專利名稱：用co的制作方法
一、用CO2作工質(zhì)利用低溫?zé)嵩垂岚l(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)的戰(zhàn)略意義。
隨著社會的高度工業(yè)化發(fā)展，二氧化碳在大氣中的濃度顯著增加，由此引起的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球大氣升溫惡化后果，一直是使全人類憂心忡忡的問題。
據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計，全球每年CO2的排放量高達(dá)290億噸，而約有一半的CO2存留于大氣中。工業(yè)化前CO2的濃度是280×10-6，目前已高達(dá)約360×10-6。溫室效應(yīng)引起的生態(tài)環(huán)境的變化，如溫室氣體引發(fā)的厄爾尼諾、拉尼娜等全球氣候異常，頻繁的洪澇干旱、臺風(fēng)等，以及由此引發(fā)的世界糧食減產(chǎn)、沙漠化現(xiàn)象等，早已引起世界環(huán)保組織的憂慮。1997年的《京都議定書》對各國溫室氣體排放量的遞減做了明確的規(guī)定，但由于CO2氣體排放與工業(yè)發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，作為CO2氣體排放最多的美國已于2001年退出該協(xié)議。我國也是氣體排放較多的國家之一，雖然我國對于CO2氣體的治理做了大量工作，但同很多國家一樣，CO2氣體排放的治理和國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之間，一直存在難以兩全的困境。而本人研究的成果用CO2作工質(zhì)利用各種低溫?zé)嵩?≥-30℃的流體都可，至少≥0℃的流體實用價值高)都能發(fā)電并同時供熱制冷的新工藝技術(shù)，則不僅可以解決我國CO2氣體排放治理的問題，而且對于促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有更深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
鑒于CO2氣體對環(huán)境的危害，人類一直都在探索科學(xué)利用CO2的途經(jīng)，其中用CO2作工質(zhì)利用流體的熱源發(fā)電的課題，科學(xué)家門也早有探究。由于CO2沸點(常壓下)為-77.8℃，故可利用其蒸發(fā)吸熱而利用低品位的熱源，使CO2升溫增壓后驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電，從而大大拓展能源渠道。據(jù)悉羅馬尼亞已在地?zé)岚l(fā)電中用二氧化碳作為驅(qū)動汽輪機(jī)的工質(zhì)已實現(xiàn)了工業(yè)化，其奧拉迪亞市高等教育學(xué)院建成了利用地下熱水用CO2作工質(zhì)的地?zé)岚l(fā)電站，已投入運轉(zhuǎn)并加入電網(wǎng)發(fā)電。
由此可見，利用CO2作工質(zhì)吸取各種低溫?zé)嵩垂岚l(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)也完全可以實現(xiàn)工業(yè)化。據(jù)報道羅馬尼亞用CO2發(fā)電利用的地?zé)崾歉哂?0℃以上中品位的中熱值熱源，而如果用CO2作工質(zhì)發(fā)電時又同時使CO2高溫制熱及低溫制冷的話，則不僅可一舉三得，更重要的是只要比CO2的蒸發(fā)溫度高20～30℃以上的流體低溫?zé)嵩匆材軐崿F(xiàn)供熱發(fā)電，那么將CO2發(fā)電并制冷后的液體的蒸發(fā)溫度控制在-55～-45℃之間，則理論上≥-30℃的流體熱源都可作為供熱熱源，至少≥0℃以上的流體供熱發(fā)電完全可以實現(xiàn)工業(yè)化。