氯化钙水溶液作载冷剂时浓度的选择分析

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1、氯化钙水溶液作载冷剂时浓度的选择分析摘要：载冷剂是一种在间接冷却的制冷装置中，使得被冷却系统的热量得以传递到制冷剂中去的一种中间冷却介质。氯化钙水溶液可在低温低压法生产中作为液氯的载冷剂。为了使得全部盐水均呈液体状态并且无冰或无盐析出，一般选用质量分数在28.5%-30%之间的氯化钙水溶液作为载冷剂。本文主要对氯化钙水溶液作为载冷剂时所应该选用的浓度进行分析，以期选择出合适浓度的制冷剂。关键词：氯化钙水溶液、载冷剂、浓度、选择分析一般来说，在低温低压法中生产液氯时都会采用氯化钙水溶液作为其中使用到的载冷剂。氯化钙水溶液又称盐水，其所具

2、有的冻结点温度较低，并且对于生产所需的低温要求可完全满足。在利用氯化钙水溶液作为载冷剂时，对其浓度的合理选择是其中的重要一环。若氯化钙水溶液的浓度选择不当，盐水溶液中就会结出一些冰块或析出一些氯化钙结晶，对于制冷效果产生影响[1]。一、制冷剂的特点制冷剂是在间接冷却的制冷装置中得到广泛应用的一种介质，其使用被冷却系统的热量得以完全传递给制冷剂，属于一种中间冷却物质。这种冷却物质也被称为第二制冷剂。制冷剂循环是在蒸发器中得到冷却，并被送至相应冷却设备中对被冷却系统中存在的热量进行吸收，之后再返回蒸发器中将吸收得到的热量传送给制冷剂，同时

3、再使得载冷剂重新被冷却的一种模式。使用制冷剂可使得制冷剂在较小的循环系统中得到集中，并将冷量传送到距离较远的冷却设备中。在设备中使用制冷剂可以使得一些直接冷却制冷装置很难解决的问题得到相应的解决，另外，使用制冷剂还能使得一些毒性较大或存在较大刺激性气味的制冷剂和使用环境远离，使得制冷系统的安全性得到显著增强[2]。显而易见，制冷剂是依靠显热来对冷量进行运载的，与制冷剂依据汽化潜热制冷的主要区别。由于直接使用了制冷剂，因而导致很多制冷系统的复杂性也大大增加了。与此同时，制冷循环从冷源中获得相应的热量，其中存在了两次传热温差，即载冷剂和被

4、冷却系统中的温差以及载冷剂与制冷剂中的传热温差，使得制冷系统中的传热达到不可逆耗散，使得制冷循环的性能系数得到相应降低。因此，在一些特殊要求中，间接制冷系统才被使用。二、氯化钙水溶液的特点氯化钙水溶液是经常作为载冷剂使用的一种盐水溶液，常用于中温制冷装置。盐水溶液中的比热容、密度以及凝固点等都和盐水溶液的温度以及质量分数有着密切的联系。当氯化钙水溶液的质量分数低于共晶点质量分数时，若氯化钙水溶液的温度高于凝固点温度，那么氯化钙水溶液质量分数也是稳定的。若低于凝固点的温度，氯化钙水溶液则有冰析出。当氯化钙水溶液的质量分数增加时，凝固点也

5、会随之降低[3]。当氯化钙水溶液的质量分数高于共晶点质量分数时，则水溶液的凝固点也得到上升，并且存在结晶盐从氯化钙水溶液中析出。一般来说，氯化钙水溶液的共晶点质量分数为29.9%，共晶点的温度为-55℃。为了使得氯化钙水溶液作为载冷剂在蒸发器中没有发生结冰以及析盐情况，就需要对氯化钙水溶液的工作温度以及质量分数进行严格控制。氯化钙水溶液的导热系统与溶液质量分数之间是呈负相关关系，与温度之间是呈正相关关系。盐水溶液的粘度与溶液质量分数是呈正相关关系，与温度也是呈正相关关系。而盐水溶液的比热容与溶液质量分数之间的关系是负相关，与温度是呈正

6、相关。因此，盐水循环泵耗功也是随着质量分数数值变大而变大的[4]。氯化钙水溶液在实际使用过程中会对空气中的水分进行吸收从而使得其本身的质量分数得到降低，凝固点得到提高。为了避免因盐水溶液凝固点升高对系统的正常工作产生影响，应该对盐水的质量分数定期进行检测，并在其中及时加盐，保持水溶液中保持合理的质量分数。条件允许的话，还可给氯化钙水溶液池加盖。三、氯化钙水溶液作为载冷剂的浓度选择要想使得氯化钙水溶液成功地用作载冷剂，那么在其使用温度范围中就不能有冰或者有盐析出。而且需要保持氯化钙水溶液全部保持液体状态。因此，在对盐水质量分数进行选定的

7、时候，应该使得使用温度高于质量分数下盐水冻结点。并且，此时的质量分数应该小于使用温度下饱和溶液所具有的质量分数[5]。一般来说，和生产液氯所需要的低温范围-40℃—-34℃相对应的，如果按照最低温度，即-40℃来进行选择的话，氯化钙水溶液的质量分数应该设置在28%-31.4%之间。若想设置得更为精确，就可以将质量分数设置在28.5%-30%之间，对应的相对密度范围应该为1.275-1.286。因此，根据已经得到计算的盐溶液，可通过对相对密度进行测试的方法对配制溶液的质量分数进行相应的确定。结语：氯化钙水溶液是一种常用的载冷剂，其浓度的

8、不同可对载冷剂的性质以及性能都产生很大影响。因此，在实际使用的时候，需要对氯化钙水溶液的浓度进行合理选择。若氯化钙水溶液浓度选择不合理，就会导致有冰析出或有盐析出。一般来说，氯化钙水溶液的浓度设置为28.5%-30%，这