لیتیوم بروماید و کاربرد آن در چیلرهای جذبی

چیلر یک اصطلاح کلی برای دستگاهی است که با به گردش درآوردن آب سرد، دمای محیط اطراف خود را کنترل می‌کند. علاوه بر حفظ دمای دستگاه‌های مختلف صنعتی و ابزارآلات آزمایشگاهی در سطح ثابت، برای تهویه مطبوع ساختمان‌ها و کارخانجات نیز کاربرد دارد.

چیلر جذبی، ماشینی است که طی یک سیکل دائمی تحت عنوان سیکل جذبی و با استفاده از منابع گرمایی مانند بخار داغ یا شعله مستقیم گاز ، آب را سرد نموده و به واحدهای ساختمانی مانند انواع فن کویل مانند فن کویل سقفی یا هواساز یا واحدهای صنعتی، جهت خنک کاری ارسال می‌نماید.

چیلر جذبی (Absorption chillers) یکی از چیلرهای پرکاربرد و محبوب در سیستم‌های hvac به شمار می‌رود. البته امروزه چیلرهای جذبی بسیار کمتر از چیلرهای تراکمی مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا راندمان آنها بسیار پایین‌تر از چیلرهای تراکمی است که این موضوع باعث شده این دستگاه‌ها آرام آرام در بازار تهویه مطبوع به حاشیه رانده شوند.

چیلر جذبی لیتیوم بروماید چیست؟

لیتیوم بروماید (LiBr) یک ترکیب شیمیایی است که از یک اتم لیتیوم و دو اتم بروم تشکیل شده است. این ترکیب به صورت جامد سفید رنگ در دمای اتاق وجود دارد و نقطه ذوب آن 457 درجه سانتیگراد است. لیتیوم بروماید در چیلرهای جذبی به عنوان یک ماده جاذب استفاده می شود. در یک چیلر جذبی، آب به صورت بخار به اواپراتور وارد می شود و در آنجا خنک می شود و به مایع تبدیل می شود. این مایع سپس به ژنراتور منتقل می شود و در آنجا با لیتیوم بروماید گرم شده و به بخار تبدیل می شود. این بخار سپس به کندانسور منتقل می شود و در آنجا سرد می شود و به مایع تبدیل می شود. این مایع سپس به اواپراتور باز می گردد و چرخه ادامه می یابد.

لیتیوم بروماید (Lithium Bromide) در چیلرهای جذبی به دلیل ویژگی‌های نظیر قدرت جذب بالای آب، پایداری حرارتی بالا و قابلیت استفاده مجدد بالا استفاده می شود. لیتیوم بروماید می تواند مقدار زیادی آب را جذب کند. این امر باعث می شود که چیلر جذبی بتواند مقدار زیادی گرما را از محیط جذب کند. لیتیوم بروماید در دماهای بالا پایدار است. این امر باعث می شود که چیلر جذبی بتواند در دماهای بالا کار کند. لیتیوم بروماید را می توان به راحتی از محلول جاذب جدا کرد و دوباره استفاده کرد. این امر باعث می شود که چیلر جذبی نسبت به سایر انواع چیلرها مقرون به صرفه تر باشد.

با این حال، لیتیوم بروماید دارای برخی معایب است، از جمله خورندگی و سمیت. لیتیوم بروماید می تواند فلزاتی مانند آهن و فولاد را خورده کند.  این ماده همچنین سمی است و باید با احتیاط استفاده شود. در مجموع، لیتیوم بروماید یک ماده جاذب موثر برای چیلرهای جذبی است. این ماده دارای ویژگی های متعددی است که آن را برای این کاربرد مناسب می کند.

نحوه عملکرد چیلر لیتیوم بروماید

در نخستین مرحله از سیکل چیلر جذبی لیتیوم بروماید، آب مقطر به عنوان مبرد در دما و فشار بسیار کم وارد محفظه اواپراتور می شود. دلیل اینکه آب مقطر در دما و فشار بسیار کم وارد محفظه اواپراتور می شود این است که در این شرایط، آب مقطر می تواند به صورت همزمان به صورت مخلوطی از آب مایع و بخار آب در اواپراتور شکل بگیرد.

