机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统的模拟与性能分析
发布时间：2021-05-15 16:24
废水是人口增长、工业社会发展和化石燃料开发的结果。当今世界上最具挑战性的问题是高浓废水零排放处理,含有高盐度的无机盐废水会污染水源和让土壤难以降解它。如何将其低能耗、高效率并且达到零排放处理要求,是当前需要研究的焦点。机械蒸汽再压缩技术（MVR）是目前被认为是最高效的节能技术之一。目前已经应用在食品工业、制药工业（氨基酸浓缩）、饮料工业（牛奶浓缩）、废水处理行业（有机废水、无机废水）、化学工程等领域。其原理是把气液分离器分离出的二次蒸汽经过压缩机的绝热压缩,使得二次蒸汽温度、压力升高,焓值增大,作为热源加热蒸发器管内的溶液,自身冷凝成水。本论文针对氯化钠废水溶解度随温度变化不明显的特点,设计一种基于机械蒸汽再压缩技术的处理工艺,运用化工过程模拟软件（Advanced System for Process Engineering,简称Aspen Plus）,模拟MVR系统的热力性能,为高浓盐水零排放提供一定的理论依据。首先运用化工过程模拟软件Aspen Plus,以氯化钠的处理量W=500kg/h,原料液质量分数X0=10%,完成液质量分数为X1
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.2 蒸发结晶技术
1.2.1 多效蒸发结晶(MEEC)
1.2.2 机械蒸汽再压缩结晶(MVRC)
1.3 高浓盐水处理技术
1.3.1 生物法
1.3.2 离子交换法
1.3.3 膜法
1.3.4 蒸发法
1.4 机械蒸汽再压缩技术的研究现状
1.4.1 机械蒸汽再压缩技术在国外的发展
1.4.2 机械蒸汽再压缩技术在国内的发展
1.5 研究目的、内容和创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
1.6 研究方法和技术路径
1.7 本章小结
2 机械蒸汽再压缩蒸发系统
2.1 机械蒸汽再压缩系统简介
2.1.1 机械蒸汽再压缩技术的热力学分析
2.1.2 沸点升高和溶解度
2.2 机械蒸汽再压缩技术节能性分析
2.2.1 节能性分析
2.2.2 经济性分析
2.2.3 机械蒸汽再压缩技术蒸发结晶原理
2.3 系统过程描述和数学建模
2.3.1 总质量和盐平衡
2.3.2 预热器
2.3.3 物料混合器
2.3.4 蒸发器和冷凝器模型
2.3.5 压缩机
2.4 本章小结
3 机械蒸汽再压缩系统流程验证
3.1 Aspen Plus模拟软件介绍
3.2 流程中主要模块的性质与原理
3.2.1 预热器
3.2.2 结晶器
3.2.3 物料混合器
3.2.4 压力变送设备
3.3 采用Aspen Plus对此MVR系统的验证
3.3.1 初始条件
3.3.2 模拟结果
3.4 本章小结
4 机械蒸汽再压缩技术数值模拟分析
4.1 Aspen Plus性能分析
4.2 系统热力性能评价指标
4.3 一级排出浓度对系统的影响
4.4 蒸发温度对系统的影响
4.5 压缩机压缩比对系统的影响
4.6 本章小结
5 优化模型分析
结论
展望
参考文献
主要符号表
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械蒸汽再压缩技术处理阿斯巴甜生产废水的研究[J]. 周海云,姜伟立,徐晨,姚洪齐,刘树洋. 工业水处理. 2017(09)
[2]高沸点升溶液蒸发系统的设计与分析[J]. 刘燕,裴程林,王建达,夏天天,张伟,杜亚威. 过程工程学报. 2017(04)
[3]中药提取液蒸发浓缩过程采用机械蒸汽再压缩技术特性研究[J]. 侯超,张振涛,杨鲁伟,刘军. 现代化工. 2016(11)
[4]MVR热泵节能技术的研究进展[J]. 杨俊玲,杨鲁伟,张振涛. 风机技术. 2016(04)
[5]机械蒸汽再压缩技术在钛白黑钛液浓缩中应用[J]. 唐文骞,杨同莲,宋冬宝. 化学工程. 2015(09)
[6]单螺杆水蒸汽压缩机驱动的MVR系统性能实验研究[J]. 王力威,庄景发,杨鲁伟,林文野,张振涛,杨鲁平,张俊浩. 中国科学院大学学报. 2015(01)
[7]罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的节点分析[J]. 顾承真,洪厚胜,颜旭,张志强. 现代化工. 2014(04)
[8]机械蒸汽再压缩蒸发系统的性能分析[J]. 顾承真,闵兆升,洪厚胜. 化工进展. 2014(01)