這樣，由于發(fā)電熱源的廣泛拓展，由此而給我們?nèi)祟悗頍o限神奇美妙的前景那么眾多的中、低品位的熱源海湖江河水、地?zé)崴⑻柲?、空氣、某些流體工業(yè)產(chǎn)品的余熱均能成為取之不盡用之不竭的能源所在！如此一來，本項工藝技術(shù)如得以廣泛應(yīng)用，則不僅可以大幅減少制造工業(yè)中產(chǎn)生的溫室氣體排放量，而且也能徹底解決全球的能源危機(jī)、石油危機(jī)，更為人類開發(fā)海下資源、外太空創(chuàng)造更有利條件，為人類各種活動、為提高生活質(zhì)量提供取之不盡用之不竭的潔凈能源！尤其對我國加速成為最具競爭力的世界強國帶來亙古未見的機(jī)遇！首先，由于我國大部分地區(qū)處在亞熱帶、溫帶地區(qū)，所擁有的中低品位低溫?zé)嵩慈珀柟?、海水、湖江河水、地?zé)崴?，工廠排放的較高熱值的余熱均無窮無盡，利用起來經(jīng)濟(jì)價值高，為我國各企業(yè)產(chǎn)品帶來高效率、低成本優(yōu)勢，起碼我國可做到能源自給自余，從而不再需要每年進(jìn)口幾千萬桶的石油及天然氣，如此便可節(jié)約大量外流財富，迅速推進(jìn)現(xiàn)代化；第二、由于用CO2作工質(zhì)利用低溫?zé)嵩窗l(fā)電逐漸代替火力發(fā)電，不僅大幅度減少工業(yè)廢氣中CO2、SO2、N2O，砷化物、灰塵對空氣的污染，而且將大幅減少采礦、砍伐森林等破壞生態(tài)的行為，從而解決我國由于工業(yè)高速發(fā)展帶來的工業(yè)污染對生態(tài)環(huán)境的后顧之憂；第三、可推動我國CO2及氣體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如我國若有300萬家(1200萬家企業(yè)的25％)自建CO2供熱發(fā)電及制冷裝置，則將至少拉動150000億元(每裝置平均按500萬元)的投資與消費，我國的液體CO2產(chǎn)量也會由80萬噸/年迅速增長到3000萬噸/年(按每裝置需10t計)CO2的產(chǎn)值將迅速由8億元增長至300億元以上，且由于CO2的回收、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)、設(shè)備制造及CO2發(fā)電裝置的廠房設(shè)備的安裝、投運及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所能帶來的就業(yè)崗位至少在6000萬個以上(按每裝置及相關(guān)連企業(yè)崗位20個計算)這樣對我國的城市化發(fā)展也起到極大的推動作用。還有不少頗具戰(zhàn)略意義的方面如在北美碳交易市場、歐盟碳交易中憑此技術(shù)我國便可大賺一回，還有能使我國能源從此不再受制于人等，在此不再贅述。
二、用CO2作工質(zhì)利用低溫?zé)嵩垂岚l(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)的工作原理1、CO2的物理熱學(xué)性質(zhì)這里簡單介紹一下CO2的物理相變及熱學(xué)性質(zhì)，以幫助我們了解CO2供熱發(fā)電制冷的基本原理。
a、密度氣體CO2的密度比空氣重，大約是空氣的1.5倍。0℃時，壓力為101.3kpa的密度為1.9769kg/m3；在20℃時，壓力為101.3kpa時為1.7909kg/m；液體CO2的密度在較高溫度區(qū)域內(nèi)比水輕，但在較低溫度下則比水略重；固體CO2的密度大約在1500～1700kg/m3之間；b、三相點、溫度T＝-56.57℃，壓力p＝0.518Mpa.固體焓hs＝-54kcal/kg，液體焓hl＝-7.6kcal/kg氣體含hg＝75.4kcal/kg；c、臨界點、溫度Tc＝31.1℃，壓力Pc＝7.38Mpa，密度ρc＝468kg/m3，熱焓h＝151.8kcal/kg；d、CO2工作時幾個重要狀態(tài)點的參數(shù)；①、溫度-50℃，壓力0.10Mpa，液體熱焓hl＝-5kcal/kg，氣體熱焓hg＝76kcal/kg，②、溫度25℃，壓力0.1Mpa，過熱氣體熱焓175kcal/kg③、溫度60℃，壓力7.5Mpa，過熱氣體熱焓185kcal/kg2、CO2供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)的工作原理附