این امر به دلیل پدیده تعادل فاز است. در تعادل فاز، دو فاز مختلف از یک ماده در یک سیستم در حال تعادل هستند. در این شرایط، فشار و دمای دو فاز یکسان است. برای آب مقطر، فشار بخار اشباع در دمای پایین بسیار کم است. به همین دلیل، اگر آب مقطر در دمای پایین و فشاری بسیار پایین قرار گیرد، می تواند به صورت همزمان به صورت مخلوطی از آب مایع و بخار آب در اواپراتور شکل بگیرد.

در این محفظه، لوله هایی جاسازی می شود که درون لوله ها مسیر آب جریان یافته و اطراف لوله ها هم آب مقطر در فشاری بسیار پایین جریان می یابد. این امر باعث می شود که آب مقطر اطراف لوله ها با جذب گرمای آب جاری درون لوله ها، از حالت مایع به بخار تغییر فاز داده و آب درون لوله ها نیز سرد شود. این آب سرد با پمپی برای مصرف کننده نهایی پمپاژ می شود.

ابزوربر چیلر جذبی لیتیوم بروماید چیست؟

ابزوربر چیلر جذبی لیتیوم بروماید یکی از اجزای اصلی این دستگاه است که وظیفه جذب بخار آب از محلول لیتیوم بروماید را بر عهده دارد. ابزوربر معمولاً از یک محفظه بزرگ ساخته شده است که درون آن لوله هایی قرار دارد. محلول لیتیوم بروماید از طریق این لوله ها جریان می یابد.

بخار آب تولید شده در اواپراتور توسط جریان هوای گرمی که از بالای ابزوربر عبور می کند، به ابزوربر منتقل می شود. بخار آب در محلول لیتیوم بروماید حل می شود و محلول را رقیق می کند. محلول رقیق شده از طریق یک پمپ به محفظه ژنراتور منتقل می شود. در ژنراتور، محلول رقیق شده توسط گرما تبخیر می شود و بخار آب تولید می کند. این بخار آب دوباره به اواپراتور باز می گردد و چرخه تبرید آغاز می شود.

در زیر برخی از نکات مهم در مورد عملکرد ابزوربر در چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید آورده شده است:

• ابزوربر باید از موادی ساخته شده باشد که در برابر خوردگی مقاوم باشند. موادی که معمولاً برای ساخت ابزوربر چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید استفاده می شوند عبارتند از فولاد ضد زنگ (stainless steel)، آلومینیوم و مس. فولاد ضد زنگ یکی از بهترین مواد برای ساخت ابزوربر است. این ماده در برابر خوردگی مقاوم است و در دماهای بالا نیز پایدار است. آلومینیوم نیز یک ماده مناسب برای ساخت ابزوربر است. این ماده سبک تر از فولاد ضد زنگ است و هزینه کمتری دارد. مس نیز یک ماده مناسب برای ساخت ابزوربر است. این ماده در برابر خوردگی مقاوم است و گرما را به خوبی منتقل می کند. انتخاب ماده مناسب برای ساخت ابزوربر به عوامل مختلفی مانند شرایط محیطی، نوع چیلر و بودجه بستگی دارد.
• محلول لیتیوم بروماید باید در ابزوربر به طور یکنواخت جریان داشته باشد تا بتواند بخار آب را به طور موثری جذب کند.
• سرعت جریان هوای گرم در ابزوربر باید مناسب باشد تا بتواند بخار آب را به طور موثری به محلول لیتیوم بروماید منتقل کند.

در چیلر جذبی لیتیوم بروماید، ابزوربر نقش مهمی در عملکرد این دستگاه ایفا می کند. اگر ابزوربر به درستی کار نکند، ممکن است باعث کاهش عملکرد چیلر یا حتی خرابی آن شود.

جدول مشخصات لیتیوم بروماید

فرمول شیمیایی لیتیوم بروماید LiBr است. این فرمول نشان می دهد که یک اتم لیتیوم با دو اتم بروم ترکیب شده است. سایر مشخصات این ماده عبارت است از:

جرم مولکولی لیتیوم بروماید 86.845 گرم بر مول است. این جرم برابر با مجموع جرم اتم های لیتیوم و بروم است. چگالی محلول لیتیوم بروماید 1.58 کیلوگرم بر لیتر است. این چگالی نسبتاً زیاد است و نشان می دهد که لیتیوم بروماید یک ماده سنگین است. لیتیوم بروماید به صورت جامد سفید رنگ در دمای اتاق وجود دارد. این ماده دارای کریستال های کوچکی است که به راحتی در آب حل می شوند.

