Absorpcyjne chłodnictwo przemysłowe – technologia i urządzenia

Ziębiarki absorpcyjne znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach wielkiego chłodnictwa przemysłowego. Mogą pracować dla temperatur od -60 do +100C a więc od temperatur zamrażania do temperatur wymaganych w klimatyzacji. Ich moc ziębienia wynosi od około 500 kW w jednej autonomicznej jednostce. 

Urządzenia te znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, petrochemicznym rafineryjnym oraz spożywczym. Do ich napędu wykorzystywane jest ciepło wytwarzane w towarzyszących kotłowniach niskoparametrowych, ciepło z upustu pary w siłowniach oraz ciepło odpadowe pochodzące z procesów przetwórczych w postaci pary wodnej gorących cieczy lub gazów. Ponadto urządzenia te mogą być zasilane poprzez bezpośrednie ogrzewanie gazem ziemnym lub olejem opałowym. Czynnikiem roboczym w ziębiarkach absorpcyjnych jest roztwór amoniak-woda. Zarówno amoniak jak i woda nie powodują niszczenia warstwy ozonowej atmosfery i są przyjazne dla środowiska naturalnego. W urządzeniach tych wielostopniowa desorpcja pozwala wykorzystać niskoparametrowe ciepło odpadowe już przy temperaturze 90-1200C. Natomiast absorpcja wielostopniowa zapewnia ziębienie przy różnych poziomach temperatury.
        
Zalety stosowania ziębiarek absorpcyjnych w porównaniu ze sprężarkowymi
   Przemysłowe ziębiarki absorpcyjne posiadają wiele zalet w porównaniu z powszechnie stosowanymi ziębiarkami sprężarkowymi.
   Do najważniejszych należą:
* łatwa eksploatacja i prosta obsługa,
* automatyczna praca, niewymagany stały nadzór personelu technicznego,
* pewność pracy i niezawodność – spowodowane jest to brakiem części ruchomych (oprócz pomp),
* całkowita bezolejowość czynnika ziębniczego (brak zaolejenia powierzchni wymiany ciepła),
* instalacja uruchamiana na mokro – stąd brak wypadków lub uszkodzeń wskutek uderzeń cieczowych,
* znakomita niedociążalność i doskonała regulacyjność (regulacja obciążenia jest bezstopniowa i ciągła),
* krótki czas reakcji przy wzroście obciążenia,
* elastyczność pracy (zmiana warunków pracy: temperatury parowania, temperatury skraplania, jest możliwa w bardzo dużym zakresie).

  Ziębiarki absorpcyjne przemysłowe charakteryzuje oszczędna eksploatacja. Wymagają bowiem 5-10% energii elektrycznej w porównaniu z ziębiarką sprężarkową. Energią napędową jest tutaj energia cieplna, w szczególności odpadowa. Istnieje możliwość dużej różnorodności wykorzystywanych źródeł ciepła takich jak: para, ciecze, gazy. Urządzenia te mogą być także bezpośrednio ogrzewane gazem ziemnym lub olejem opałowym.
   Dalsze właściwości wyróżniające przemysłowe ziębiarki absorpcyjne to:
* przeważnie montaż na wolnym powietrzu, zmniejszone koszty budowy, brak wydatków na obudowę i fundamenty,
* zapewnienie cichego otoczenia z powodu niskiego poziomu hałasu,
* możliwość przestrzennego rozdzielenia czynnika grzewczego i ziębniczego (każdą część urządzenia można optymalnie uporządkować),
* oddawanie ciepła przeważnie obiegowej wodzie chłodzącej jak również morskiej lub ściekowej,
* możliwość pełnego lub częściowego chłodzenia powietrzem jeśli brakuje wody braku wody.

Zastosowanie ziębiarek absorpcyjnych firmy Borsig
   Najbardziej popularnymi przemysłowymi ziębiarkami absorpcyjnymi są urządzenia produkowane przez niemiecką firmę Borsig, która zajmuje się wytwarzaniem tych urządzeń od ponad 80 lat. Ziębiarki te znajdują  zastosowanie w różnych gałęziach produkcji. Poniżej przedstawiono przykładowe rozwiązania firmy Borsig w tej dziedzinie.

Chłodzenie gazu – uzyskujemy 1000 kW mocy ziębniczej wkładając tylko 30 kW mocy elektrycznej
Dziedzina zastosowania: utlenianie butanu dla produkcji alifatycznych kwasów i rozpuszczalników.
Zadanie: stopniowe ochładzanie z częściową kondensacją.
Rozwiązanie techniczne: jednostopniowe absorpcyjne urządzenie ziębnicze ogrzewane gazem wylotowym.

Parametry procesu:
* ciśnienie początkowe gazu = 6,5 MPa,
* temperatura początkowa gazu = 2000C,
* moc schładzania = moc grzania = 2450 kW,
* moc ziębienia = 1000 kW,
* temperatura odparowania = -200C,
* temperatura początkowa wody chłodzącej = 250C,
* moc napędowa pompy roztworu = 30 kW.

   Energia napędowa procesu ziębienia jest pobierana od strumienia gazu chłodzonego. Gaz reakcyjny ogrzewa desorber, ulega ochłodzeniu i przy tym następuje skraplanie wrzących składników. Solanka jest oziębiana w parowaczu. Desorber jest desorberem ociekowym. Korzyści ze stosowania takiego rozwiązania to dobry odpływ skondensowanych produktów, oraz fakt, że tylko wewnętrzne rury i pokrywy są obciążone wysokim ciśnieniem. Schemat układu przedstawiono na rysunku 1.
   
Największe niskotemperaturowe, absorpcyjne urządzenie ziębnicze wykorzystujące ciepło odpadowe procesów gaszenia
Dziedzina zastosowań: wytwarzanie acetylenu z gazu ziemnego.
Zadanie: odprowadzenie ciepła reakcji i chłodzenie deflegmatora kolumny destylacyjnej. Wstępne chłodzenie niskotemperaturowego urządzenia rozdzielającego. Ogrzewanie desorbera gorącą wodą z procesu gaszenia.
Rozwiązanie: jednostopniowe absorpcyjne urządzenie ziębnicze wspomagane turbiną parową z kompresorem. (...)

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE