罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的实验研究

机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统是一种高效节能的蒸发体系。本文采用降膜蒸发器为蒸发主体、罗茨压缩机为蒸汽压缩机,并以水为实验原料研究了一套MVR蒸发装置。实验中以总蒸发水量和单位能耗蒸发水量(SMER)作为MVR蒸发系统的性能指标,分别研究了进料温度、蒸发压强、压缩机频率对其影响。结果表明:最佳进料温度是蒸发压强下的饱和液体温度;最适蒸发压强与具体系统的蒸发能力和压缩机效率密切有关,在压缩机效率保持较高水平的前提下,适当降低蒸发压强有利于系统的节能;压缩机的频率直接影响系统的蒸发量和压缩机的功耗,在压缩机允许的范围内增大压缩机频率,单位能耗蒸发量是增加的。

低温低压脱硫废水蒸发物性模拟研究

根据谱尼-脱硫废水水质分析,电厂脱硫废水中盐的主要种类为含Na^(+)、Mg^(2+)的氯盐,主要不溶物为CaCO_(3)。利用Aspen Plus软件对低温低压脱硫废水的蒸发特性进行数值模拟,结果显示,脱硫废水的泡点温度随着溶液含盐量的增大而升高;在相同的泡点温度下,NaCl溶液的质量分数要大于MgCl_(2)溶液以及两者的混合盐溶液的质量分数;随着溶液含盐量的增大,沸点升高值呈逐渐上升趋势;随着温度的升高,蒸汽压呈逐渐上升趋势;而随着溶液中盐浓度的升高蒸汽压呈下降趋势,均小于纯水蒸汽压,且温度越高与纯水在相应温度下的蒸汽压相差越多。数值模拟结果和文献中试验数据进行对比,结果显示,NaCl溶液模拟值与文献值基本相符,MgCl_(2)和NaCl混合盐溶液蒸汽压模拟计算值曲线在从文献中查找到的纯MgCl_(2)和纯NaCl溶液的曲线之间,证明此模拟方法拟合程度较高,可为实际应用提供指导。

低温甲醇洗工艺系统设计要点

分析了低温甲醇洗工艺设计的关键内容,讨论了低温甲醇洗低温塔及甲醇/水系统材质选择、再沸器疏水优化、CO_(2)解吸塔及H_(2)S浓缩塔的两相流计算,位差设计和布置确定、热再生塔进料换热器管程前增加精密过滤器优化、中压闪蒸区的设计优化,总结了设计要点,以期为相关工程设计提供参考。

负压MVR技术在垃圾填埋场浓缩液处理工程中的应用

以重庆市某垃圾填埋场渗滤液浓缩液为处理对象,采用负压低温MVR蒸发设备设计工艺路线进行处理,以出水水质、出盐效果、经济成本等为指标。结果显示,经过负压低温MVR蒸发技术处理后的浓缩液出水水质良好、COD、氨氮等含量低,且MVR设备使用时蒸发压力和蒸发温度低,具有不易结垢结焦、设备寿命长等特点。

新型低温常压蒸发结晶工艺模拟研究

利用Aspen软件对新型低温常压蒸发结晶工艺进行简化模拟研究,探究进料流量、盐分种类、盐水浓度、空气湿度对系统携湿水量及所需预热负荷的影响。结果表明:空气量和预热温度是决定系统蒸发能力的关键因素,携湿水量和所需预热负荷随空气湿度和进料浓度增大而减小,随进料量增大而增大。废水含盐种类不同,空气携湿水量能力不同,由大到小依次为硫酸钠、硫酸铵、氯化铵、氯化钠。

