热泵型烟气余热回收及降氮系统性能

为解决燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率低和氮氧化物(NO_x)排放浓度高的问题，本文提出一种热泵型烟气冷凝余热回收与降氮协同处理系统。该系统利用换热器和压缩式热泵分级回收烟气高温显热和冷凝余热，以实现烟气余热深度回收；并利用吸收余热的热水对助燃空气进行加热加湿，实现烟气降氮效果。搭建了热泵型烟气余热回收及降氮系统试验台，研究了助燃空气含湿量、空气加湿塔液气比、热网回水温度及流量对系统余热回收和低氮排放性能的影响规律。结果表明：在热网回水温度为40℃、流量为1853L/h工况下，系统余热回收效率可达6.9%，排烟温度可降至24.5℃，NO_x排放浓度可降至39.7mg/m³，减排效率可达60.6%。此外，试验工况下的系统供热效率均大于未加湿时锅炉的热效率，余水回收量为20.2～31.2t/a，证明该系统能够协同处理好燃气锅炉的冷凝余热回收、降氮排放、余水回收和消白问题。该系统的最短投资回收期约为4年，具有良好的节能、环保与经济效益。     

聚酯生产线空压机节能改造

通过比较新旧空压机能效比,根据生产实际所需压力的要求,对压空供气管线和压空用户管线进行改造,将压空供气和压空用户分成低压和高压两个系统,选择相对应的出气压力的变频节能型空压机来一对一供气,实现节能的目的.     

稳定空分设备上塔压力的分析和措施

以出口哈萨克斯坦6000m3/h空分设备为例,详细分析了分子筛纯化系统均压阀的开度与均压时间的关系、空压机入口导叶开度与均压阀开度以及空压机入口导叶开度增加量与均压时间的关系,根据三者关系采取相应的操作方法,达到了稳定上塔压力的目的,从而保证了整套空分设备运行工况的稳定。     

浅谈“余热再生技术”在压缩空气节能系统中的应用

应用空压机热水回收机组和EAOC(能效分析与运行优化)软件技术,通过对热水回收机组流量和温度的控制,保证润滑油的最佳工作温度,在回收热水的同时,将空压机排出的高温空气所具有的热量,对经过吸附过程的吸附剂直接加热升温,使吸附剂得到彻底脱水再生,因为在加热再生过程时无耗气,所以可以实现空压系统节能达到高效节能运行。     

陶瓷窑炉节能技术工程应用与经济性分析

通过对陶瓷窑炉进行清洁燃料技术改造、燃烧系统技术改造、余热资源回收利用,研究其工程应用的节能效果及经济性。工业应用试验结果表明,窑炉燃水煤气改燃天然气后,平均节能率及减排率为25.6%;窑炉应用预混式二次燃烧技术后,平均节能率及减排率为9.0%;窑炉余热资源回收利用后,平均节能率及减排率为58%;陶瓷窑炉余热资源回收利用、清洁燃料技术应用,产生的节能和减排效果十分明显。     

空分装置三吸附器TSA纯化系统及其节能效果分析

为了回收现有的双吸附器空气净化系统余热,提出了采用三吸附器空气净化系统回收利用余热,并分析了可行性. 以两工业企业20000和21000 Nm3/h制氧机为例进行初步分析计算,结果表明,若把现有系统改造为三吸附器纯化系统,可节约氮气加热电耗分别达51.3%和42.7%. 基于Aranovich-Donohue吸附等温线方程和线性驱动力传质假设的非绝热吸附模型,模型参数通过匹配生产现场监控数据确定,开发了空分变温吸附纯化系统模拟器. 基于此模拟器的数值模拟,对宝钢分公司6号制氧机双吸附器TSA系统进行三吸附器系统改造的安全性和节能效果进行了预测,安全达标情况下,节能率为45%.     

基于空分系统工艺流程的节能优化控制

空分系统的工艺流程可分为除尘、压缩和冷凝以及精馏,每一部分都有各自的节能控制策略。在除尘过程中,根据空气滤清器的阻力采用变频调速控制,实现对空压机入口参数的优化调节;在预冷过程中,通过调节流量来实现预冷系统的节能控制。通过对各部分的优化控制,最终实现整个系统的节能降耗。     

高温煅烧石油焦排料过程余热回收

为了实现煅烧石油焦在排料过程中余热的高效回收利用, 本文利用自行搭建的高温煅烧石油焦余热回收试验系统, 研究了煅后焦当量排料速度、换热管类型、换热器当量入口流速等参数变化对余热回收性能的影响规律。试验结果表明:利用余热回收换热器既可实现煅后焦余热的高效回收, 平均余热回收效率为78.9%, 又能实现煅后焦的均匀冷却, 温度不均匀系数仅为0.0757;随着煅后焦当量排料速度的增加, 内换热器和外换热器的传热系数均逐渐增加, 余热回收效率先增加后降低;翅片型换热器比光管型换热器的换热性能明显提高, 余热回收效率提高了7.4%, 同时换热器出口处煅后焦的温度不均匀系数减少了32.6%;随着当量入口流速的增加, 外换热器和内换热器的传热系数均逐渐增加。     

