可预混的连续变温蒸馏发生器以及吸收式循环系统技术方案

本发明专利技术涉及能源化工，提供一种可预混的连续变温蒸馏发生器，包括壳体，还包括第一换热管以及喷液管，壳体上设置有高压浓溶液进口、第一热源进口以及第一热源出口，于壳体上还设置有高压蒸汽出口以及稀溶液出口，于壳体的外侧设置有预混单元，预混单元具有稀溶液进口、低压被吸收蒸汽进口以及低压混合流出口；还提供一种吸收式循环系统，包括上述发生器。本发明专利技术中发生器可实现溶液发生过程与变温热源的高度匹配，其表现在以相同的变温热源可以实现更高的等效发生温度，从而使系统效率大幅提升，而且系统硬件结构紧凑，以可预混的发生器，不仅可以实现比传统意义上的多效发生更优的发生效率，而且使系统流程组织更为灵活、简便。

【技术实现步骤摘要】
可预混的连续变温蒸馏发生器以及吸收式循环系统
本专利技术涉及能源化工领域，尤其涉及一种可预混的连续变温蒸馏发生器以及吸收式循环系统。
技术介绍
吸收式循环系统较为广泛地应用于制冷、动力和气体分离等
，如吸收式制冷机/热泵、吸收式发动机(以氨-水为工质中的部分动力循环系统也常称为Kalina循环发动机)以及各种吸收式气体分离系统。这些系统都是以热能为驱动力，仅需消耗少量机械功，从而实现对外持续输出制冷量、机械功(电能)或实现工艺过程中的气体组分的分离。吸收式循环系统的基本原理都是利用热能驱动发生(蒸馏)过程，将浓溶液分离成高浓度的蒸汽和低浓度的溶液。蒸汽部分进入后续的制冷(制冷机/热泵)、动力(发动机)子系统或气体分离子系统等，实现对外的有用功输出或气体组分分离。低浓度的溶液与从发生器返回的浓溶液回热后进入发生器，再度吸收相应的组分转变成浓溶液后再度增压、泵送到发生器，完成一个循环。传统的吸收式循环系统的发生器，无论带精馏与否，本质上都是由定温热源来驱动，即发生器内部的蒸馏过程发生在某一固定的温度(也称为发生温度)。显然，此类发生过程中只有热源也是定温热源且温度足够高时，系统才会具有最高的能源利用效率，否则会使这一转换过程中的热能利用品质降低。在现实中，能为能源转换系统真正利用的几乎都是具有热能-温度分布特性的热源，或称之为变温热源。因此，基于定温蒸馏驱动的传统吸收系统发生器都不能够与实际中具有普遍意义的变温热源实现良好的匹配。为了充分利用变温热源，现有研究首先着眼于利用多级吸收式系统的技术方案，该流程在一定程度上改善了宽变温热源的有效利用问题。但是，该方案并未真正解决吸收式系统与变温热源的匹配问题，也增加了系统的复杂性。近年来。众多学者对吸收式系统进行了更多的研究和探索，提出了多效吸收和非整数效吸收式系统流程，在系统效率提高的同时降低了系统的复杂性。该类系统流程仅是对前述多级方案的改进，同样并未解决吸收式系统与变温热源的匹配问题。以温度变化范围较宽的热源驱动的吸收式制冷系统为例，受限于每一级吸收式系统的有效工作温区及效率变化特征：如采用多级吸收式制冷流程，可以实现变温热源的热能的充分利用，并且能制取更低的温度下的冷量。但是，如热源总温跨小于各级高效工作温跨之和时，系统的效率会随温跨减小快速降低，且系统也比较复杂。近年来，众多学者针对不同热源情况，又提出了众多新的流程，如，针对热源温度低于某一值时，传统单效吸收式制冷机不能正常工作，以文献(Animprovedabsorptionrefrigerationcycledrivenbyunsteadythermalsourcesbelow100℃(Int.J.EnergyRes.2000；24：633-640))为代表，提出了一种称为0.x效的非整数效吸收式制冷流程，其拥有与传统多级吸收式制冷流程相似的性能，但结构相对较为简单；针对热源温度(最高温度)在传统单效吸收式制冷流程所需最佳热源温度以上的场合，提出了称为1.x效、双效及多效概念流程等(Fundamentalthermodynamicsofidealabsorptioncycles.(Int.JofRefrig，1997,20(2)：120-135)、专利ZL201010104713.4等)。由于系统的复杂性以及成本等因素限制了三效及三效以上流程的应用。目前，得到工业应用的主要有单效、双效以及1.x效吸收式制冷流程，尤其是1.x效和0.x效两类流程是对变温热源利用的重要进步，在兼顾系统复杂性的同时，提高了系统的性能。另外。专利ZL2002110664.9也提出了一种自复叠吸收式制冷流程，不仅可以制取较传统单效吸收式制冷流程更低温度的冷量，而且结构相对多级吸收式制冷流程更为简单。综上所述，现有的传统吸收式系统，本质上都基于定温蒸馏，非整数的0.x效和1.x效吸收式系统虽有所改善，但也未从根本上脱离定温蒸馏的思路且在一定程度上增加了系统的复杂性。总体上来讲，上述系统都不能与实际的宽温度范围的变温热源有很好的匹配。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可预混的连续变温蒸馏发生器，旨在用于解决现有的吸收式系统难以实现溶液发生过程与变温热源高度匹配的问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术实施例提供一种可预混的连续变温蒸馏发生器，包括具有腔室的壳体，还包括第一换热管以及喷液管，所述第一换热管与所述喷液管均位于所述腔室内，所述壳体上设置有高压浓溶液进口、第一热源进口以及第一热源出口，所述第一换热管两端分别与所述第一热源进口以及所述第一热源出口连接，所述喷液管与所述高压浓溶液进口连接，于所述壳体上还设置有高压蒸汽出口以及稀溶液出口，所述喷液管位于所述第一换热管上方，且所述高压蒸汽出口与所述稀溶液出口分别位于所述喷液管的上下两侧，于所述壳体的外侧设置有预混单元，所述预混单元具有稀溶液进口、低压被吸收蒸汽进口以及低压混合流出口，其中所述稀溶液进口与所述稀溶液出口连通。本专利技术实施例还提供一种吸收式循环系统，包括制冷装置，还包括至少一个上述的发生器，各所述发生器的所述第一换热管均与所述制热装置形成循环流路。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的发生器中，可实现溶液发生过程与变温热源的高度匹配，其表现在以相同的变温热源可以实现更高的等效发生温度，从而使系统效率大幅提升，而且系统硬件结构紧凑，以可预混的连续变温蒸馏发生器，不仅可以实现比传统意义上的多效发生更优的发生效率，而且使系统流程组织更为灵活、简便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第1中形式原理图；图2为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第2中形式原理图；图3为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第3中形式原理图；图4为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第4中形式原理图；图5为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第5中形式原理图；图6为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第6中形式原理图；图7为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第7中形式原理图；图8为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第8中形式原理图；图9为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第9中形式原理图；图10为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第10中形式原理图；图11为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第11中形式原理图；图12为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第12中形式原理图；图13为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第13中形式原理图；图14为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第14中形式原理图；图15为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第15中形式原理图；图16为本专利技术实施例提供的可预混的连续变温蒸馏发生器的第16中形式原理图；图17为本专利技术实施例提供的可预混的连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可预混的连续变温蒸馏发生器，包括具有腔室的壳体，其特征在于：还包括第一换热管以及喷液管，所述第一换热管与所述喷液管均位于所述腔室内，所述壳体上设置有高压浓溶液进口、第一热源进口以及第一热源出口，所述第一换热管两端分别与所述第一热源进口以及所述第一热源出口连接，所述喷液管与所述高压浓溶液进口连接，于所述壳体上还设置有高压蒸汽出口以及稀溶液出口，所述喷液管位于所述第一换热管上方，且所述高压蒸汽出口与所述稀溶液出口分别位于所述喷液管的上下两侧，于所述壳体的外侧设置有预混单元，所述预混单元具有稀溶液进口、低压被吸收蒸汽进口以及低压混合流出口，其中所述稀溶液进口与所述稀溶液出口连通。

