工业废热介绍

许多工业过程，如钢铁生产、水泥制造和发电，都会产生“余热”。这是过程中剩余的能量，但可以在比可以有效利用的温度更低的温度下使用。

有许多关于如何回收废热以确保能源效率的例子。例如，家用冷凝锅炉从燃烧烟道气中回收低品位热量，以预热返回的中央供暖水，优化空间供暖应用的能源效率。

废热回收的另一个应用是使用高温热泵将废热温度提高到有用的水平。例如，从仅 80°C 的废热中产生 120°C 的蒸汽。或者，流程整合的概念意味着来自一个流程的废物被用作另一个流程的有用输入。

废热的一种迷人利用是驱动制冷循环以产生深冷的温度。氨/水吸收循环是使这成为可能的技术。其工作原理依赖于氨在冷水中的溶解度很高，但在热水中的溶解度较低。泵用于将氨水溶液从冷库再循环到加热混合物的库，理想情况下使用来自另一个过程的废热。

当氨在水中的混合物被加热时，氨在高压下被驱入气相。然后高压氨可用于传统的冷凝器、膨胀阀和蒸发器制冷循环。氨气然后返回到冷水浴中，在那里它被吸收到水中。冷水浴通过与冷却水进行热交换而冷却，以去除制冷系统的热能。

加拿大初创公司 Cool Science 正在为天然气液化实施氨吸收冷却器。他们的创始人和专利系统的发明者 Colin Nikiforuk 说：“与经典的蒸汽压缩制冷循环相比，能量输入是泵和热量的动力。泵的电力需求、成本和维护要求低于气体压缩机所需的电力需求。因此，该系统可以节省成本并提高能源效率。”

使用氨吸收式冷却器
液化天然气 用于 LNG 液化的经典制冷循环依赖电能和机械压缩能作为制冷循环的输入。当热的压缩气体被冷却然后膨胀时，就实现了冷态。然而，电力被消耗，并且在必须将天然气或生物甲烷液化成液化天然气的地方电力并不总是充足的。对于可能位于远离输电网的偏远地区的小型液化天然气工厂尤其如此。

使用本地可再生能源发电来驱动机械制冷循环是可能的，但需要良好的阳光或风力条件。“在许多需要甲烷液化的地方，例如加拿大，我们既没有可再生风能和太阳能发电所需的阳光强度和风力条件，”Nikiforuk 说。

“这就是氨吸收工艺的优势所在——它可以利用附近工艺的废热而不是电力来驱动制冷循环。” 过程集成可提高能源效率、节省运营成本，并有助于环境可持续的 LNG 生产。

液化天然气用于多种应用。除了作为再气化和发电的主要国际贸易商品的主要作用之外，航运业越来越多地将液化天然气作为一种低排放的船用燃料，以符合海上空气质量要求。在上游石油和天然气操作中液化多余的甲烷以制造 LNG 也是燃烧的替代方案，燃烧只是燃烧多余的甲烷，将二氧化碳排放到大气中，而无需恢复天然气的能量价值。

涡轮增压
技术 与氨/吸水式冷水机组相关的基础技术已有 160 年的历史。关于该主题的最早专利是由法国发明家 Ferdinand Caré 于 1860 年准备的。和小规模液化天然气”，Nikiforuk 说。

Cool Science 在一项综合专利方面巩固了他们的发展，该专利已在许多司法管辖区获得授权。该系统可以处理范围广泛的氨纯度，并且具有最少的控制点，这使得操作非常容易。

Nikiforuk 补充说：“我们通过实施现代工程和过程控制基础，对一项已有一个多世纪历史的技术进行了涡轮增压。它建立在我们在炼油行业类似过程中观察到的最佳实践的基础上。”