化工企业是耗能大户，同时也是废热排放大户。如何对化工企业的工艺系统进行科学设计，减少能源消耗，同时减少废热资源排放，多年来一直是企业关注的问题，关系到企业的盈利水平。工业企业工艺系统中采用希望深蓝溴化锂吸收式机组节能技术，不仅能够创造可观的经济效益，大大降低能耗，节省工艺系统运行费用，同时又减少排放、降低污染，带来良好的社会效益，为节能环保事业做出突出贡献。项目示例如下：

       一、项目概况

       该项目为某联碱厂压缩机1至2段余热利用项目。压缩机1-2级出口煤气温度高达150℃以上，原工艺采用冷却水进行冷却降温，此部分热量被排放至大气中，形成了巨大的浪费。如果回收此部分热量，将此部分热量用于热水型溴化锂冷水机组制冷，产生冷冻水用于冷却压缩机1-2级入口煤气温度，入口煤气温度降低，将大大减少压缩机电功耗，还可以有效提高压缩机输送量，实现余热回收零排放。

       二、热量计算。

       1.原半水煤气工艺流程

       原半水煤气有2条输送总管，每条输送管道设计流量为80000Nm3/h，通过9套压缩机并联运行将半水煤气送往变换工段。由脱硫来的半水煤气，在一定温度压力（设计0.028MPa（G），37℃）下，通过压缩机一级进口分离器和缓冲器进入一段缸内压缩，压缩后的气体压力为0.23MPa（G），温度150℃。经一段压缩出口缓冲器，冷却器、分离器后进入二段缸内压缩，压缩后气体压力为0.7MPa（G），温度150℃后经二段压缩出口缓冲器、冷却器、分离器后送往变换工段。

       2.半水煤气成分（质量分数百分比）。

       CO:30%；CO2：9.5%；H2：40%；N2：18%；O2：0.4%；CH4：2.1%，

       3.计算过程。

       3.1 半水煤气输送总管可释放热量。   

       根据甲方要求，2条输送总管上各设置1台壳管式换热器，半水煤气从进口压力为0.028MPa(G)、37℃降至20℃，每条总管的流量为80000Nm3/h。    

       该部分半水煤气中含有在该温度和压力下的饱和水蒸汽。该冷却过程的定性温度为（37+20）/2=28.5℃，通过《AP1700物性查询软件》可查得，该组分的混合气体的摩尔质量为18.9g/mol，在28.5℃，0.028MPa(G)工况下的比热容为7.16Kcal/Kmol.℃（=1.5867Kj/Kg.℃）。    

       则干煤气从37℃降至20℃可释放的热量为：   

       Q1=80000Nm3/h÷22.4*7.16Kcal/Kmol.℃*（37℃-20℃）=434714 Kcal/h。

       在37℃时饱和水蒸汽压：6.282kPa，

       含水蒸汽量：80000*6.282/（0.128*1000-6.282）=4129Nm3/h=3318kg/h

       在20℃时饱和水蒸汽压：2.339kPa，

       含水蒸汽量：80000*2.339/（0.128*1000-2.339）=1489Nm3/h=1196kg/h

       则产生冷凝水量：3318kg/h-1196kg/h=2122kg/h

       37℃水蒸气的焓值：2568.2kj/kg

       20℃水蒸气的焓值：2537.5kj/kg

       则水蒸气放出热量：Q2=（2568.2-2537.5）/4.1868*3318=24329kcal/h

        20℃冷凝水的焓值：83.9kj/kg

       则冷凝水放出热量：Q3=(2537.5-83.9)/4.1868*2122=1243561kcal/h.   

