制冷过程安全分析及危险性认识

制冷过程安全分析及危险性认识
目前主要的制冷方法有以下几种形式。

(1)冰融化法冰融化时，要从周围吸收热量而使周围的物料冷却。

冰融化吸收的热量约335kJ／kgo它是最早和最广泛使用的方法，可保持在00c以下的低温，主要用于食品贮存和冷饮防暑降温等。

(2)冰盐水法利用冰和盐类的混合物来制冷。

因为盐类溶解在冰水中要吸收溶解热，而冰融化时又要吸收融化热，所以冰盐水的温度可以显著下降。

冰盐水制冷能达到的温度与盐的种类及浓度有关。

在工业上常用的冰盐水是冰块和食盐的混合物。

如冰水中食盐的质量分数为10％时，可获得一6．20c的低温；质量分数为20％时，可获得一13．7℃的低温。

又如23％NaCl和冰的混合物可达一21℃，30％CaCl2和冰混合物可达一55℃，含氯的盐类溶液有很强的腐蚀性。

KOH 和冰的混合物可达一65℃。

这种方法主要用于实验室。

(3)干冰法利用固体二氧化碳升华时从周围吸收大量的升华热来制冷。

在大气压下干冰升华的温度为一78．5°C，升华热为573．6kJ ／kg。

在同样条件下，干冰制冷量比冰融化法和冰盐水法的制冷量大，制冷温度低，一般可达一40°C。

COz是惰性气体，具有缺氧窒息危险。

干冰法制冷广泛应用于医疗、食品、机械零件处理等。

(4)液体汽化法利用在低温下容易汽化的液体汽化时吸收热量来制冷。

在大气压下液氨的汽化潜热为1370kJ／kg，汽化的液氨温度可降低到一33．40c。

液化气体具有液体突然汽化闪蒸爆炸的危险。

这
种方法可以获得各种不同的低温，是目前最广泛的制冷方法，常应用于冷藏、冷冻、空调等制冷过程中。

(5)气体绝热膨胀法(节流膨胀法) 利用高压低温气体经过绝热膨胀后，使气体压力和温度急剧下降而获得更低温度的制冷。

例如20MPa、O°C的空气，减压膨胀到0.1MPa时，其温度可降至一40°C 左右。

又如氨在大气压下的沸点为一33．4°C，它可以在很低的温度下蒸发，从被冷物体吸收热量；所产生的氨蒸气经过压缩和冷却又变为液态氨，液氨经过节流膨胀降低压强，其沸点降到被冷物体温度之下，热量仍由被冷物体流向液氨，因而达到制冷的目的。

这种方法主要用于气体的液化和分离工业。

在合成氨生产中，若采用操作压力为15～30MPa的一般合成流程时，利用氨气易于液化的特点，对具有较高压力的含氨混合气进行冷却，氨即冷凝成液态而与其他气体分离。

一般采用两级氨分离流程，即先用水冷却，再用氨冷却，将混合气体冷却至0℃以下，如图16—1所示。

天然气液化需要先进行预处理，脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳和水分等杂质，以免它们在低温下冻结而堵塞设备和管道。

预处理后，进入液化装置。

如图16—2所示的是利比亚伊索工厂液化装置流程，采用闭式混合制冷剂循环，每套液化装置由4台离心式制冷压缩机及两台绕管式铝制换热器组成。

两台并联布置的压缩机将原料气从起始压力(表压)2．74MPa压缩到4．64MPa。

压缩后的原料气用热钾
碱法脱除二氧化碳与硫化氢，用分子筛使之脱水干燥，并借助吸附过程去除高碳氢化合物。

净化后的天然气进入低温换热器冷却和液化，其液化压力为3．94MPa。

普通使用的冷冻方法有压缩式和吸收式两种，它们共同的基本原理是利用液体蒸发和气体膨胀时吸取四周的热量的作用来产生低温。

此外，还有半导体冷冻技术的研究。

冷冻范围一般是约在一100℃以内。

冷冻是现代冷藏事业的基础，易腐物品借以长期保存和远途运输。

冷冻可为工业生产和科学研究创造低温条件。

冷冻也是改善在高温下人们的生活和劳动条件的措施。

研究冷冻原理以及如何应用于生产和生活中去的技术和操作，称做冷冻工程或制冷工程。

深度冷冻是达到一150℃以下低温的冷冻技术。

实质上就是气体液化的技术。

通常采用机械方法。

例如用节流膨胀或绝热膨胀等法可达一210℃的低温；用绝热退磁法可得1K(热力学温度)以下的低温。

依靠深度冷冻技术，可研究物质在接近绝对零度时的性质，并可用于气体的液化和气体混合物的分离。

冷却是使热物体的温度降低而不发生相变化的过程。

冷却的方法通常有直接冷却法和间接冷却法两种。

①直接冷却法。

直接将冰或冷水加入被冷却的物料中，最简便有效，也最迅速，但只能在不影响被冷却物料的品质或不致引起化学变化时才能使用。

也可将热物料置于敞槽中喷洒于空气中，使在表面自动汽化而达到冷却的目的。

②间接冷却法。

将物料放在容器中，其热能经过器壁向周围介质散发。

被
冷却的物料，如果是液体或气体，可在间壁冷却器中进行。

夹套蛇管、套管、列管式等的热交换器都适用。

冷却剂一般是冷水和空气，或根据生产实际情况来确定。