【技术特征摘要】
1.一种可预混的连续变温蒸馏发生器，包括具有腔室的壳体，其特征在于：还包括第一换热管以及喷液管，所述第一换热管与所述喷液管均位于所述腔室内，所述壳体上设置有高压浓溶液进口、第一热源进口以及第一热源出口，所述第一换热管两端分别与所述第一热源进口以及所述第一热源出口连接，所述喷液管与所述高压浓溶液进口连接，于所述壳体上还设置有高压蒸汽出口以及稀溶液出口，所述喷液管位于所述第一换热管上方，且所述高压蒸汽出口与所述稀溶液出口分别位于所述喷液管的上下两侧，于所述壳体的外侧设置有预混单元，所述预混单元具有稀溶液进口、低压被吸收蒸汽进口以及低压混合流出口，其中所述稀溶液进口与所述稀溶液出口连通。2.如权利要求1所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：还包括第三换热管，所述第三换热管与所述稀溶液出口连通，且所述第三换热管至少部分位于所述腔室内。3.如权利要求2所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：所述第三换热管位于所述腔室内的部分具有至少一段第一弯折结构，且所述第一弯折结构沿竖直方向延伸。4.如权利要求2所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：所述第三换热管位于所述腔室内的部分均位于所述喷液管下方。5.如权利要求2所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：所述第三换热管位于所述腔室内的部分均位于所述喷液管的上方。6.如权利要求2所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：所述第换热管位于所述腔室内的部分分布于所述喷液管的上下两侧。7.如权利要求2所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：所述第三换热管通过所述预混单元与所述稀溶液出口连通，且所述低压混合流出口连通所述第三换热管。8.如权利要求1-7任一项所述的可预混的连续变温蒸馏发生器，其特征在于：还包括第二换热管，所述第二换热管与所述高压蒸汽出口连通，且所述第二换热管至少部分位于所述腔室内。9.如权利要求8所述的可预混的连续变温蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：公茂琼，郭浩，陈高飞，鹿丁，董学强，徐清宇，沈俊，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11