基于机械蒸汽再压缩系统的制药行业蒸发工艺节能研究
本文关键词：基于机械蒸汽再压缩系统的制药行业蒸发工艺节能研究 出处：《苏州科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：蒸发工艺是制药行业中一项高耗能生产过程,工艺中产生的二次蒸汽,由于直接排放大气造成余热能源极大浪费。本文提出机械式蒸汽再压缩缩技术(MVR),通过对二次蒸汽的再压缩实现外排蒸汽潜热的回收利用,旨在提高制药行业蒸发工艺能源利用率,减少能源消耗。本文介绍了MVR系统的原理与运行流程,利用系统能量守恒、压缩比与换热温差关系、蒸汽压缩机特性曲线建立MVR系统数学模型。对压缩机转速、蒸发器传热系数进行模拟计算,得到不同工况下各参数的理论值。针对机械蒸汽再压缩技术在中药浓缩中的节能改造实例,以40%vol乙醇作为蒸发介质,对MVR系统进行性能测试实验。实验结果显示,当蒸发压力恒定时,系统的蒸发量、压缩比、换热温差均随离心式压缩机转速加而上升。当压缩机转速达到16000rpm时,系统的最大蒸发量为2870kg/h,此工况下压缩机的性能系数(COP)与单位电耗蒸发量(SMER)分别可达到15.3与21.5kg/kW·h。当压缩机转速恒定时,提高蒸发压力有利于提升蒸发量与COP。理论分析了离心式与旋涡式两种压缩机的特点,对比了离心式与旋涡式压缩机驱动的两套MVR系统的运行效果。对比结果表明,在相同的设计蒸发量下,离心式压缩机的平均蒸发量比旋涡式压缩机高637kg/h,其COP比旋涡式压缩机COP高4.3,证明在保证气密性的前提下,离心式压缩机比旋涡式压缩机更适用于含乙醇溶媒的蒸发浓缩,运行效果更佳。基于热力学第二定律,计算出MVR系统总(火用)效率以及各部分设备的(火用)损失。系统的总(火用)效率约为9.1%。蒸汽压缩机(火用)损失为30.02kW,占系统总支付(火用)的23.1%;蒸发器(火用)损失为27.38kW,占了总(火用)值的21.1%;预热器的(火用)损失为48.79kW,占了总(火用)值的37.5%;辅助泵的(火用)损失为12.08kW,占了总支付(火用)的9.2%。因此,提高预热板式换热器、压缩机与蒸发器(火用)效率成为关键。MVR系统投产后,车间的蒸汽使用量明显降低而电能使用量有所增加,根据单耗法计算得出,蒸发工艺能耗从0.104吨标准煤降至0.028吨标准煤,每年可为企业节约391.6吨标准煤,节能效果显著。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ460.6
【参考文献】
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，本文编号：1335442
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