圖1CO2供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)狀態(tài)變化原理圖。
由圖1、CO2供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)狀態(tài)變化原理圖可知，處在A點狀態(tài)的CO2氣體，經(jīng)B、C、D、E、F、G、H、I，八個過程，即四次壓縮，四次冷卻，即可將A點狀態(tài)0.1Mpa，25℃壓縮并被冷卻達(dá)到I點狀態(tài)7.5Mpa、60℃，并在被串聯(lián)的自來水冷卻時，加熱自來水使自來水溫度由23℃升至55℃左右，達(dá)到向需洗浴用熱水部門直接提供生活用熱水。然后處在I點狀態(tài)7.5MPa、60℃的CO2氣體進(jìn)入二級膨脹的汽輪發(fā)電機(jī)之高壓缸一級膨脹推動汽輪機(jī)高速運轉(zhuǎn)作功，壓力降至1.0Mpa后，再進(jìn)入低壓缸二級膨脹繼續(xù)對汽輪機(jī)作功后，本身內(nèi)能、體積能、速度能、位能均急驟下降，氣體冷凝液化為液體到達(dá)J點狀態(tài)，CO2氣體減少的內(nèi)能，體積能(二者之和即為熱焓)，速度能、位能(此二者變化的數(shù)值相對于前二者來說可忽略不計)即轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)的電能，從而實現(xiàn)向用戶供電的目的，與此同時，由于CO2氣體失去大量的內(nèi)能、體積能，溫度驟然下降，本身液化為溫度很低的液體即J點狀態(tài)(-50℃0.1Mpa)，從而制得深度的冷源，達(dá)到制冷的目的。(更重要是低溫液體CO2在提供冷源時，實際上具備了向比它溫度高的物質(zhì)攝取熱能的強大動力，從而可以在地球的任何位置向自然界獲取無本能源)，此低溫液體CO2再被冷卻熱源加熱蒸發(fā)并過熱升溫，完成了一個循環(huán)，重又回到A點狀態(tài)。如此又具備了供熱發(fā)電的能量又轉(zhuǎn)入下一個供熱發(fā)電制冷循環(huán)。
這個工作循環(huán)實際上是卡諾的熱力發(fā)動機(jī)的理想可逆循環(huán)和克勞德法液化制冷循環(huán)流程融合在一起，并有進(jìn)一步改進(jìn)的流程達(dá)到基本無“功損失”、有效能可最大化利用的目的。
3、CO2供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)工藝流程簡述附流程簡圖2。CO2氣體由A點0.1Mpa經(jīng)往復(fù)式四級壓縮機(jī)(無油潤滑)的一級壓縮至B點130℃、0.4Mpa，經(jīng)一級中間冷卻器與自來水(23℃)換熱后到達(dá)C點溫度降至35℃，再經(jīng)二級壓縮后到達(dá)D點125℃、1.2MPa，再經(jīng)二級中間冷卻器與一級中冷來的自來水(32.5℃換熱后到達(dá)E點，溫度降至45℃，再經(jīng)三級壓縮到達(dá)F點120℃、3.0MPa。在三級中冷器與二級中冷來的自來水(41℃)換熱后至達(dá)G點，溫度降至50℃，再經(jīng)壓縮機(jī)四級壓縮到達(dá)H點135℃、7.5Mpa，在四級冷卻器中與三級中冷來的自來水(48℃)換熱后到達(dá)I點溫度降至60℃。此時自來水被加熱到55℃送入熱水桶，熱水桶內(nèi)熱水可根據(jù)用戶需要可直接送至用戶或繼續(xù)用絕緣電加熱電阻繼續(xù)升溫至用戶所需溫度而送出，如此達(dá)到供熱目的。