥发，因此和溶液处于平衡状态的蒸汽的总压力就等于水蒸汽的压力，从而可知温度相等时，溴化锂溶液面上的水蒸汽分压力小于纯水的饱和蒸汽压力，且浓度愈高或温度愈低时水蒸汽的分压力愈低。当浓度为50%、温度为25℃时，饱和蒸汽压力0.85kPa，而水在同样温度下的饱和蒸汽压力为3.167kPa。如果水的饱和蒸压力大于0.85kPa，例如压力为1kPa（相当于饱和温度为7℃）时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力，也就是说溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸汽的能力，这一点正是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。同理，如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度，由溶液中产生的水蒸汽总是处于过热状态的。

　　(4)密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变。

　　(5)比热容较小。当温度为150℃、浓度为55%时，其比热容约为2kJ/(kg•K)，这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少，再加上水的蒸发潜热比较大这一特点，将使机组具有较高的热力系数。

　　(6)粘度较大。

　　(7)表面张力较大。

　　(8) 溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低，随温度的升高而增大。

　　(9)对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空汽存在时更为严重，因腐蚀而产生的不凝性汽体对装置的制冷量影响很大。

　　所以，以溴化锂水溶液为工质时的吸收式制冷系统主要缺点是：①热效率低；②冷却水消耗量大；③设备的密封性要求较高④对碳钢和铜有强腐蚀性。

 

　　缓蚀剂能抑制腐蚀的发生，原理是缓蚀剂与金属通过化学反应，在金属表面形成了一层致密保护膜（主要成分是Fe3O4）,使溶液与金属隔离，从而达到防腐效果。

　　⑴毒理学特性：①具有高毒性和致癌性；②对环境易造成严重污染；③现国家严格限制使用。

　　⑵优点：①抗腐蚀性好；②可以检测；③容易管理；④可随时添加。

　　⑶缺点：①高毒性和致癌性；②对环境易造成严重污染；③国家严格限制使用。

　　⑴毒理学特性：①急性毒性；②刺激皮肤和粘膜；③对眼睛的影响是未知的。

　　⑵优点：毒性和对环境污染相对较小。

　　⑶缺点：①高温腐蚀产生氢汽，氢汽量是铬酸锂的3倍，要更大的设备随时抽汽；②防腐剂消耗里大，每季需要投入两次；③不易检测，分析管理困难，不知何时添加。

 

　　在一定温度下，溴化锂水溶液液面上的水蒸汽饱和分压力小于纯水的饱和分压力；而且浓度越高，液面上的水蒸汽饱和分压力越小。在相同的温度条件下，溴化锂水溶液浓度越大，其吸收水分的能力就越强。这也就是通常采用溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂的原因。溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸汽进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水。当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸汽进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。

　　1966年我国首台溴化锂吸收式制冷机诞生，距今已有55年历史。在这55年间，溴化锂制冷机为我国经济建设做出了应有的贡献。然而，随着时间的推移，用户的锐增，溴化锂机组的弊端也逐渐显现出来，主要体现在几个方面：

　　⑴制冷能力不足：设计温差7℃，实际运行温差只有2℃-5℃。实际运行制冷能力只有设计能力的30%-70%。以500万大卡溴化锂制冷机组为例，实际运行制冷能力一般只有150万大卡-350万大卡。

　　⑵使用寿命短：3年-10年，平均使用寿命在6.5年左右。

　　⑶故障率高：后期维护维修费用大，每年的维修费备件费少则几十万多则上百万。

　　2016年之后，各厂商相继推出了热氨型溴化锂制冷机、温热水型溴化锂制冷机。

　　经过近几年的推广使用，制冷效果并不理想，故障率更高，维修费用更大，使用寿命更短。虽然节省了蒸汽，但是增加了大量的循环水泵，增加了电耗，节省的蒸汽费用难以弥补增加电耗的费用。所以，节能效果也不明显。