بازه اسیدی لیتیوم بروماید 9.14 است. این بدان معناست که لیتیوم بروماید یک ماده قلیایی است. لیتیوم کرومات یک ماده ضدخورنده است که به محلول لیتیوم بروماید اضافه می شود تا از خوردگی فلزات جلوگیری کند.

لیتیوم بروماید در کاربردهای مختلفی استفاده می شود. مهم ترین کاربرد آن به عنوان مبرد در چیلرهای جذبی است. این ماده به دلیل قدرت جذب بالای آب، برای این کاربرد مناسب است.

لیتیوم بروماید همچنین به عنوان ماده خشک کننده در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و صنایع داروسازی استفاده می شود. این ماده همچنین به عنوان ماده افزودنی در برخی از محصولات غذایی مانند محصولات لبنی استفاده می شود.

تولید لیتیوم بروماید

لیتیوم بروماید را می توان از واکنش کربنات لیتیوم با اسید هیدروبرومیک یا هیدروکسید لیتیوم با اسید هیدروبرومیک تولید کرد. کربنات لیتیوم (Li2CO3) یک ترکیب شیمیایی جامد سفید رنگ با فرمول شیمیایی Li2CO3 است. این ماده در آب به راحتی حل می شود.

اسید هیدروبرومیک (HBr) یک ترکیب شیمیایی مایع بی رنگ با فرمول شیمیایی HBr است. این ماده در آب به راحتی حل می شود. واکنش کربنات لیتیوم با اسید هیدروبرومیک به صورت زیر است:

Li2CO3 + 2HBr → 2LiBr + CO2 + H2O

در این واکنش، یک مولکول کربنات لیتیوم با دو مولکول اسید هیدروبرومیک واکنش داده و دو مولکول لیتیوم بروماید، یک مولکول دی اکسید کربن و یک مولکول آب تولید می کند.

هیدروکسید لیتیوم (LiOH) یک ترکیب شیمیایی جامد سفید رنگ با فرمول شیمیایی LiOH است. این ماده در آب به راحتی حل می شود. واکنش هیدروکسید لیتیوم با اسید هیدروبرومیک به صورت زیر است:

LiOH + HBr → LiBr + H2O

در این واکنش، یک مولکول هیدروکسید لیتیوم با یک مولکول اسید هیدروبرومیک واکنش داده و یک مولکول لیتیوم بروماید و یک مولکول آب تولید می کند.

نمک خشک لیتیوم بروماید (LiBr) یک ترکیب شیمیایی جامد سفید رنگ با فرمول شیمیایی LiBr است. این ماده در دمای اتاق به راحتی در آب حل می شود. نمک خشک لیتیوم بروماید از بلورهای مکعبی تشکیل شده است که مشابه بلورهای نمک معمولی (NaCl) هستند.

هیدروکسید لیتیوم و اسید هیدروبرومیک سبب سهولت و سرعت بخشی تولید LiBr در مجاورت آب می شوند. این دو ماده با یکدیگر واکنش داده و آب و LiBr تولید می کنند. این واکنش باعث می شود که آب موجود در واکنش کربنات لیتیوم با اسید هیدروبرومیک یا هیدروکسید لیتیوم با اسید هیدروبرومیک، مصرف نشود و در نتیجه، واکنش سریع تر انجام شود.

کاربرد لیتیوم بروماید

• در سیستم های تهویه مطبوع و چیلرها به شکل جاذب رطوبت یا خشک کن
• به عنوان نمک در جذب سرما همراه با آب
• به شکل جاذب در سیستم های جذبی
• صنایع دارویی و پزشکی
• به عنوان معرف شیمیایی در سنتز مواد آلی

خرید لیتیوم بروماید

لیتیوم بروماید کره ای به طور کلی از کیفیت بالایی برخوردار است و برای استفاده در چیلرهای جذبی مناسب است. این محلول دارای خلوص بالایی است و در برابر خوردگی مقاوم است. برند های نکسون (Nexon) و هانچانگ (Hanchang) از معتبرترین تولیدکنندگان لیتیوم بروماید کره ای هستند. این دو برند از تجهیزات و فناوری های پیشرفته برای تولید محلول های با کیفیت استفاده می کنند.

