溴化锂名称:溴化锂化学式:LiBr分子量:86.85物理性质:极易潮解。
一水溴化锂干燥失水可得无水物。
状态:白色立方晶系结晶体或粒状粉末。
密度:3.64g/cm^3熔点:560℃沸点1265℃溶解性:易溶于水、乙醚、乙醇,可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有机溶剂,微溶于吡啶。
热的溴化锂溶液可溶解纤维。
其水溶液具有强烈的吸湿性,而且,在常温下饱和溴化锂水溶液的浓度达60% ,浓度越大,温度越低,吸湿能力越强。
化学性质:性质稳定,在大气中不易变质不易分解。
可与氨或胺形成一系列的加成化合物,如一氨合溴化程、二氨合溴化锂、三氨合溴化锂、四氨合溴化锂。
与溴化铜、溴化高汞、碘化高汞、氰化高汞、溴化锶等能形成可溶性盐。
溴化锂在空气中对钢铁有很强的腐蚀作用,但在真空状态下加入缓蚀剂,基本上不腐蚀金属。
毒性:大剂量服入溴化锂会抑制中枢神经系统,长期吸入可导致皮肤斑疹及中枢神经的紊乱。
应用是一种高效水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂。
致冷工业广泛用作吸收式制冷剂,有机工业用作氯化氢脱陈剂和有机纤维膨胀剂。
医药上用作催眠剂和镇静剂。
电池工业用作高能电池和微型电池的电解质。
此外,也用于照相行业和分析化学中。
溴化锂水溶液性质(1)无色液体,有咸味,无毒,加入铬酸锂后溶液呈淡黄色。
(2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低。
如图1所示。
图中的曲线为结晶线,曲线上的点表示溶液处于饱和状态,它的左上方表示有固体溴化锂结晶析出,右下方表示溶液中没有结晶存在。
所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分,也就是溴化锂水溶液的质量浓度。
由图中曲线可知,溴化锂的质量浓度不宜超过66%,否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出,破坏制冷机的正常运行。
(3)水蒸气分压力很低,它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多,因而有强烈的吸湿性。
液体与蒸气之间的平衡属于动平衡,此时分子穿过液体表面到蒸气中去的速率等于分子从蒸气中回到液体内的速率。
因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强,也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少,所以在相同温度的条件下,液面上单位蒸气容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。
由于溴化锂的沸点很高,在所采用的温度范围内不会挥发,因此和溶液处于平衡状态的蒸气的总压力就等于水蒸气的压力,从而可知温度相等时,溴化锂溶液面上的水蒸气分压力小于纯水的饱和蒸气压力,且浓度愈高或温度愈低时水蒸气的分压力愈低。
图2表示溴化锂溶液的温度、浓度与压力之间的关系。
由图可知,当浓度为50%、温度为25℃时,饱和蒸气压力0.85kPa,而水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。
如果水的饱和蒸压力大于0.85kPa,例如压力为1k Pa(相当于饱和温度为7℃)时,上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力,也就是说溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力,这一点正是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。
同理,如果压力相同,溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度,由溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态的。
(4)密度比水大,并随溶液的浓度和温度而变。
(5)比热容较小。
当温度为150℃、浓度为55%时,其比热容约为2kJ/(kg·K),这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少,再加上水的蒸发潜热比较大这一特点,将使机组具有较高的热力系数。
(6)粘度较大。
(7)表面张力较大。
(8) 溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低,随温度的升高而增大。
(9)对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性,有空气存在时更为严重,因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。
以溴化锂水溶液为工作对的吸收式制冷系统主要缺点是:热效率低,冷却水消耗量大,设备的密封性要求较高,有一定的腐蚀性。
但由于可以直接利用低参数的热源作动力,是利用太阳能低品位热源的理想的制冷装置;整个机组除功率较小的屏蔽泵外,无其它运动部件,运转安静,运行时基本上没有噪音和振动;以溴化锂~水作为工质对,无毒,无臭,有利于满足环保要求;制冷机在真空状态下进行,无高压爆炸危险;制冷量调节范围广,在20% ~100% 的负荷内可进行制冷量的无级调节;对外界条件变化的适应性强,可在加热蒸汽的压力0.2 ~0.8 MPa ( 表压力) 、冷却水温度20 ~35 ℃、冷媒水出水温度 5 ~15 ℃的范围内稳定运转;机组结构简单,对安装基础的要求低,无需特殊的机座;体积小,用地省,制造管理容易,维护费用亦较低廉;运转十分安全。
溴化锂溶液为工质,制取低温冷媒水,用作空调系统和工艺流程中的冷源,可广泛应用手于轻纺、化工、电子、食品等工矿企业,也可应用于宾馆、剧院、医院、大楼等场合。
1.1.4.3.2 单效溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机原理工作原理与循环溶液的蒸气压力是对平衡状态而言的。
如果蒸气压力为0.85kPa的溴化锂溶液与具有1kPa压力(7℃)的水蒸气接触,蒸气和液体不处于平衡状态,此时溶液具有吸收水蒸气的能力,直到水蒸气的压力降低到稍高于0.85kPa(例如:0.87kPa)为止。
