有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及低溫余熱能量利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)（organic RankineCycle, 0RC)混合工質(zhì)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 按照溫度水平的不同，余熱資源可以分為三種：高溫余熱（500°C以上）、中溫余熱 (200-500°C之間）和低溫余熱（200°C以下）。相對(duì)于煤、石油、天然氣等高品位能源而言， 200°C以下的低品位余熱在相同單位內(nèi)包含的可用能量較低，利用難度大。但由于低溫余熱 量很大，且基本沒(méi)有被有效利用，因此低品位工業(yè)余熱利用將對(duì)節(jié)能減排起到重要作用。
[0003] 垃圾焚燒發(fā)電廠排煙溫度通常在150-200°C之間，單條線排煙量通常在60000~ 100000Nm3/h，這部分煙氣帶走的熱量，占整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)能量支出的約20%，屬于低溫?zé)煔?余熱。低溫?zé)煔庥酂豳Y源發(fā)電利用經(jīng)濟(jì)型較差，一方面是由于煙氣的能量品位低，另一方面 是缺乏適合的循環(huán)工質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)是由三氟 二氯乙烷、五氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷、1，1-二氟乙烷以及1，1，1，2-四氟乙烷這五種有機(jī) 工質(zhì)中的二元或三元按照一定的質(zhì)量比例組成的混合工質(zhì)。
[0005] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：1〇%~ 60%的三氟二氯乙烷和10%~80%的五氟丙烷。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：3%~ 97%的三氟二氯乙烷和3%~97%的1，1，1-三氟乙烷。
[0007] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：40 %~ 90%的三氟二氯乙烷和10%~55%的1，1，1，2-四氟乙烷。
[0008] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：50%~ 85%的五氟丙烷和15%~50%的1，1，1-三氟乙烷。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：45%~ 90%的五氟丙烷和10%~55%的1，1-二氟乙烷。
[0010] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：50%~ 70%的五氟丙烷和30%~50%的1，1，1，2-四氟乙烷。
[0011] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：20%~ 80%的三氟二氯乙烷、15%~50%的五氟丙烷和5%~50%的1，1，1，2-四氟乙烷。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：25%~ 65%的三氟二氯乙烷、10%~50%的五氟丙烷和25%~55%的1，1-二氟乙烷。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的組分和含量為：20%~ 60%的三氟二氯乙烷、5%~20%的1，1，1-三氟乙烷和30%~50%的1，1，1，2_四氟乙烷。
[0014]本發(fā)明還提供一種制備上述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的方法，所述方法包括將各組 元物質(zhì)按所設(shè)定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混合。
[0015]上述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)不破壞臭氧層，溫室效應(yīng)影響較低，符合環(huán)保要求，且 熱工參數(shù)適宜，循環(huán)性能優(yōu)良。
【附圖說(shuō)明】
[0016]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
[0017] 附圖中：
[0018]圖1示出了基于有機(jī)朗肯循環(huán)的余熱煙氣發(fā)電動(dòng)力循環(huán)裝置的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以 實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0020] 為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并 不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而 除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0021] 應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)"包含"和/或"包括"時(shí)，其指明存在所 述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整 體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0022] 有機(jī)朗肯循環(huán)是采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)的朗肯循環(huán)。有機(jī)朗肯循環(huán)要求的熱源溫度 較低，100°C左右的熱源就可以維持其正常運(yùn)行。目前低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)使用的工質(zhì)全部集 中在純質(zhì)上，大多以丁烷戊烷等為代表的烷類為工質(zhì)，其應(yīng)用到實(shí)際的有機(jī)工質(zhì)比較少，僅 有1，1，1，2-四氟乙烷（R134a)、氨等少數(shù)幾種工質(zhì)。烷類物質(zhì)雖然循環(huán)熱力性能較好，但其 極易燃易爆，具有較高危險(xiǎn)性，因而限制了其進(jìn)一步推廣使用。因此，開發(fā)一種環(huán)境友好、熱 力性能優(yōu)良的新型工質(zhì)，對(duì)低溫有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。
[0023]本發(fā)明提供一種有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，該有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)是由三氟二氯 乙烷（R123)、五氟丙烷（R245fa)、l，1，1-三氟乙烷（R236fa)、l，1-二氟乙烷（R152a)以及 1，1，1，2-四氟乙燒（R134a)這五種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元按照一定的質(zhì)量比例組成的 混合工質(zhì)。其中，每種混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。表1示出了根據(jù)本 發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)的基本參數(shù)表。
[0024]表1
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)是由三氟二 氯乙烷、五氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷、1，1-二氟乙烷以及1，1，1，2-四氟乙烷這五種有機(jī)工 質(zhì)中的二元或三元按照一定的質(zhì)量比例組成的混合工質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：10%~60%的三氟二氯乙烷和10%~80%的五氟丙烷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：3%~97%的三氟二氯乙烷和3%~97%的1，1，1-三氟乙烷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：40%~90%的三氟二氯乙烷和10 %~55 %的1，1，1，2-四氟乙 烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：50%~85%的五氟丙烷和15%~50%的1，1，1-三氟乙烷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：45%~90%的五氟丙烷和10%~55%的1，1-二氟乙燒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：50%~70%的五氟丙烷和30%~50%的1，1，1，2-四氟乙烷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：20%~80 %的三氟二氯乙烷、15%~50%的五氟丙烷和5%~ 50%的1，1，1，2_四氟乙烷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán)混 合工質(zhì)的組分和含量為：25 %~65 %的三氟二氯乙烷、10 %~50 %的五氟丙烷和25 %~ 55%的1，1-二氟乙烷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征在于，所述有機(jī)朗肯循環(huán) 混合工質(zhì)的組分和含量為：20%~60%的三氟二氯乙烷、5%~20%的1，1，1-三氟乙烷和 30%~50%的1，1，1，2-四氟乙烷。
11. 一種制備權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的方法，其特征 在于，所述方法包括將各組元物質(zhì)按所設(shè)定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混合。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)及其制備方法。所述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)是由三氟二氯乙烷、五氟丙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1-二氟乙烷以及1,1,1,2-四氟乙烷這五種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元按照一定的質(zhì)量比例組成的混合工質(zhì)。上述有機(jī)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)不破壞臭氧層，溫室效應(yīng)影響較低，符合環(huán)保要求，且熱工參數(shù)適宜，循環(huán)性能優(yōu)良。
【IPC分類】C09K5-04
【公開號(hào)】CN104762065
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510104598
【發(fā)明人】李渠, 劉玉坤, 李新, 王進(jìn), 沈宏偉, 羅智宇, 邵哲如
【申請(qǐng)人】光大環(huán)保（中國(guó)）有限公司, 光大環(huán)保技術(shù)研究院（深圳）有限公司, 光大環(huán)保技術(shù)裝備（常州）有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日