空分系统压缩热回收利用方法比较研究

本文将三种空分压缩热的利用方式加以比较,包括有机朗肯–空分压缩热回收系统(ORC-ACS),有机朗肯–电驱动式蒸气压缩–空分压缩热回收系统(ORC-VCR-ACS),以及有机朗肯驱动式–蒸气压缩–空分压缩热系统(ORVC-ACS)。计算结果显示,ORVC-ACS具有最高的节能性和经济性,其节能功率可达1723 k W,折合节约电量15.1 GWh/a,空压机节能率达7.5%。ORC-VCR-ACS次之,其最高节约功率约为1268 k W,ORC-ACS的节能功率最低,其最高节能功率约为783 k W。ORVC-ACS的最高净现值约为9.9千万元,折现回收周期小于3.2年,具有较高的经济效益。ORC-VCR-ACS和ORC-ACS的最高净现值和最大折现回收周期分别约为9.7千万元、3.4年和4.4千万元、4.8年。此外,三个系统每年最多可节约二氧化碳分别为10.8、11.4和4.9百万吨,显示出巨大的环境潜力。     

低温空分系统中压缩余热利用研究进展

低温空分系统是煤化工、冶金和航天等重要领域的关键支撑之一。然而,作为低温空分系统最大的耗能单元,空气压缩机的效率提升已接近瓶颈,压缩能耗居高不下,产生大量低品位、低能量密度的压缩余热,有效利用该部分余热可望成为提升压缩过程能效的重要突破口。本文首先从热力学角度对不同压缩过程进行了分析,总结了空分应用中压缩过程的主要特点,分析了减少压缩能耗的基本方向。在此基础上,对低温空分系统中压缩余热的特殊性进行了总结凝练。最后,立足于直接热利用和能量品位提升两个视角,从相对广义的压缩余热利用逐步聚焦到空分系统内压缩余热利用,综述了国内外的相关研究进展,并展望了空分压缩余热利用的未来研究与应用方向。     

自由电子气模型计算金属材料冲击压缩极限压缩度

用简单的自由电子气模型对金属铁、铜、铝、铅的冲击压缩特性进行了数值计算,计算结果表明材料并不能无限地被压缩,存在极限压缩度,随着压缩度的增加,在冲击压力增加的同时,冲击温度也急剧上升,限制了材料的进一步压缩,本文计算的这几种材料的极限压缩度为3.9.     

热机循环极限效率的图像讨论法

证明了在相同的高温热源和相同的低温热源之间的所有可逆循环中,卡诺循环的效率最大;而采用T-S图和p—V图的方法对此进行讨论,则是一种简明直观的方法．     

低Z流体的单次冲击波压缩极限

低Z流体的单次冲击波压缩极限是判断各种研究高压物态方程理论和实验正确与否的重要参数。维里定律和Hugoniot方程表明,单次冲击波压缩率是由各种因素的相对重要度决定的,包括平均势能、平均动能、内部自由度的激发度和逆幂函数型势能曲线的幂指数。如果幂指数大于2,相互作用势能使流体变得比理想气体更难压缩,否则流体就比理想气体更容易压缩。内部自由度的激发总是让流体变得更容易压缩。在各种不同因素起主导作用的压强段,低Z流体的单次冲击波压缩极限不同。用一个简单的单次冲击波压缩极限的表达式解释了低Z流体在离解区域和电离区域的行为。     

基于双级压缩的制冷系统热回收

受限于冷凝温度,目前制冷系统热回收制取的热水温度通常在60℃以下。提出了基于双级压缩制取95℃左右高温热水的热回收方案,在热回收系统(即高压级)冷凝压力不超过30bar、排气温度为100℃时,该热回收系统的性能系数理论值为11.3(R717)、11.4(R22)。该热回收方案只需在原有制冷系统的压缩机排气至冷凝器、冷凝器至储液器这两处的管路上开口联接即可,非常适合同时有冷、热需求场合的现有制冷系统的热回收改造,也可作为新设计的热回收制冷系统的参考方案。     

