化工生产工艺中溴化锂技术的应用

1 引言

化工行业作为国民经济的支柱产业，在推动经济发展的同时，面临着严峻的节能与环保挑战。化工生产过程复杂，能源消耗大，废弃物排放多。传统化工生产工艺在能源利用效率与环境保护方面存在不足，亟待新技术革新。溴化锂技术作为一种新兴技术，以其节能、环保、高效等特性，在化工生产中得到广泛关注与应用。研究溴化锂技术在化工生产工艺中的应用，对提高化工生产效益、降低能耗、减少污染、促进化工行业可持续发展具有重要意义。

2 溴化锂技术概述

2.1 溴化锂技术原理

溴化锂技术核心基于溴化锂吸收式制冷原理。溴化锂溶液对水蒸气有极强吸附能力，在吸收式制冷系统中，以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂。系统主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及溶液热交换器等构成。工作时，发生器内稀溴化锂溶液被加热源（如蒸汽、热水、废热等）加热，水分蒸发形成冷剂蒸汽，稀溶液浓缩为浓溶液。冷剂蒸汽进入冷凝器，被冷却水冷却凝结成液态冷剂水。液态冷剂水经节流装置降压后进入蒸发器，在低压环境下吸收冷媒水热量蒸发，使冷媒水温度降低，实现制冷。蒸发器产生的冷剂蒸汽被吸收器内浓溴化锂溶液吸收，溶液稀释为稀溶液，吸收过程释放的热量由冷却水带走。稀溶液经溶液泵输送，通过溶液热交换器吸收浓溶液热量升温后，再次进入发生器，开始新循环。

2.2 溴化锂技术特点

2.2.1 节能特性

溴化锂技术最大优势是可利用低品位热能驱动制冷循环，如工业废热、余热、太阳能、地热能等。相较于传统压缩式制冷技术依赖高品位电能，溴化锂技术大幅降低能源消耗。在化工生产中，众多工艺产生大量废热，直接排放浪费能源且污染环境。利用溴化锂吸收式制冷机组回收废热用于制冷，实现能源梯级利用，提高能源利用率。据研究，在余热资源充足的化工企业，采用溴化锂制冷技术可使能源利用率提高 15%-30% 。

2.2.2 环保特性

溴化锂技术采用水作为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，无臭氧层破坏、温室效应等环境问题。传统制冷技术中，氟利昂等制冷剂对臭氧层有严重破坏作用，已被《蒙特利尔议定书》等国际公约限制使用。溴化锂制冷系统运行时无有害气体排放，减少对大气污染。此外，溴化锂溶液化学性质稳定，不易燃、易爆、无毒，安全性高，降低化工生产环境风险。

2.2.3 运行稳定性

溴化锂吸收式制冷机组运行平稳，振动和噪声小。机组内除少量屏蔽泵用于输送溶液和冷剂水外，无其他高速运转部件，设备磨损小，使用寿命长。溴化锂溶液对温度、压力等运行条件变化适应性强，可在较宽负荷范围内稳定运行。在化工生产中，工艺负荷常波动，溴化锂制冷机组可根据实际需求调节制冷量，保证生产工艺冷却需求。其制冷量调节范围可达20%-100% ，调节过程对机组性能影响小。

3 溴化锂技术在化工生产工艺中的应用

3.1 在化工产品冷却中的应用

3.1.1 化肥生产

在化肥生产过程中，如合成氨、尿素生产，诸多工艺环节需冷却。以合成氨为例，原料气压缩前需冷却，降低气体温度，提高压缩机打气量，减少功耗。传统采用地表水或循环水冷却，效果受环境温度影响大，夏季高温时冷却效果差。某化肥企业引入溴化锂制冷技术，利用尿素装置解吸冷却器排出的 95℃左右脱盐水作为热源，驱动溴化锂制冷机组，制取低温冷媒水用于原料气冷却。改造后，原料气温度由 34℃降至 17% ，压缩机入口温度降低，合成氨产量显著增加。经测算，每天可增加氨产量20 吨，同时降低合成氨电耗。