LAT低温常压蒸发技术处理焦化蒸氨废水的工程应用

介绍了一种基于增湿减湿原理的LAT低温常压蒸发系统(LAT系统)及其在某焦化蒸氨废水处理工程上的应用。经工程验证,LAT系统蒸汽消耗量为0.218 9 t/m^(3),电耗为11.20 kW·h/m^(3),循环水消耗量为9.44 t/m^(3),均显著低于传统三效蒸发的公用工程消耗水平。焦化蒸氨废水(COD为8 000~10 000 mg/L)经LAT系统处理后,冷凝液COD降至5 000~7 000 mg/L,再经过生化处理后,二沉池出水COD低于90 mg/L,混凝沉淀池出水COD低于60 mg/L,产水满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050—2017)再生水水质标准,可回用于厂区循环水补水。采用LAT技术,酚氨回收的蒸氨工段可不加碱运行,节约了加碱费用;该技术将大部分难降解有毒污染物留在浓缩液中,降低了生化系统及深度处理系统的运行成本;在有低品质余热蒸汽条件下,与传统焦化蒸氨废水处理技术相比,吨水运行费用可降低26.48元/m^(3)。该技术有效降低了蒸氨废水处理难度,提高了生化系统稳定性及可靠性,为焦化废水处理提供了新的参考思路。

温度与气压对LiF蒸发速率的影响

减压蒸馏技术是钍基熔盐反应堆燃料处理中回收和纯化核燃料载体氟盐(7LiF-BeF2)可选的技术。本工作使用自行设计并研制的热失重蒸发炉,通过观察燃料载体盐的主要成分LiF在减压蒸馏过程中的失重行为,研究了蒸发温度和气压对LiF蒸发速率的影响。结果表明:LiF的蒸发速率在随着蒸发温度的升高以及气压下降而增大的变化中存在着明显的拐点,蒸发速率的突变可以用熔盐在低气压条件下的沸腾来解释。并进一步讨论了熔盐的沸腾对减压蒸馏回收和纯化燃料载体氟盐的影响。

新型常压低温热泵蒸发浓缩装置

给出了一种常压低温热泵蒸发浓缩装置。该装置可为热敏性料液的高效、高质量和低成本蒸发浓缩提供一条新的途径。对该装置的工作原理进行了简要介绍,计算了典型工作参数下的性能指标(吨水能耗比),分析了吨水能耗比随料液温度的变化规律,并对围绕该装置进一步需研究的课题进行了探讨。

低压低温等离子体促进水分蒸发的研究

研究了低压下低温等离子体对水分蒸发的影响,为后续的低温等离子体杀菌及诱变研究提供指导。实验在1.2mbar的低压下,以去离子水、脱脂乳、液体培养基作为实验物料,研究低温等离子体对这三种物料水分蒸发的促进作用。结果表明,低温等离子体能明显促进水分的蒸发,在不同的物料中水分的蒸发率各不相同(小试管:去离子水>脱脂乳>液体培养基,大试管实验结果刚好相反),且大试管中水分的蒸发率明显低于小试管。此时主要发生两个效应:等离子体的热效应和由低温等离子体激发产生的水蒸气等离子体活化效应。低温等离子体将作为一项新兴的并具有广阔前景的技术应用于食品工业。

中低温地热发电有机朗肯循环系统性能的实验研究

以中低温地热资源的高效和经济利用为背景,在以涡旋膨胀机为膨胀部件的有机朗肯循环实验系统上,以R245fa为工质,在热源水进口温度、冷凝压力保持一定的条件下,实验考查有机朗肯循环系统性能随工质蒸发压力和膨胀机转速的变化规律。结果表明,工质蒸发压力和膨胀机转速取值均对系统性能有重要影响,分别存在最优蒸发压力和最优膨胀机转速。

低温低湿系统最佳除霜时刻控制的研究

针对于恒温恒湿系统的除霜最佳时刻的研究,提出了在定户外温湿度、变室内温湿度状况下使用蒸发器表面上的霜面积达到蒸发器总换热面积的75％时冷凝与蒸发压力的比值作为对机组除霜指令发出的基准。经实验的验证此方法还是可行的,能够运用于实际的工业低温低湿机组的最佳除霜时刻控制。