I點狀態(tài)的CO2直接進(jìn)入具有高低壓兩個缸的汽輪機(jī)的高壓缸經(jīng)噴嘴膨脹推動汽輪機(jī)高速運轉(zhuǎn)作功后，壓力降至1.0Mpa，然后進(jìn)入汽輪機(jī)的低壓缸繼續(xù)膨脹作功推動汽輪機(jī)發(fā)電，本身壓力降至0.1Mpa、-50℃，并大部分冷凝成液體，到達(dá)狀態(tài)J點，在冷凝過程中CO2液體被迅速抽出進(jìn)入CO2蒸發(fā)器，與加熱源(或稱被冷卻介質(zhì))換熱，提供冷量給被冷卻介質(zhì)，本身獲得能量，回到狀態(tài)A，又將進(jìn)入下一個供熱發(fā)電制冷的循環(huán)。
在這個循環(huán)過程中，幾乎不需要擔(dān)心各工序的效率問題，因為它將卡諾循環(huán)及克勞德循環(huán)融合在一起并有進(jìn)一步改進(jìn)，如果任一工序在供熱發(fā)電制冷中的某個方面降低了效率的話，那就會使相反的方面的效率得到提高，如壓縮機(jī)的打氣效率降低，則其供熱效率提高，如其制冷時漏冷損失增加，則其供熱發(fā)電效率可能會提高，因為漏入熱量顯然是不需要成本的。
4、CO2供熱發(fā)電制冷熱力學(xué)過程計算CO2由狀態(tài)A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→A經(jīng)歷一個循環(huán)過程，其熱力學(xué)過程及計算如下以1臺壓縮機(jī)8m3/min打氣流量(進(jìn)口狀態(tài))計算(一)由A點25℃.0.1Mpa氣體CO2到I點60℃、7.5Mpa，期間四次壓縮的終態(tài)溫度T2，根據(jù)《化工工藝設(shè)計手冊》上實際氣體往復(fù)式壓縮機(jī)的計算方程式T2=T1ϵK-1K;]]>每級壓縮所做理論功W=1.634PtVtKK-1[ϵKK-1-1]]]>則分別計算T2得(各加上10℃左右機(jī)械損失溫升)
B點T2＝130℃，D點T2＝125℃；F點T2＝120℃；H點T2＝135℃。
分別計算各級壓縮做功W1＝20.9kwh(A→B)W2＝16.1kwh(C→D)W3＝13.2kwh(E→F)W4＝13.2kwh(G→H)壓縮機(jī)總計對CO2作功Wλ＝W1+W2+W3+W4＝63.4kwh(二)由A點到I點，期間四級冷卻放出熱量計算一級冷卻Q1＝mCp(T2-T1)＝26kwh(B→C)二級冷卻Q2＝21.9kwh (D→E)三級冷卻Q3＝20.5kwh (F→G)四級冷卻Q4＝20.5kwh (H→I)CO2經(jīng)四級冷卻總放出熱量Q放＝Q1+Q2+Q3+Q4＝87.6kwh若按每1kgCO2用2.5kg自來水串聯(lián)冷卻，則自來水理論上可獲得溫升 以自來水入口溫度23℃計算，可得55℃熱水共2357kg/h。
(三)CO2氣體由I→J點即絕熱膨脹發(fā)電并制冷過程。
a、首先計算CO2氣體由I點60℃、7.5Mpa經(jīng)過絕熱膨脹，假設(shè)為無機(jī)械阻力，有足夠的空間和時間，也無相變，即視作理想氣體膨脹的終點溫度。
按理想氣體公式T2=T1ϵ1-γγ=333×(7.50.1)1-1.251.25=140.4k]]> 而如果以實際氣體的節(jié)流膨脹的焦一湯公式計算其終點溫度T2＝T1+HJT(P2-P1)＝333+1.38×10-5(0.1-7.5)×106＝231K＝-42℃由于汽輪機(jī)的輸出能量的效應(yīng)及CO2氣體在汽輪機(jī)的高低壓缸內(nèi)作絕熱膨脹，既有較大的膨脹空間，又因克服機(jī)械阻力作功后大部分氣體液化，其熵變度大，便似克勞德液化流程中的膨脹機(jī)效應(yīng)，使得CO2絕熱膨脹過程較為接近理想氣體，假使無相變液化過程仍全部為氣相，則其T2溫度肯定介于上述兩種T2計算結(jié)果之間，且將比較接近-132℃，至少在-100℃左右，但本工藝技術(shù)的目的不是要制得很低溫度的CO2，只是要求得到比被冷卻介質(zhì)(或稱低溫?zé)嵩?有足夠溫差的低溫液體CO2就夠了，因此可根據(jù)需要在汽輪機(jī)低壓缸出液箱對其加熱，控制其液化溫度在-40℃-50℃就可以，從而保證設(shè)備不需要更耐深度低溫的昂貴材料。因此下面即以CO2在-50℃液化與蒸發(fā)來計算其熱力學(xué)數(shù)據(jù)。