3.1.2 精细化工产品生产

精细化工产品生产对温度控制要求高，产品冷却过程直接影响产品质量和收率。在香料合成中，反应结束后需快速冷却产品，防止副反应发生。某香料生产企业采用溴化锂制冷机组提供低温冷却介质，精确控制产品冷却温度。溴化锂制冷机组制冷量调节灵活，可根据生产工艺不同阶段冷却需求及时调整。应用后，产品纯度从 95% 提高到 98% ，收率从 80% 提高到 85% ，产品质量和经济效益显著提升。

3.2 在化工工艺余热回收中的应用

3.2.1 纯碱生产

纯碱生产中，煅烧系统炉气携带大量废热，传统工艺未充分利用，直接排放浪费能源。某纯碱企业采用溴化锂制冷技术，在每台煅烧炉炉气进冷凝塔前增设炉气洗涤塔，回收炉气废热。洗涤塔底部排出85℃以上热水，送往溴化锂机组发生器，加热溴化锂稀溶液。溴化锂机组制取的低温冷冻水用于联碱结晶工段，降低氯化铵结晶温度。该技术实现能源再生和合理利用，极大降低系统能耗。项目投用后，单位产品电耗下降 22kW・h，每年可节约大量电费，同时减少二氧化碳排放。

3.2.2 石油化工

石油化工生产中，蒸馏、裂解等工艺产生大量高温废气和余热。某炼油厂利用溴化锂吸收式热泵回收催化裂化装置余热，将低温热源提升为中高温热源，用于工艺加热或生活热水供应。溴化锂吸收式热泵以少量高品位能源（如蒸汽）为驱动，从低温热源吸收热量并释放到高温热源。该技术应用后，每年可回收余热相当于 2 万吨标准煤，减少燃料消耗，降低生产成本，同时减少温室气体排放。

3.3 在化工生产环境控制中的应用

3.3.1 车间空调制冷

化工生产车间常因设备散热、化学反应放热等，温度较高，影响工人工作环境和设备运行稳定性。某大型化工企业采用溴化锂吸收式制冷机组为车间提供空调制冷。机组利用工厂余热作为热源，制取 7% -12℃冷冻水，通过空调系统送入车间。与传统电制冷空调系统相比，溴化锂吸收式制冷机组运行成本低，且充分利用余热，节能减排效果显著。车间温度稳定控制在 25 C -28 C ，相对湿度控制在 50%-60% ，改善工人工作环境，提高生产效率，延长设备使用寿命。

3.3.2 化工仓库温湿度调节

化工仓库存储化学品对温湿度要求严格，不当温湿度会导致化学品变质、失效甚至引发安全事故。某化工仓库采用溴化锂制冷机组结合除湿设备，实现温湿度精准调节。溴化锂制冷机组控制仓库温度，除湿设备降低空气湿度。通过自动化控制系统，根据仓库内温湿度传感器反馈信号，实时调节制冷机组和除湿设备运行参数。应用后，仓库温湿度始终保持在适宜范围内，确保化学品存储安全。

4 结论

综上所述，溴化锂技术凭借节能、环保、运行稳定等特性，在化工生产工艺中应用成效显著，为化工企业节能降耗、提高生产效率、改善环境质量提供有效途径。尽管在应用中面临设备腐蚀、溶液结晶、初投资高等问题，但通过采取相应解决措施，可有效克服。未来，随着与新能源技术融合、智能化自动化发展及应用领域拓展，溴化锂技术将在化工生产中发挥更大作用，助力化工行业实现绿色、高效、可持续发展。化工企业应积极关注溴化锂技术发展动态，结合自身实际情况，合理应用该技术，提升企业竞争力，为化工行业转型升级贡献力量。

参考文献

[1] 高永丽 . 煤化工生产工艺中溴化锂技术的应用与研究 [J]. 氮肥与合成气 ,2022,50(02):8-9+12.

[2] 董雪松 . 煤化工生产工艺中溴化锂技术的应用与研究 [J]. 产业创新研究 ,2024,(04):90-92.