炭素生产中煅烧炉烟气余热的利用

对烟气余热回收利用原理及在有机热载体锅炉上应用进行介绍,对烟气余热回收利用系统的节能效果进行分析。     

离心式空压机节能技术探究

随着可再生能源的急剧减少,节能技术被广泛的推广和应用。节能就是在保证生产产品质量和数量的基础上尽可能的减少能源消耗。节能技术可以充分的利用能源,有效的提高机械设备的能源利用率。离心式空气压缩机属于速度式压缩机,通过各种压缩技术来供应高压空气,并且在压缩的过程中需要耗费大量的能源,因此研究离心式空压机节能技术具有很高的现实意义。本文首先介绍了变频技术在离心式空压机中的应用,然后又叙述了离心式空压机利用压缩空气的余热,最后具体阐述了热泵技术应用空压机冷却水回水热量,以期为相关研究人员提供借鉴和参考。     

含空气净化过程的液态空气储能热力学研究

针对现今液态空气储能（LAES）研究中普遍存在忽略空气净化过程能耗而使LAES系统能效被高估的问题，提出了一种含空气净化过程的LAES系统。该系统包含空气液化过程、液态空气释能过程和TSA纯化过程，通过全流程的仿真模拟验证系统可行性，并对其进行热力学分析。结果显示：提高液态空气释能压力、空气透平进口温度和储热油使用比例，可以有效提升系统的热力学性能；储存的压缩热仍有约36%未被完全使用，若将其全部回收利用，全系统效率可达0.623；该含空气纯化过程的LAES系统储电效率为0.471，比基线LAES系统低6.8%。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点，提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了“一塔三用”，不仅冬季可以无霜高效运行与再生，夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响，结果表明：出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高；溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响，而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小，溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

湿空气在泡沫金属内析湿过程的换热与压降特性影响因素分析

实验研究了湿空气在泡沫金属内流动析湿过程的换热和压降特性,分析了不同因素的影响规律。研究结果表明:随着入口空气相对湿度的增大,凝结水增多,使泡沫金属的换热量和压降均增大;当入口相对湿度从50%增大到90%时,换热量和压降最大增加了67%和62%;随着入口空气温度的升高,泡沫金属换热量和压降增大;随着冷却水温度的升高,泡沫金属的换热量和压降均下降;随着孔密度的增大,压降增大,但由于受到凝结水影响,总换热量会先减小后略有增大;泡沫金属的迎风高度越大,总换热量和压降越大。     

Experimental study of a multiple-effect humidification solar desalination technique

The object of this research is to experimentally investigate the principal operating parameters of a new desalination process working with an air multiple-effect humidification-dehumidification method. A test set-up was designed and constructed to carry out and optimize this technique. The main parts of the present set-up consist of a heat equipment device (heat exchanger), a spray humidifier and a dehumidifier system. This equipment was used to simulate the seawater desalination process experimentally with an eight-stage air solar collector heating-humidifying system. The outlet temperature of the air solar collector was correlated for use in the desalination process as a solar heating device. The operating conditions studied were: ratio of water to dry air mass flow rate through the system, humidifier inlet absolute humidity, dry air mass flow rate through the system and solar irradiation or humidifier inlet air temperature. The experimental results obtained were used to put stress and correlate the influence of the different operating conditions on the behavior of the eight-stage air heating-humidifying desalination process. The ratio of water to dry air mass flow rates was optimized, precisely 45%. The value of dry air mass flow rate through the system can be also varied with solar radiation in order to have a maximum of humidity content at the end of the system and though working in an adiabatic humidification process.     