b、I點到J點狀態(tài)是一不可逆過程，卻可假設(shè)為3個可逆過程的組合。
因此用熱力學(xué)方程式計算可得
ΔH1=-W1=-P2ΔV=-P2nRT(1p2-1p1)=-16.26kwh]]>ΔH2＝-W+(-ΔU)＝-nRΔT-mcpΔT＝-35.55kwhΔH3＝-(W3+ΔconH)＝-nRT-ΔconH＝-100.68kwh∵-W＝ΔH＝ΔH1+ΔH2+ΔH3∴ W＝-ΔH＝-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)＝152.5kwh即得CO2氣體對汽輪機(jī)所作的功152.5kwh。
c.若以查圖法計算，查得I點熱焓H＝185kcal/kg。
J點液體熱焓H1＝-5kcal/kg。氣體Hg＝76kcal/kg。
如果以J點CO2組成全部為液體計算此臺壓縮機(jī)發(fā)電做功為W出＝208.3kwh。
而如果以J點狀態(tài)CO2仍全部為氣態(tài)，則計算所得W出為W出＝119.5kwh，顯然CO2絕熱膨脹發(fā)電作功的實際情況介于兩者之間，這也驗證了上述按分解為可逆步驟計算所得結(jié)果較為接近實際情況。
(四)CO2氣體由J→A狀態(tài)，即-50℃、0.1Mpa的液體CO2將制得的冷量轉(zhuǎn)移至被冷卻介質(zhì)(或稱加熱源)，本身取得熱量而被蒸發(fā)升溫成為過熱氣體的不可逆過程，這也可以分解為個可逆過程來計算 Q1＝ΔH1＝ΔvapH+W1＝ΔvapH+nRT＝100.8kwhQ2＝ΔH2＝ΔU+W2＝mcpΔT+nRΔT＝24.24kwhQ吸＝Q1+Q2＝125kwh.
此亦為CO2提供給被冷卻介質(zhì)的制冷量，也是CO2從外界獲取的用來供熱發(fā)電的熱量。
同樣用查圖表法計算CO2由J→A點，Q吸＝ΔH＝197kwh，所以實際情況也應(yīng)介于二者之間。
三、CO2作工質(zhì)利用低溫?zé)嵩垂岚l(fā)電制冷的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。
1、發(fā)電量由上述熱力學(xué)計算，此8m3/min的四級壓縮機(jī)的理論發(fā)電量為152.5kwh，如果以發(fā)電機(jī)組的機(jī)械功損失為5％計，則可實際發(fā)電為145kwh，換算成CO2每kg發(fā)電量＝0.154kwh。
2、供熱量由上述熱力學(xué)計算得，此壓縮機(jī)理論供熱量為87.6kwh，則每kgCO2供熱量為；0.093kwh。若以其熱損失5％計(因CO2溫度與環(huán)境溫差并不大)，實際供熱量0.088kwh/kg。
3、制冷量由上述熱力學(xué)計算，此壓縮機(jī)理論上提供的制冷量為125kwh，換算成每kgCO2的制冷量為0.133kwh，若以冷量損失5％計，則實際制冷量為0.126kwh/kg。
4、壓縮機(jī)的耗電量由上述熱力學(xué)計算得，此壓縮機(jī)的理論耗電量為63.4kwh，若以壓縮機(jī)有效功率85％計算，則實際耗電量為74.6kwh，換算成每kgCO2耗電0.079kwh。
5、所耗熱能，由于所利用的低溫?zé)嵩?，可取自無本的太陽能，海湖江河水、空氣或工業(yè)廢熱氣，廢熱水或其它廢熱流體，其成本只需計算其動力輸送能耗，而這些流體都是用風(fēng)機(jī)或低壓泵，低壓壓縮機(jī)輸送，其壓力一般不會超過0.4Mpa，其動力消耗便不會超過CO2壓縮機(jī)能耗的1/10，若以壓縮機(jī)能耗的1/10計算，則計耗能0.008kwh。
