机械蒸汽再压缩式降膜蒸发系统的设计和性能研究

发布时间：2017-03-22 23:11

  本文关键词：机械蒸汽再压缩式降膜蒸发系统的设计和性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：首先对机械蒸汽再压缩式（MVR）降膜蒸发系统进行整体设计，进而对设备进行改造和搭建，并采用罗茨风机驱动，介绍了其工作原理以及工艺流程，为了更好的进行分析，采用理论分析和实验相结合的研究方法，以水为介质，探究了本系统在不同的蒸发压力及压缩比下，合适的操作域，继而研究了二次蒸汽量、补充水量、蒸汽冷却冷凝放热量、电功耗、单位能耗蒸发水量（SMER）、单位耗功、供热系数COP与压缩比及蒸发压力之间的关系，得到该系统性能指标的变化规律。 结果显示，，补充水的量约占二次蒸汽量的3%～9%，且补充水的量随着压缩比的提高而提高，近似呈线性关系，在50～70kPa下补充水的量基本不随压缩比的变化而变化；蒸汽冷却冷凝放热量随压缩比的增大而增大，同时，压缩比不变的情况下，蒸汽冷却冷凝放热量随着蒸发压力的提高而提高；当压缩比不变时，电功耗随着进汽压力的提高而提高，进汽压力的大小影响着电动机功耗的增加幅度，进汽压力越大，电机功耗增加幅度越大；进汽压力不变，电机功耗随压缩比的增加而增加，单位质量蒸汽消耗的电量也明显增加。单位能耗蒸发水量（SMER）与供热系数（COP）均随着压缩比的增加而减少；本实验系统最佳操作压缩比范围为1.7～2.1，理想压缩比1.9。本套系统与一效、二效、三效、四效蒸发器相比，分别可以节省75.0%、63.3%、31.1%、8.2%的标煤，节能性与五效蒸发器基本相同，标煤消耗相差不到2%；每蒸发出1t水蒸气，本系统与一效、二效、三效、四效、五效蒸发器相比可分别节约175元、105元、35元、15元、9元，操作费用与五效比较接近。 利用Aspen Plus软件建立该系统的模型，并以实验数据作为对比对象，对模型的可靠性进行验证，结果表明，模拟结果与实验所得结果吻合程度较好。最后对本系统进行了工业放大模拟，蒸发量选用1t、3t、5t，考察了电机功耗、蒸汽冷却冷凝放热量、COP与压缩比的关系，最后对误差进行了分析。
【关键词】：机械蒸汽再压缩 降膜蒸发 模拟 性能 压缩比
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ051.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 符号说明10-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 热泵蒸发11-15
• 1.2.1 TVR 热泵蒸发11-13
• 1.2.2 MVR 热泵蒸发13-15
• 1.3 MVR 技术在蒸发领域的研究现状15-18
• 1.3.1 海水淡化领域15
• 1.3.2 制盐领域15-16
• 1.3.3 废水处理领域16-17
• 1.3.4 全卤制碱领域17
• 1.3.5 其他蒸发领域17-18
• 1.4 MVR 压缩机的研究现状18-21
• 1.4.1 压缩机分类以及优缺点18-19
• 1.4.2 罗茨压缩机与离心压缩机的比较19-20
• 1.4.3 MVR 压缩机的研究进展及展望20-21
• 1.5 本文研究内容与工作21-23
• 第二章 ASPEN PLUS 简介及 MVR 系统模块介绍23-27
• 2.1 ASPEN PLUS 介绍23-24
• 2.1.1 Aspen Tech 公司介绍23
• 2.1.2 Aspen Plus 软件简介23-24
• 2.1.3 Aspen Plus 的主要功能24
• 2.2 ASPEN PLUS 的应用24-27
• 2.2.1 Aspen Plus 在化工流程模拟上的应用24-25
• 2.2.2 Aspen Plus 在蒸发领域的应用25-26
• 2.2.3 MVR 系统模块介绍26-27
• 第三章 实验设计27-35
• 3.1 压缩机选型27
• 3.2 实验流程设计以及测点分布27-31
• 3.2.1 实验流程27-28
• 3.2.2 实验步骤28-29
• 3.2.3 预热器及系统 PID 图设计29-31
• 3.2.4 实验装置及测点说明31
• 3.3 实验平台与说明31-35
• 3.3.1 试验设备及仪器说明31-32
• 3.3.2 设备改造32-33
• 3.3.3 实验介质33
• 3.3.4 设备压力测试33-35
• 第四章 实验结果与分析35-47
• 4.1 实验数据的处理方法35-36
• 4.2 实验结果与分析36-43
• 4.2.1 系统稳定工况的探究36-39
• 4.2.2 补充水的量与压缩比的关系39-40
• 4.2.3 蒸汽冷却冷凝放热量与压缩比的关系40
• 4.2.4 电动机功率与压缩比的关系40-41
• 4.2.5 单位能耗蒸发水量（SMER）与压缩比的关系41-42
• 4.2.6 单位耗功与压缩比的关系42
• 4.2.7 COP 与压缩比的关系42-43
• 4.3 节能和经济性43-45
• 4.3.1 节能性43-44
• 4.3.2 经济性分析44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第五章 应用 ASPEN PLUS 建立模型对系统进行分析47-55
• 5.1 分析模型的建立47-49
• 5.1.1 模型几点假设47
• 5.1.2 模型建立47-49
• 5.2 模型验证49-52
• 5.2.1 蒸汽冷却冷凝放热量验证49-50
• 5.2.2 电动机功率验证50-52
• 5.3 应用 ASPEN PLUS 对系统进行放大分析52-54
• 5.4 误差分析54
• 5.5 本章小结54-55
• 第六章 结论55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-63
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李群生;刘阳;;氯乙烯精馏过程的ASPEN PLUS模拟分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);2009年01期

2 朱文强;;罗茨鼓风机在MVR技术中的应用[J];风机技术;2011年02期

3 龚盛昭,李仕梅;二甲醚生产过程甲醇回收塔的计算机优化[J];广东轻工职业技术学院学报;2005年02期

4 许克;李红玲;曾辉;曾钿;;蒸汽再压缩技术处理高浓度氨氮废水的工程实例[J];广东化工;2012年07期

5 方健才;;MVR蒸发工艺在氯化铵废水处理中的应用及经济分析[J];广东化工;2012年08期

6 余海晨;钟沛文;高玮;胡瀚;赵建全;曾猛;;合成化工高盐废水的零排放工艺设计及研究[J];城市环境与城市生态;2013年01期

7 景春梅;;中国能源环境政策最新进展[J];国际石油经济;2013年05期

8 冯广军;海水淡化——解决淡水资源短缺的有效方案[J];华北电力技术;2005年03期

9 张宗飞;汤连英;吕庆元;章卫星;何正兆;毕东煌;;基于Aspen Plus的粉煤气化模拟[J];化肥设计;2008年03期

10 冯霄，运新华，郁永章;多效蒸发与热泵蒸发的分析与比较[J];化工机械;1995年01期

  本文关键词：机械蒸汽再压缩式降膜蒸发系统的设计和性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：262421