البته، کیفیت لیتیوم بروماید کره ای به عوامل مختلفی مانند تولیدکننده، روش تولید و شرایط نگهداری بستگی دارد. بنابراین، برای اطمینان از کیفیت محلول، باید از یک تامین کننده معتبر خریداری شود.

انواع لیتیوم بروماید

لیتیوم بروماید بر اساس سه پایه مولیبدات، کرومات و نیترات تولید می شود. هر یک از این پایه ها دارای ویژگی های خاص خود هستند که آن ها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. لیتیوم بروماید پایه مولیبدات برای کاربردهای صنعتی مانند چیلرهای جذبی و خشک کن ها مناسب است. این پایه دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی است و در دماهای بالا پایدار است.

لیتیوم بروماید پایه کرومات برای کاربردهای بهداشتی مانند تولید محصولات لبنی و آب آشامیدنی مناسب است. این پایه دارای خواص ضد میکروبی است و از رشد میکروب ها جلوگیری می کند.

لیتیوم بروماید پایه نیترات برای کاربردهای آزمایشگاهی مانند تولید داروها و مواد شیمیایی مناسب است. این پایه دارای خلوص بالایی است و برای کاربردهای حساس که نیاز به دقت بالا دارند مناسب است.

برای استفاده در دستگاه ها، لیتیوم بروماید باید بدون ناخالصی باشد. ناخالصی ها می توانند باعث مشکلاتی مانند خوردگی، کاهش عملکرد و افزایش هزینه ها شوند. برای اطمینان از خلوص لیتیوم بروماید، باید از یک تامین کننده معتبر خریداری شود. تامین کننده معتبر باید گواهینامه های کیفیت را برای محصولات خود ارائه دهد.

در زیر برخی از مزایای استفاده از لیتیوم بروماید بدون ناخالصی آورده شده است:

1. افزایش طول عمر دستگاه ها
2. بهبود عملکرد دستگاه ها
3. کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
4. کاهش خطرات ایمنی

جمع‌بندی

چیلر جذبی لیتیوم بروماید از متداول ترین انواع چیلرهای جذبی است که در آن ماده لیتیوم بروماید نقش جذب بخار آب را بازی می کند تا فشار محفظه اواپراتور را کاهش دهد. برمید لیتیوم یک ترکیب شیمیایی است که از یک اتم لیتیوم و دو اتم بروم تشکیل شده است. این ترکیب به صورت جامد سفید رنگ در دمای اتاق وجود دارد و نقطه ذوب آن 457 درجه سانتیگراد است.

برمید لیتیوم از گروه فلزات قلیایی و هالوژن ها بوده که رطوبت را به خوبی جذب می کند. این ماده به دلیل ویژگی های خود در چیلرهای جذبی استفاده می شود. برمید لیتیوم ماده ای با ارزش است و نسبت به سایر محصولات قیمت بالاتری دارد. این امر به دلیل ویژگی های منحصر به فرد این ماده است.

غلظت برومید لیتیوم در محلول جاذب چیلر جذبی بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. بهترین غلظت در عملکرد لیتیوم بروماید برای جذب بخار در چیلر های جذبی بین 55 تا 58 درصد می باشد. در این غلظت، برومید لیتیوم بیشترین قدرت جذب آب را دارد و در عین حال پایداری حرارتی خود را حفظ می کند.

غلظت برومید لیتیوم در محلول جاذب باید به طور منظم کنترل شود تا عملکرد چیلر جذبی بهینه باقی بماند. اگر غلظت برومید لیتیوم بیش از حد بالا باشد، ممکن است منجر به مشکلاتی مانند خوردگی و کاهش عملکرد شود. اگر غلظت برومید لیتیوم بیش از حد کم باشد، ممکن است منجر به کاهش قدرت جذب آب و کاهش عملکرد چیلر جذبی شود.

پرسش و پاسخ