图1 吸收制冷的原理0.87kPa和0.85kPa之间的压差用于克服连接管道中的流动阻力以及由于过程偏离平衡状态而产生的压差,如图1所示。
水在5℃下蒸发时,就可能从较高温度的被冷却介质中吸收气化潜热,使被冷却介质冷却。
为了使水在低压下不断气化,并使所产生的蒸气不断地被吸收,从而保证吸收过程的不断进行,供吸收用的溶液的浓度必须大于吸收终了的溶液的浓度。
为此,除了必须不断地供给蒸发器纯水外,还必须不断地供给新的浓溶液,如图1所示。
显然,这样做是不经济的。
图2 单效溴化锂吸收式制冷机系统图3 双筒溴化锂吸收式制冷机的系统1-冷凝器;2-发生器;3-蒸发器;4-吸收器;5-热交换器;6-U型管;7-防晶管;8-抽气装置;9-蒸发器泵;10-吸收器泵;11-发生器泵;12-三通阀实际上采用对稀溶液加热的方法,使之沸腾,从而获得蒸馏水供不断蒸发使用,如图2所示。
系统由发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、泵和溶液热交换器等组成。
稀溶液在加热以前用泵将压力升高,使沸腾所产生的蒸气能够在常温下冷凝。
例如,冷却水温度为35℃时,考虑到热交换器中所允许的传热温差,冷凝有可能在40℃左右发生,因此发生器内的压力必须是7.37kPa或更高一些(考虑到管道阻力等因素)。
发生器和冷凝器(高压侧)与蒸发器和吸收器(低压侧)之间的压差通过安装在相应管道上的膨胀阀或其它节流机构来保持。
在溴化锂吸收式制冷机中,这一压差相当小,一般只有6.5~8kPa,因而采用U型管、节流短管或节流小孔即可。
离开发生器的浓溶液的温度较高,而离开吸收器的稀溶液的温度却相当低。
浓溶液在未被冷却到与吸收器压力相对应的温度前不可能吸收水蒸气,而稀溶液又必须加热到和发生器压力相对应的饱和温度才开始沸腾,因此通过一台溶液热交换器,使浓溶液和稀溶液在各自进入吸收器和发生器之前彼此进行热量交换,使稀溶液温度升高,浓溶液温度下降。
由于水蒸气的比容非常大,为避免流动时产生过大的压降,需要很粗的管道,为避免这一点,往往将冷凝器和发生器做在一个容器内,将吸收器和蒸发器做在另一个容器内,如图3所示。
也可以将这四个主要设备置于一个壳体内,高压侧和低压侧之间用隔板隔开,如图4所示。
图4 单筒溴化锂吸收式制冷机的系统1-冷凝器;2-发生器;3-蒸发器;4-吸收器;5-热交换器;6、7、8-泵;9-U型管综上所述,溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分:(1)发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水,经U形管进入蒸发器,在低压下蒸发,产生制冷效应。
这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同;(2)发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器,吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气,形成稀溶液,用泵将稀溶液输送至发生器,重新加热,形成浓溶液。
这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。
溴化锂吸收式机组的原理及分类一、溴化锂溶液的特性在溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂溶液作为吸收剂,水作为制冷剂用来产生冷效应,用来吸收产生冷效应后的冷剂蒸汽。
因此,水和溴化锂溶液组成制冷机中的工质对。
1、溴化锂溶液对普通金属有腐蚀作用。
尤其在有氧气存在的情况下腐蚀更为严重。
2、溴化锂水溶液是由固体的溴化锂溶质溶解在水溶剂中而成。
常压下,水的沸点是100℃,而溴化锂的沸点为1265℃。
供制冷机应用的溴化锂,一般以水溶液的形式供应。
性状为无色透明液体;浓度不低于50%;水溶液PH值8以上。
3、20℃时溴化锂溶解至饱和时量为111.2克,即溴化锂的溶解度为111.2克。
溶解度的大小与溶质和溶剂的特性的关,还于温度有关,一般随温度升高而增大,当温度降低时,溶解度减小,溶液中会有溴化锂的晶体析出而形成结晶现象。
这一点在溴冷机中是非常重要,运行中必须注意结晶现象,否则常会由此影响制冷机的正常运行。
二、溴化锂制冷原理溴化锂吸收式制冷原理和蒸汽压缩制冷原理有相同之处,都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下,蒸发、汽化吸收载冷剂的热负荷,产生制冷效应。
所不同的是,溴化锂吸收式制冷是在利用“溴化锂-水”组成的二元溶液为工质对,完成制冷循环的。
在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质中,水是制冷剂。
水在真空状态下蒸发,具有较低的蒸发温度(6℃),从而吸收载冷剂热负荷,使之温度降低。
溴化锂水溶液是吸收剂,在常温和低温下强烈地吸收水蒸气,但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。
吸收与释放周而复始制冷循环不断。
制冷过程中的热能为蒸汽,也可叫动力。
三、双效溴化锂制冷机工作原理双效溴化锂制冷机,一般形式为三筒式。
主要部件由:高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、高温换热器、低温换热器、冷凝水回热器、冷剂水冷却器及发生器泵、吸收器泵、蒸发器泵和电气控制系统等组成。
制冷原理为:吸收器中的稀溶液,由发生器泵分两路输送至高温换热器和低温换热器,进入高温换热器的稀溶液被高压发生器流出的高温浓溶液加热升温后,进入高压发生器。
而进入低温换热器的稀溶液,被从低压发生器流出的浓溶液加热升温后,再经凝水回热器继续升温,然后进入低压发生器。
进入高压发生器的稀溶液被工作蒸汽加热,溶液沸腾,产生高温冷剂蒸汽,导入低压发生器,加热低压发生器中的稀溶液后,经节流进入冷凝器,被冷却凝结为冷剂水。
进入低压发生器的稀溶液被高压发生器产生的高温冷剂蒸汽所加热,产生低温冷剂蒸汽直接进入冷凝器,也被冷却凝结为冷剂水。
高、低压发生器产生的冷剂水汇合于冷凝器集水盘中,混合后导入蒸发器中。
加热高压发生器中稀溶液的工作蒸汽的凝结不,经凝水回热器进入凝水管路。
而高压发生器中的稀溶液因被加热蒸发出了冷剂蒸汽,使浓度升高成浓溶液,又经高温热交换器导入吸收器。