綜上所述，則可知每kgCO2總耗能為0.079+0.0079＝0.087kwh，而卻能同時生產(chǎn)出0.154kwh的電能、0.126kwh的冷量、0.088kwh的熱能，發(fā)電效率為177％，制冷效率為145％，制熱效率為101％。也即是用6.5kg的CO2耗能0.56kwh的熱能，可同時生產(chǎn)1kwh的電能、0.82kwh的冷量、0.57kwh的熱量，即總效率為423％。其經(jīng)濟(jì)效益即使在理論上的計算結(jié)果折扣一半也是無與倫比！也就是本技術(shù)方案能源投入與產(chǎn)出之比為1∶4.23，與火力發(fā)電能源投入與產(chǎn)出之比2.2∶1比較，本技術(shù)方案之能耗不到火力發(fā)電的九分之一，何況所用能源是取之不盡用之不竭天然的無本的潔凈能源！四、本工藝技術(shù)與火力發(fā)電技術(shù)之比較1、本技術(shù)與火力發(fā)電相比，不但不產(chǎn)生大量的溫室氣體、含硫、砷、氮的氧化物及夾帶灰塵的污染氣體和水體，且能回收工業(yè)廢氣中的溫室氣體CO2，變廢為寶，其重大經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略意義前已述及，不再贅述。
2、本技術(shù)與火力發(fā)電相比，它所需熱源不僅來源廣泛，且取之不盡用之不竭，還能促使氣候溫度有所下降，而且熱源供給成本非常之低，其重大意義前也已述及。
3、本技術(shù)與火力發(fā)電相比，它所能耗僅單以發(fā)電量計算也只有火力發(fā)電的四分之一，而若以供熱制冷及發(fā)電疊加計算，則其能耗不到后者的九分之一，其優(yōu)勢不言而喻。
4、本技術(shù)與火力發(fā)電相比，流程非常短，廠房設(shè)備投資大大減少，尤其沒有固體燃料的運輸、投入與排出，沒有給水凈化系統(tǒng)，也沒有排廢凈化除污系統(tǒng)，所以投資、施工、自動化調(diào)節(jié)，都節(jié)省得多。
5、本技術(shù)與火力發(fā)電或其它介質(zhì)供熱制冷工藝比較，同時綜合供熱、發(fā)電、制冷三方面的功能，從而大大減少單一功能建廠所占的用地面積、資金及其它各種資源，等于避免了重復(fù)建設(shè)，大大節(jié)約了財富和自然資源。
6、本技術(shù)與火力發(fā)電比較，運行安全穩(wěn)定性更可靠，材料與維修費用低，也容易實現(xiàn)自動化操作管理，因為溫度壓力不是那么高，無腐蝕介質(zhì)(純凈的CO2是沒有腐蝕的)不象火力發(fā)電含硫、砷、空氣雜質(zhì)造成既有高溫腐蝕又有低溫腐蝕，所以設(shè)備使用壽命長，所需條件、材料均大為減少。
7、本技術(shù)與火力發(fā)電比較，工質(zhì)循環(huán)量約為后者的1.5倍，本技術(shù)所需工質(zhì)循環(huán)量為發(fā)電1Kwh需CO2量1÷0.154＝6.5kg，比火力發(fā)電的約4kg水蒸汽多一半，但前者消耗輔助動力比后者低得多。
8、本技術(shù)與火力發(fā)電比較，其汽輪機(jī)參數(shù)要求前者略低，后者其高溫?zé)崦浝淇s與防震要求高，后者只是耐低溫要求高，但不屬深冷參數(shù)，溫差小得多，只是低壓缸材質(zhì)抗冷脆要求高。
9、本技術(shù)與火力發(fā)電比較，汽輪機(jī)低壓缸的液擊點蝕可能嚴(yán)重些，設(shè)計與生產(chǎn)過程須重點預(yù)防。
10、用CO2作工質(zhì)供熱發(fā)電并制冷與其它介質(zhì)，如氟利昂、異丁烷、氨、水蒸氣，等比較，既來源容易，又安全可靠，具無毒無污染，不易燃易爆，且工藝條件低，發(fā)電、制冷效率高數(shù)倍，推廣應(yīng)用容易等優(yōu)點。
