倒卷法模拟多效蒸发器的复杂流程

一、序言过去多效蒸发器系统设计,采用较大的传热温差来维持正常生产,这对节能是不利的。为了节约能源,广泛采用较低的传热温差,这样增多了蒸发器的效数,例如糖厂采用3～6效,我国也规划碱蒸发系统由2效改为3效。同时为了节约能源和节约特殊材料,采用各效不等面积,如碱三效逆流蒸发采用不等面积。从这些事实中提出一个问     

糖厂蒸发器的强化传热及多效蒸发的节能优化

通过实验研究了内插旋流片的缩放管对糖汁蒸发传热的影响,对缩放管和不同个数旋流片对强化传热的影响做了比较分析。与传统蒸发器相比,内插旋流片缩放管的蒸发传热系数提高150%~200%;在此基础上,利用内插不同个数的缩放管对糖厂蒸发器进行改造,对多效蒸发系统进行优化,在相同的总传热温差和总传热面积下,传热系数的提高能够增加系统效数,进而使生蒸汽消耗量减少。优化结果表明,生蒸汽消耗量最减少37%左右,从而达到节能目的。     

水平管喷淋降膜蒸发器多效蒸发工艺的设计计算

多效蒸发系统主要设计的任务是选定蒸发器及相应蒸发工艺流程。设计计算时选用水平管喷淋降膜蒸发器,蒸发工艺采用六体五效逆流进料真空蒸发,蒸发能力为45 t/h,通过实际工艺操作参数计算所需的换热面积,并以各效等加热面积为原则,采用试差法根据蒸发器的热量平衡计算出各效传热温差、传热量及传热面积。     

蒸发系统传热温差的计算及减小温差损失的途径

本文介绍了蒸发系统传热有效温差的计算方法。着重对影响静压所致沸点升高的各种因素进行了分析,从蒸发器的选型和结构设计等方面指出减小静压温差损失的途径。最后对有效温差如何合理地分配于各效蒸发器的问题进行了讨论。蒸发系统的传热总温差△T等于第一效加热蒸汽的饱和温度T_S与末效冷凝器的蒸汽饱和温度t_C之差,即△T=T_S-t_C 由此可见,生蒸汽压力和冷凝器可能达到的真空度这两个因素决定了系统传热总温差,而后者取决于冷凝器的冷却水温度及真空设备性能。但分配到各效蒸发器的传热有效温差还要扣除如下三项温差损失: (1)溶液的沸点升高; (2)液柱静压头和流动摩擦压降所致的沸点升高; (3)效间二次蒸汽管路压降所致温差损失。下面通过对各项温差损失的计算及分析,指出在蒸发系统的设计中减少温差损失的途径,从而提高蒸发装置的生产能力。     

多效顺流蒸发节能工艺研究

传统多效蒸发工艺,尤其是蒸发强度大、效间传热温差大的蒸发过程,其效能较低。从多效蒸发器每效引出定量二次蒸汽用于多效蒸发原料液的预热,使各效蒸发量基本一致,可以提高加热蒸汽效能。以传统四效降膜蒸发器为例,采用节能工艺,加热蒸汽效能由3.14提高到3.78。     

低温多效蒸发海水淡化系统热力分析

建立了喷射器低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型,计算分析了各种温度损失随温度的变化,并研究了顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽等参数对系统的造水比和生产单位质量淡水所需传热面积的影响。结果表明各种温度损失在末效蒸发器内显著增加;喷射器低温多效蒸发系统的热力特性明显优于多效蒸发系统;通过增加顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽温度,可以实现系统的优化运行。     

烧碱蒸发工序中二次蒸汽微少碱雾的回收

烧碱蒸发生产中,末效蒸发器都采用负压蒸发,以提高系统的传热温差,节约蒸汽消耗。由于负压对沸腾碱液的抽吸作用强,因此,在蒸发器内部设计了旋流板式或钟罩等式样的除沫器,经除沫后的二次蒸汽再进入     