用自由电子气模型计算金属材料冲击压缩极限压缩度

材料在一次冲击波压缩过程中的极限压缩度（材料压缩后的密度与初始密度的比值即ρ/ρ0）一直是高压物理研究领域非常关注的话题之一，它也是武器物理设计中非常重要的参数，对它的研究将有助于理解极端条件下材料的某些行为，如高度压缩条件下原子分子结构变化及粒子间相互作用规律等，这也是高压凝聚态物理学延伸到极端条件和微观层次的必然趋势。一般认为，对材料施加的压力无穷大时，材料能够被无限制地被压缩，但是大量研究已经表明在一次冲击波压缩过程中任何材料都不可能无限制地被压缩，而是存在极限压缩度，     

空分复用光纤研究综述

在多媒体和数据应用程序快速扩展和驱动骨干网带宽需求量迅速增长的网络背景下,时分、波分、偏分复用技术与多级调制方式结合,使得大容量传输系统中单模光纤容量快速接近香农理论极限。空分复用(SDM)技术可以突破该限制,为未来光纤容量增长提供新的解决方案。通过讨论多芯光纤、少模/多模光纤和少模多芯光纤三种SDM技术方案,详细介绍了SDM光纤的研究进展及研究方法,同时对三种光纤方案进行对比,阐明了各种方案的优劣性。     

余热深度利用除湿降温系统中溶液工质研究

基于一种吸收式制冷与溶液除湿有机耦合的除湿降温空调系统,选择LiBr-H₂O、LiCl-H₂O、LiCl-CaCl₂-H₂O等溶液作为工质对,对吸收式制冷系统进行实验研究,测试系统性能与影响因素。实验结果表明,在热水温度80℃,输出17℃冷冻水的条件下,LiCl-CaCl₂混合溶液作为工质对的制冷量为10.72 kW,COP为0.59,比LiBr溶液和LiCl溶液低6%左右,其单位立方米成本仅为LiBr的36%,在性能相差不大的前提下具有成本优势,因此有替代LiBr的可能。同时,系统运行存在最佳制冷效果的溶液循环量;热水温度越高,制冷量越大;冷却水温度越低,流量越大;系统制冷量越大,能效越高。     

自由电子气冲击压缩特性的理论计算

用自由电子气模型对自由电子气(费米能为5 eV)的冲击压缩雨贡纽曲线、冲击温度进行了数值计算.冲击压力、内能和冲击温度被计算为压缩度的函数.计算结果表明,自由电子气(费米能为5eV)的冲击压缩极限近似为初始密度的4倍.     

大液体量空分流程分析

针对有大液体量要求的冶金型空分装置,介绍了四种流程组织形式。通过模拟计算和分析比较,从设备投资、运行能耗、变负荷调节性、操作稳定性等方面,总结了不同流程型式的特点及适应性。针对不同的液体产品比例要求,推荐选择不同的流程形式,达到流程优化、节能降耗的目的。     

冲破量子极限——光压缩态

 近几年来,物理学最古老的分支之一--光光又有了新的突破,人们从实验上获得了光的一种量子态--压缩态光.读者可能会问,“光怎么能被压缩?”要解释什么叫压缩态光,还得从光的本性谈起.(一)光的量子涨落光是一种电磁波.在经典光学里,我们可以设想在空间某点光场随时间的周期性变化如图1(a)所示,其中纵坐标为电场强度,在任何时刻它的振幅和相位都是完全确定的.     

维持LNG冷能空分装置连续运行的方案研究

LNG(液化天然气)蕴含的冷能应用于空气分离,既节约了传统空分大量的压缩制冷功耗,同时也满足了日益增长的气体需求。由于接收站LNG的气化量在不同时段和不同季节因用户的用气波动而频繁变化,致使LNG冷能空分装置因冷量中断而被迫频繁停车,冷能空分项目的连续稳定运行受到了一定的制约。针对此问题,提出了利用液氮冷媒补冷,维持空分装置连续运行的方案,研究结果表明:LNG冷能供应中断时,通过利用液氮冷媒补冷可维持空分装置连续运行,相比较空分装置直接停车再冷开车,该方案经济上切实可行。     