11、用CO2作工質(zhì)供熱發(fā)電并制冷時，若被冷卻介質(zhì)為濕空氣或水時，應(yīng)注意防止冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)設(shè)備中結(jié)冰凍結(jié)堵塞，造成傳熱效率下降影響工作效率，因此這是本工藝技術(shù)方案的一個缺點。因此用空氣作加熱源時最好用干空氣，用水作加熱源時應(yīng)盡量提高水的壓力和流速，減小水的溫降，還應(yīng)考慮設(shè)計CO2的蒸發(fā)溫度在-5℃～5℃之間，以使加熱源在高于冰點與CO2液體換熱，達(dá)到比較理想的工作效率。
五、用CO2作工質(zhì)利用低溫?zé)嵩垂岚l(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)的適應(yīng)范圍。
1、本技術(shù)應(yīng)用范圍更有優(yōu)勢，不但適于各工廠企業(yè)，也更適于學(xué)校、賓館、酒店、超市、體育館、會堂、展覽館、生活小區(qū)等，只相當(dāng)于建一個中型鍋爐的費用，便可全部解決電力、供熱、空調(diào)的問題，而且用戶根據(jù)需要的側(cè)重點，可以按需調(diào)節(jié)供熱與制冷的相對負(fù)荷。而且如果室內(nèi)需要熱空氣，也可將工藝流程中各冷卻器的自來水切換為冷空氣便可由供熱水改為直接供熱空氣，只須調(diào)節(jié)空氣流量便可。
2、本技術(shù)應(yīng)用區(qū)域也是無限廣闊，不管東南西北、海底天空、沙漠高山，邊防哨卡，只要有陽光、水、空氣等低溫?zé)嵩吹牡胤剑湍馨惭b本裝置，獲取無本能源，為人類充分開發(fā)大自然、海洋、外太空創(chuàng)造基本條件。尤其可充分利用太陽能、地?zé)崴湍戏降暮：铀?，所以不管城市、農(nóng)村均能普及受惠。
3、本技術(shù)流程的工藝條件也能根據(jù)用戶需要或加熱源溫度范圍的需要，可以將壓縮機(jī)的級數(shù)及最后級排出壓力進(jìn)行任意變更，一般從節(jié)能方面考慮在1.6Mpa～12Mpa之間均能隨意選擇，都能實現(xiàn)供熱發(fā)電制冷的目的，只是其工作效能隨之改變而已，一般工作壓力不應(yīng)超過12Mpa，以免設(shè)備造價及工作安全性有更高要求。
綜上所述，本技術(shù)前景不可估量，也許它能徹底改變整個世界，更希望能為振興我國經(jīng)濟(jì)，拯救全球生態(tài)環(huán)境作出卓越貢獻(xiàn)。計算所用數(shù)據(jù)出自《化學(xué)工程手冊》《化工工藝設(shè)計手冊》《發(fā)酵工廠二氧化碳的回收和應(yīng)用》及有關(guān)雜志上技術(shù)論文。
權(quán)利要求
本工藝技術(shù)的特征是利用低溫低壓(0.1Mpa、25℃)的氣體CO2，通過四次壓縮四次冷卻將其增壓至較高壓力(7.5Mpa、60℃)，與此同時輸出一定熱量(加熱自來水)，然后經(jīng)過二級節(jié)流膨脹對汽輪機(jī)作功輸出電能，同時氣體CO2本身失去內(nèi)能及體積能，溫度驟降冷凝成低溫低壓液體(-50℃、0.1Mpa)，制得冷量，與比其溫度高的低溫?zé)嵩次镔|(zhì)換熱，輸出冷量，本身獲得熱量被蒸發(fā)并過熱升溫，回到初始狀態(tài)(0.1Mpa、25℃)，而完成一個供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)的工藝循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)連續(xù)聯(lián)合供熱發(fā)電制冷聯(lián)產(chǎn)的目的。
全文摘要
本技術(shù)是利用CO
文檔編號F25B1/10GK1570513SQ200310112408
公開日2005年1月26日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者李志明 申請人:李志明