[9]MVR蒸发与多效蒸发技术的能效对比分析研究[J]. 高丽丽,张琳,杜明照. 现代化工. 2012(10)
[10]水蒸汽再压缩热泵系统的性能分析[J]. 赵博,马国远,许树学. 制冷技术. 2012(02)
博士论文
[1]处理高浓度含盐废水的机械蒸汽再压缩系统设计及性能研究[D]. 梁林.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]MVR降膜蒸发器的数值模拟及节能分析[D]. 李贵燕.石家庄铁道大学 2015
本文编号：3187959
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.2 蒸发结晶技术
1.2.1 多效蒸发结晶(MEEC)
1.2.2 机械蒸汽再压缩结晶(MVRC)
1.3 高浓盐水处理技术
1.3.1 生物法
1.3.2 离子交换法
1.3.3 膜法
1.3.4 蒸发法
1.4 机械蒸汽再压缩技术的研究现状
1.4.1 机械蒸汽再压缩技术在国外的发展
1.4.2 机械蒸汽再压缩技术在国内的发展
1.5 研究目的、内容和创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
1.6 研究方法和技术路径
1.7 本章小结
2 机械蒸汽再压缩蒸发系统
2.1 机械蒸汽再压缩系统简介
2.1.1 机械蒸汽再压缩技术的热力学分析
2.1.2 沸点升高和溶解度
2.2 机械蒸汽再压缩技术节能性分析
2.2.1 节能性分析
2.2.2 经济性分析
2.2.3 机械蒸汽再压缩技术蒸发结晶原理
2.3 系统过程描述和数学建模
2.3.1 总质量和盐平衡
2.3.2 预热器
2.3.3 物料混合器
2.3.4 蒸发器和冷凝器模型
2.3.5 压缩机
2.4 本章小结
3 机械蒸汽再压缩系统流程验证
3.1 Aspen Plus模拟软件介绍
3.2 流程中主要模块的性质与原理
3.2.1 预热器
3.2.2 结晶器
3.2.3 物料混合器
3.2.4 压力变送设备
3.3 采用Aspen Plus对此MVR系统的验证
3.3.1 初始条件
3.3.2 模拟结果
3.4 本章小结
4 机械蒸汽再压缩技术数值模拟分析
4.1 Aspen Plus性能分析
4.2 系统热力性能评价指标
4.3 一级排出浓度对系统的影响
4.4 蒸发温度对系统的影响
4.5 压缩机压缩比对系统的影响
4.6 本章小结
5 优化模型分析
结论
展望
参考文献
主要符号表
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械蒸汽再压缩技术处理阿斯巴甜生产废水的研究[J]. 周海云,姜伟立,徐晨,姚洪齐,刘树洋. 工业水处理. 2017(09)
[2]高沸点升溶液蒸发系统的设计与分析[J]. 刘燕,裴程林,王建达,夏天天,张伟,杜亚威. 过程工程学报. 2017(04)
[3]中药提取液蒸发浓缩过程采用机械蒸汽再压缩技术特性研究[J]. 侯超,张振涛,杨鲁伟,刘军. 现代化工. 2016(11)
[4]MVR热泵节能技术的研究进展[J]. 杨俊玲,杨鲁伟,张振涛. 风机技术. 2016(04)
[5]机械蒸汽再压缩技术在钛白黑钛液浓缩中应用[J]. 唐文骞,杨同莲,宋冬宝. 化学工程. 2015(09)
[6]单螺杆水蒸汽压缩机驱动的MVR系统性能实验研究[J]. 王力威,庄景发,杨鲁伟,林文野,张振涛,杨鲁平,张俊浩. 中国科学院大学学报. 2015(01)
[7]罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的节点分析[J]. 顾承真,洪厚胜,颜旭,张志强. 现代化工. 2014(04)
[8]机械蒸汽再压缩蒸发系统的性能分析[J]. 顾承真,闵兆升,洪厚胜. 化工进展. 2014(01)
[9]MVR蒸发与多效蒸发技术的能效对比分析研究[J]. 高丽丽,张琳,杜明照. 现代化工. 2012(10)
[10]水蒸汽再压缩热泵系统的性能分析[J]. 赵博,马国远,许树学. 制冷技术. 2012(02)
博士论文
[1]处理高浓度含盐废水的机械蒸汽再压缩系统设计及性能研究[D]. 梁林.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]MVR降膜蒸发器的数值模拟及节能分析[D]. 李贵燕.石家庄铁道大学 2015
本文编号：3187959
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