沸点温升影响下机械蒸汽再压缩系统性能研究

以低质量分数氯化镁溶液的蒸发浓缩为例,建立了以竖管降膜蒸发器和离心式压缩机为主要部件的单效机械蒸汽再压缩(MVR)系统数学模型。以对数平均温差来计算传热面积,以蒸发器内的蒸发压力、名义传热温差以及蒸发器出口物料的质量分数为变化参量,研究物料在蒸发器内蒸发时因质量分数增大导致物料沸点温升升高较大的情况下,变化参量对供热系数(COP)、年总费用这2个主要的系统经济、性能指标的影响规律。结果表明:在名义传热温差一定时,COP随蒸发压力的升高而降低,随物料出口质量分数的增加而降低;在蒸发压力一定时,COP随名义传热温差的增大而降低。名义传热温差在2—6℃时,年总费用随蒸发压力的升高而增大;名义传热温差超过6℃时,年总费用随蒸发压力的升高而减小。在蒸发压力一定时,年总费用随名义传热温差的升高而增大;在名义传热温差一定时,年总费用会随物料出口质量分数的增加而增大。     

多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力学性能分析

建立了顺流进料的多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的数学模型,考虑了热力损失、压力损失、盐水含量变化引起的温差损失;计算分析了相同淡水产量下固体颗粒体积分数、预热量、首效加热蒸汽温度对系统的影响。结果表明,固体颗粒体积分数和首效加热蒸汽温度对各效蒸发器传热面积影响较大;预热量对生蒸汽耗量影响较大;固体颗粒的加入能够强化传热,减小各效蒸发器的传热面积;在无预热情况下,固体颗粒体积分数为13%时,蒸发器总传热系数比固体颗粒体积分数为3%时可增大6.71%,各效蒸发器传热面积减少4.97%,淡水成本减少1.22%。     

双降膜螺旋板短程多效蒸发器组合探析

为有效利用低位热能再生淡水,提出双降膜螺旋板短程多效蒸发组合技术,克服静液柱压差和二次蒸汽流动压降。50～70℃热源温度下的实验表明,在3～6℃的小传热温差范围,系统能稳定工作。3℃传热温差下,产水能力约11kg/(h·m2),实测总传热系数达2500W/(m2·K),具有工业应用前景。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的Yong优化

由于传热温差引起的损失是蒸发系统中内部Yong分析的基础上，用内部Yong损最小为目标函数，用C语言编制优化程序， 采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化，得到最优的传热温差和传热面积。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的优化

由于传热温差引起的损失是蒸发系统中内部损的主要形式 ,在分析的基础上 ,以内部损最小为目标函数 ,用C语言编制优化程序 ,采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化 ,得到最优的传热温差和传热面积     

水平管降膜蒸发器的传热性能

在换热面积为2.375m2的水平管降膜蒸发试验平台上,采用5052铝合金管作为换热管,以实际海水为原料,进行了低温多效海水淡化中水平管降膜蒸发器传热性能研究试验。研究了料液喷淋密度、管外蒸发温度、总传热温差、海水盐度以及管内蒸汽中不凝气含量等因素对海水淡化过程降膜蒸发器总传热系数的影响。结果表明,在试验条件范围内,总传热系数随着料液喷淋密度和管外蒸发温度的升高而增加,随着传热温差的增大而降低;冷凝侧有不凝气存在时,总传热系数下降幅度较大;海水浓度对传热系数影响较小;在控制不凝气含量的条件下,传热系数在3500W/(m2?℃)以上。试验结果为海水淡化的工程设计和生产优化提供了依据。     