应用于空分纯化系统的相变储热器建模及分析

为实现空分纯化系统污氮气余热的回收再利用,设计了一种采用相变储热器的新型空分纯化系统,同时提出了相应的相变储热器设计方法。首先,对空分纯化系统进行数据采集,并通过回归获得污氮气温度、流量等参数的特性函数。随后,建立了非稳态变温热源下的相变储热器动态数学模型,并推导相变材料在污氮气特性函数作用下的温度通用表达式。其次,以储、放热整体循环的最大放热量为目标函数,采用微分进化算法优化储热器内相变材料熔化温度、质量等关键参数。最后,通过穷举计算了单、双级相变储热器中相变温度与余热利用率之间的关系。计算结果表明,对于单级相变储热器,最佳的相变温度为59.67℃,最大余热利用率约为0.41;对于双级相变储热器,第一级和第二级的最佳相变温度分别为73.68℃和46.04℃,最大余热利用率约为0.52。本研究为提升空分纯化系统能效奠定了理论基础。     

入口相对湿度对开缝翅片管换热器空气侧换热与压降特性的影响

对覆有亲水层的开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧换热和压降特性进行了实验研究,分析了入口空气相对湿度对空气侧特性的影响,以Nusselt数Nu和阻力系数f来反映空气侧换热和压降特性。实验结果表明,析湿工况下,Nusselt数随入口空气相对湿度的提高而增大,而阻力系数f变化不明显;换热器水侧中心温度越低,入口空气相对湿度对Nusselt数的影响越显著;干工况下,入口相对湿度对空气侧显热传热系数几乎没有影响。     

蒸发式冷凝器应用于海水淡化系统的试验

将蒸发式冷凝器应用于海水淡化装置中,并作为热源对海水进行加热加湿,将蒸发器作为冷源对海水降温除湿,通过建立试验台,测试海水淡化装置的性能,研究海水入口温度和空气入口湿球温度对海水淡化装置性能的影响因素。试验表明:在喷淋水量为125kg/h,空气入口湿球温度为19.3℃,海水入口温度为32℃时,系统淡水产量可以稳定达到2.5kg/h。这种海水淡化装置的电耗率最小可以达到0.18kW·h/kg,是一种高效、节能并适合家庭用的小型海水淡化系统。     

喷淋溶液对无霜空气源热泵系统特性的影响

基于对空气源热泵结霜机理的研究,从抑制结霜的两个条件出发,提出了无霜空气源热泵新系统。选取适用于该系统的喷淋溶液,搭建了实验台。通过实验验证,证明此系统具有可行性。"防霜"模式运行时,送风温差比常规系统高1.5℃,供热量高6%,且送风参数稳定,运行过程中,压缩比基本保持不变,压缩机和系统稳定性高。选用甘油水溶液作为喷淋溶液时,为保证防霜效果,甘油质量分数应在31%~65%;单位迎风面积喷淋流量应在0.53~0.64 t·(h·m²)^-1。     

Theoretical and experimental investigation of humidification-dehumidification desalination unit

A theoretical and experimental investigation of humidification-dehumidification desalination system is presented. The system is based on an open cycle for water and a closed cycle for the air stream. The air is circulated either by natural or forced circulation. The system modeling is based on various heat and mass balance equations and their numerical solution. The effect of operating parameters on the system characteristics has been investigated. An experimental test set-up has been fabricated and assembled. The set-up has been equipped with appropriate measuring and controlling devices. Detailed experiments have been carried out at various operating conditions and using several packing materials. The heat and mass transfer coefficients have been obtained experimentally and fitted in forms of empirical correlations.The results of the investigation have shown that the system productivity increases with the increase in the mass flow rate of water through the unit. Water temperature at condenser exit increases linearly with water temperature at humidifier inlet and it decreases as water flow rate increases. The higher water temperature at humidifier inlet or water flow rate, the higher is the air temperature and humidity ratio at condenser inlet and exit. A maximum productivity of 5.8 liter/h has been obtained using wooden slates packing and with forced air circulation. No significant improvement in the performance of the desalination unit has been achieved by forced circulation of air at high water temperatures. The average relative deviation of theoretical predictions from measurements is (− 0.9%) in the air temperature at condenser inlet, (3.8%) in the humidity ratio at condenser exit and (− 1%) in the water temperature at condenser exit.     

利用LNG冷能的空分系统换热网络布置及多能级匹配性能

分析了常见的基于空分系统的液化天然气(LNG)冷能利用方式,依据LNG冷能的能谱特点及空分系统运行安全性的特殊要求提出较优的冷能利用方案;针对不同压力等级工况提出LNG与N₂的换热网络布置方案,对提出的4种LNG-N₂换热网络分别进行了流程模拟,并与传统空分系统和已有的LNG冷能利用空分系统进行了比较,结果表明:新的LNG换热网络能有效降低空分系统的单位液态产品能耗,采用LNG-N₂双高压方案时为0.217 kW·h·kg^-1,若对LNG出口压力没有限制则采用LNG-N₂双低压方案可进一步降低能耗至0.176 kW·h·kg^-1,相比已有的LNG冷能利用空分系统能耗分别降低了15.9%和31.8%;同时研究了LNG冷能的多能级换热匹配性能,分析了当N₂压力不变时LNG压力变动对各个方案换热均匀性的影响。研究结果可为不同工况下选择合适的LNG换热压力提供参考。