GAX循環(huán)氨水雙膜傳熱傳質過程的實驗和模擬研究.pdf

1、吸收式制冷是一種可以直接采用低品位的熱能作為驅動能源的制冷方式，并且利用天然工質作為制冷劑，是一種節(jié)能環(huán)保的綠色技術。在能源危機和環(huán)境問題日益嚴重的今天，吸收式制冷吸引了越來越多的研究者的注意。
　　 如何提高吸收式循環(huán)系統(tǒng)的效率是近來吸收式循環(huán)研究的焦點。目前吸收式制冷循環(huán)高效化的手段，主要著眼于三個方面：一方面是工質對的研究，試圖尋找新的，性能更好的替代工質對；另一方面是從循環(huán)的構型出發(fā)實現(xiàn)制冷循環(huán)的多級、多效化以及循環(huán)內部

2、能量耦合的優(yōu)化；再一方面就是循環(huán)關鍵過程的傳質傳熱的強化，減小過程的推動力。
　　 本文主要從事GAX循環(huán)雙膜分離過程傳質傳熱特性以及模擬和實驗研究。研究工作分為兩個組成部分：GAX循環(huán)熱集成分析與雙膜過程傳質傳熱的實驗研究。熱集成分析研究采用Aspen Plus流程模擬軟件模，擬了氨水GAX吸收式制冷循環(huán)中的氨分離過程，提出了增設中間再沸器模擬GAX氨分離過程的方法，并考察了中間再沸器的熱交換效率、進出口位置和塔內采出物流流量

3、對精餾塔的操作成本的影響。通過熱集成度分析發(fā)現(xiàn)，增設中間再沸器的方法可以降低精餾和高溫塔釜液換熱過程的損失，從而提高系統(tǒng)的熱集成度。增設中間再沸器后，塔釜熱負荷、塔頂熱負荷分別降低了10.51％和13.45％，系統(tǒng)熱集成度提高了12.87％。雙膜過程研究提出了一種新型GAX系統(tǒng)氨水雙膜分離器，分離側采用垂直降膜分離過程，加熱側則采用環(huán)隙強制升膜，整個換熱過程為對流換熱過程。首先通過以水為工質的熱膜實驗驗證了小環(huán)隙這種特殊的幾何結構的傳熱

4、特性；又通過氨水分離實驗驗證環(huán)隙操作條件對分離效果的影響。文章考察了環(huán)隙雷諾數(shù)、溫度和環(huán)隙尺度對傳質傳熱的影響。并歸納出與環(huán)隙尺度有關的數(shù)學模型。
　　 本文在GAX循環(huán)中氨分離過程的熱集成中提出了以增設中間再沸器的方法減小GAX循環(huán)中氨分離過程的能耗。實際上，中間再沸器的設置是對高溫塔釜液能量的梯級利用，把高溫塔釜液的能量再次用于高濃度氨水的發(fā)生過程。立式雙膜熱交換器的研究正是為中間再沸器的設置提供新的思路。從立式雙膜熱交換器