机械蒸汽再压缩蒸发技术高盐度废水处理系统的性能分析

提出了采用机械蒸汽再压缩蒸发结合水平管降膜蒸发的技术方案,依据平衡方程和传热机理建立了完整的系统数学模型,并围绕进料预热温度、蒸发传热温差、蒸发温度以及进出料浓度等因素对系统性能的相关影响进行了计算与分析。结果表明,选择合适的进料温差(1～4℃)和传热温差(3～7℃),并保持系统进出料浓度的稳定性是保证整个系统具有良好经济性和节能性的关键。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的(火用)优化

由于传热温差引起的Yong损失是蒸发系统中内部Yong损的主要形式，在Yong分析的基础上，以内部Yong损最小为目标函数，用C评议编制优化程序，采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化，得到最优的传热温差和传热面积。     

确定多效蒸发最佳效数的捷径

在化工厂中，为了最低限度降低能耗和冷却水用量，常采用多效蒸发。在多效蒸发系统中，几个蒸发器，用管道连接，使蒸汽从一效连续地进入下一效。这样，向第一效蒸发器提供的热量用于蒸发其中的水分，所产生的蒸汽，依次进入下一效，直至最终，供给未效蒸汽热量传递给冷凝器。这种安装净结果是热量多次重复使用及蒸发系统的经济性明显提高。蒸发经济性定义为蒸发的总水量与供给第一效的水蒸汽量之比。效数的增加意味着蒸发经济性提高。将效数乘以0．8可得到蒸发经济性粗略估算值。当效数增加的时候，除了节省水蒸汽用量外，还节省冷凝器冷却…     

三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统的计算

为研究和设计三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统,建立了数学模型,利用MATLAB软件的fsolve函数进行了求解,并以蒸发装置年费用为目标,对热泵蒸发系统进行了初步经济核算.算例表明,该方法简单方便,收敛性好,在满足蒸发器正常运行条件下,一效加热蒸汽温度T1越小,传热温差T1-T2越小,年费用越小.     

基于量纲一分析的循环流量实验关联式

自然循环蒸发器工艺设计中阻力的衡算一般按试差算法进行,其中一个关键步骤即修正单位面积总循环流量,计算工作量大且精度低。采用量纲一化分析方法,将循环流量、传热温差、蒸发室压力、流体密度、流体黏度、导热系数、比热容、加热管内径、加热管管长等9个参数关联起来,探讨了用于描述自然循环过程的5个量纲一数。以水为实验介质,设计单管常压自然循环蒸发实验台,对不同传热温差下循环流量的变化进行了实验,并在实验数据的基础上,推导得到用于计算循环流量的量纲一准数关联式。结果表明:由量纲一准数关联式计算得到的π2和由实验数据计算得到的π2相对误差在3%以内。     

基于量纲一分析的循环流量实验关联式

自然循环蒸发器工艺设计中阻力的衡算一般按试差算法进行,其中一个关键步骤即修正单位面积总循环流量,计算工作量大且精度低。采用量纲一化分析方法,将循环流量、传热温差、蒸发室压力、流体密度、流体黏度、导热系数、比热容、加热管内径、加热管管长等9个参数关联起来,探讨了用于描述自然循环过程的5个量纲一数。以水为实验介质,设计单管常压自然循环蒸发实验台,对不同传热温差下循环流量的变化进行了实验,并在实验数据的基础上,推导得到用于计算循环流量的量纲一准数关联式。结果表明:由量纲一准数关联式计算得到的π2和由实验数据计算得到的π2相对误差在3%以内。     

基于温差函数的低温多效蒸发海水淡化过程热力学分析

从分析低温多效蒸发海水淡化过程的不可逆性出发,建立了海水加热和蒸发以及冷凝器海水预热过程的火用损失关系;导出了反映低温多效蒸发过程热力学效率的不可逆温差函数,为分析、评价过程的热力学效率提供了新的工具;并在温差函数的基础上研究讨论了蒸发器总效数、冷凝器端差、首效加热蒸汽温度和相对热容率等关键因素对低温多效蒸发海水淡化过程热力学效率的影响,为过程的优化、提高过程的能量利用率指明了方向。