微型蒸气压缩制冷系统实验研究

该制冷系统由微型回转式压缩机、管带式换热器和毛细管等组成,制冷剂为R134a。单机重2.21kg,体积210mm×140mm×160mm。2.0kg锂电池确保系统150min内持续提供73.6W冷量。利用空气焓差台测量压缩机转速、蒸发器进风温度和送风量等参数对于系统性能的影响。实验结果确定了影响性能的主要因素,且表明主动调节可使系统满足不同的制冷量和冷却温度要求。     

空分复用光纤放大器增益均衡技术研究进展

随着第五代移动通信技术的正式商用,全球网络流量的需求呈爆炸式增长,传统单芯单模光纤通信系统的容量已接近香农极限,实现通信系统的升级扩容迫在眉睫.空分复用光纤通信系统基于空间维度复用,可有效解决未来通信系统的扩容难题,而空分复用光纤放大器是不可或缺的核心器件和研究焦点之一.当多信道功率增益不均衡时,功率差将会随传输距离的...     

蒸气压缩式制冷装置仿真的基本理论和热点问题

针对蒸气压缩式制冷装置仿真的基本理论进行了总结。将稳态仿真方法归纳为四种 :连续替代 (SS)方法、牛顿 -辛普生 (NR)方法、顺序模块 (SM)方法以及联立方程解 (SES)方法。动态仿真研究在总量上还较少 ,从中难以归纳出普遍适用的方法。模型的数值健壮性、模型的通用性以及大型机组的仿真是目前的热点问题。     

一种改进的单级压缩分凝制冷系统设计

介绍了一种单级压缩分凝制冷系统的缺点,提出了新的改进方案,并进行了主要部件如压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管、组合换热器的设计计算。在试验样机上测试,各种指标均符合设计要求。     

碳水混合物冲击压缩特性的理论研究

 采用固-液双相混合模型和分子流体的微扰变分统计理论,分别计算了石墨-水体系（ρ₀=1.233 g/cm³）和金刚石-水体系（ρ₀=1.238 g/cm³）的冲击压缩特性。结果表明：（1）在不发生石墨→金刚石相变和化学反应的低压区域（p<20 GPa）,这两种混合体系的冲击压缩曲线的差别并不明显;（2）在发生石墨→金刚石相变的高压区域（p>20 GPa）,这两种混合体系的冲击压缩曲线显著不同,且石墨-水体系更易压缩;（3）在45～60 GPa强冲击压力范围内,冲击波诱发的化学反应也不会显著影响这两种体系冲击压缩曲线的走势。上述结论与文献（高压物理学报,1999,13(2):87-92）发表的实验结果相矛盾。进一步分析了引起理论与实验结果不一致的可能原因,并对文献中的实验结果及其理论分析结论提出质疑。     

苯冲击压缩特性的理论计算

用MCR液体变分微扰理论计算了苯冲击压缩曲线,计算中苯分子间相互作用势采用EXP-6等效两体势模型,势参数通过对实验数据的拟合优选,计算中采用了Tang修正后的硬球径向分布函数.计算结果在未反应段与Dick等人的实验数据符合较好.计算结果表明苯的振动激发对其冲击物性有着重要影响,选α值为13.4能更准确地反映苯分子间的相互作用.?     

基于空分复用的矿井瓦斯浓度光纤检测网络研究

瓦斯爆炸事故频繁发生,对瓦斯浓度进行准确、实时检测和预警是治理瓦斯危害的有效手段。实验研究了基于气体光谱吸收原理,采用1.65 μm波长的近红外可调谐DFB激光器,利用激光器的模式跃变特性设计了差分吸收式的双波长单光路光纤传感网络。使用光开关并结合空分复用技术复用了16个瓦斯传感器,传感气室部分研究了防煤尘等关键技术。经PCI数据采集卡采集各路信号后,利用虚拟仪器对各路信息进行分析并显示。研究表明,在不采用数字锁相放大器,且气体吸收光程只有10 cm的条件下,探测灵敏度达到了0.05%,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,各传感器切换响应时间小于1 s。该网络只要更换激光器就可对其他气体进行实时检测。