       故1条半水煤气输送总管上从37℃降至20℃需释放的热量为：           

       Q=Q1+Q2+Q3=434714+24329+1243561=170×104Kcal/h 

       3.2 一段压缩出口可释放热量。        

       半水煤气从0.23MPa(G)、150℃通过换热器降至85℃。定性温度为（150+85）/2=117.5，通过《AP1700物性查询软件》可查得，该组分的混合气体的摩尔质量为18.9g/mol，在117.5℃，0.23MPa(G)工况下的比热容为7.31Kcal/Kmol.℃（=1.6213Kj/Kg.℃）。每台压缩机的进气量为17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h，共9台压缩机。 

       则干煤气通过9台压缩机一段出口换热器，从150℃降至85℃可释放的热量为：

       Q=9*793.7Kmol/h*7.31Kcal/Kmol.℃*（150℃-85℃）=339×104Kcal/h。

       3.3二段压缩入口原冷却器可释放热量。        

       半水煤气从0.23MPa(G)，85℃通过原冷却器降至40℃。定性温度为（40+85）/2=62.5，通过《AP1700物性查询软件》可查得，该组分的混合气体的摩尔质量为18.9g/mol，在62.5℃、0.23MPa(G)工况下的比热容为7.24Kcal/Kmol.℃（=1.6028Kj/Kg.℃）。每台压缩机的进气量为17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h。  

       则干煤气通过1台原冷却器从85℃降至40℃可释放的热量为： 

       Q=793.7Kmol/h*7.24Kcal/Kmol.℃*（85℃-40℃）=25.9×104Kcal/h 。 

       3.4二段压缩出口可释放热量。      

       半水煤气从0.7MPa(G)、150℃通过换热器降至85℃。定性温度为（150+85）/2=117.5，通过《AP1700物性查询软件》可查得，该组分的混合气体的摩尔质量为18.9g/mol，在117.5℃，0.7MPa(G)工况下的比热容为7.34Kcal/Kmol.℃（=1.6259Kj/Kg.℃）。每台压缩机的进气量为17777.8Nm3/h=793.7Kmol/h，共9台压缩机。     

       则干煤气通过9台压缩机二段出口换热器，从150℃降至85℃可释放的热量为：    Q=9*793.7Kmol/h*7.34Kcal/Kmol.℃*（150℃-85℃）=341×104Kcal/h 。

       综上所计算可知：

       9台压缩机一段压缩出口换热器可用总热量为339×104Kcal/h ；

       9台压缩机二段压缩出口换热器可用总热量为341×104Kcal/h；

       2台煤气输送总管换热器可释放总热量为340×104Kcal/h；

       单台压缩机二段压缩入口原冷却器可释放热量为25.9×104Kcal/h。

       故系统可以回收的1-2段压缩机出口总热量为680x104kcal/h,设定壳管式换热器的换热效率为≥90%，热水型溴化锂制冷机组COP≥0.8，则热水型溴化锂机组可产生的总制冷量为≥490x104kcal/h。半水煤气总管处需总冷量为378x104kcal/h,则剩余冷量为112x104kcal/h，可为4台压缩机二段压缩入口原冷却器提供。

       三、节能效益估算

       1）压缩机节电效益：吨合成氨电耗下降24kwh，按运行5000小时/年，综合节电效益为：

      24*40.5*5000*0.61/10000=296.5万元

       2）增产效益：增加合成氨产量按45吨/天，每吨按200元效益计算，年创效益

      45*200/24*5000/10000=187.5万元

        3）产量提升，其他电耗下降效益：

       经计算，其他吨合成氨电耗下降15kwh，年创效益为

       40.5*15*5000*0.61/10000=185万元

       综上所述，年创经济效益约为669万元。

       四、背景加料

       希望深蓝空调制造有限公司坐落于四川省成都市高新技术开发区西区，占地170余亩，有7000余平方米的暖通空调科研机构，有30000余平方米的现代化生产厂房，是中国西部重要的制冷及空调设备生产基地。公司拥有强大的技术优势，已获得了近百项专利、专有技术。研发生产各种型号的溴化锂吸收式冷、热水机组；各型真空中央热水机组和常压热水锅炉；冷、热、电三联供分布式能源系统。在焦化、化工、纺织、制药、食品、冶金、电厂等工业领域成为业界公认的“余热利用专家”，被评为“世界环保与新能源产业中国余热回收领域领军企业”。

       希望深蓝，让世界变绿，天空更蓝