回收利用味精生产的低压蒸汽

味精生产大部分能耗是来自汽耗,而耗汽单元操作排出的大量低压蒸汽(二次蒸汽),目前基本上是采用水冷回收热量或直排大气。拟采用先进的蒸汽喷射压缩等工艺大力回收利用低压蒸汽用于生产,将较大幅度降低生产能耗。

低温余热发电蒸发器过热度与换热效率研究

蒸发器压力的大小直接关系到换热器的热转换效率,为给实际余热发电系统提供必要的实验方法和数据,针对低于350℃的低温余热,结合工程的实际状况,选择了有机工质R600a作为余热发电系统的循环工质,同时搭建了低温余热发电系统。首先通过理论分析了蒸发器压力与换热效率的关系并进行了仿真,为实验和数据的分析提供必要的理论基础。在实验中,通过改变有热源的流量实验系统过热度的动态响应,验证了蒸发器压力与换热效率之间的关系。

基于R600a的低温余热发电系统实验研究

热转换效率是余热发电系统的重要指标,如何提高余热发电系统的热转效率是余热发电系统的研究重点。针对低于350℃的低温余热,结合工程的实际状况,选择了有机工质R600a作为余热发电系统的循环工质,同时搭建了低温余热发电系统。通过理论分析了发现循环工质的过热度存在一个最佳值,当循环工质的过热度处于最佳值时,系统换热效率最大,并找到了控制循环工质的过热度的方法。在实验中,改变工质泵的频率观察循环工质的过热度、蒸发器压力、涡轮机转速、发电机电压和电流的变化。通过实验找到使过热度为最佳值的频率,此频率下的系统换热效率最高。

单效升膜蒸发器改造选型及其在硫酸淋洗液铼金属回收系统中的应用

为了将食品医药行业的单效升膜蒸发器应用于硫酸系统淋洗液铼金属回收系统,在蒸发量计算的基础上,对单效升膜蒸发器蒸发容积、进出料方式优化及配套管线进行了改造,选用负压设备,增加辅助设备。应用结果表明:经改造后单效蒸发器安全性能好,提高了蒸发效率,降低了能耗,可自动精确连续出料,且操作方便。

低温低压法提取桑黄菌丝体活性多糖

首次通过旋转蒸发仪在低温低压条件下提取桑黄菌丝体活性多糖,并利用响应面法对提取条件进行了优化。在单因素试验结果的基础上,分别以多糖得率和其总抗氧化活性为响应值,使用Minitab 16软件对提取时间、压力、液料比进行了优化,并通过响应面优化器对同时获得高活性高产率桑黄多糖的条件进行了优化。结果显示,在提取时间、压力和液料比分别为1.8 h、0.059 MPa和52.5∶1(m L/g)的最优提取条件下,从桑黄菌丝体中获得多糖的得率和抗氧化活性(TEAC)分别可达到4.41%和6.33 m M。证实低温低压法提取真菌活性多糖的方法是可行的。

低压蒸汽环境中水蒸发界面温度和蒸发速率的实验研究

蒸发相变广泛存在于薄膜过程及晶体生长等工业生产和日常生活中,液层表面蒸发和热毛细对流相互影响、相互制约,使得蒸发界面能量传递机制变得非常复杂。为了深入了解水在低压纯蒸汽环境中的蒸发特性,对环形液池内水蒸发时的温度分布和蒸发速率进行了一系列实验研究。环形液池壁温控制在3~15℃之间,蒸发环境压力在394~1467 Pa之间变化,开始测量时液层深度为10 mm。结果表明,蒸发界面气相侧温度总是高于液相侧,气液界面存在明显的温度跳跃。随着压比减小,蒸发速率增加,界面温度跳跃随之增大;随着距壁面距离增加,局部蒸发速率降低,温度跳跃值减小;相同压比下,随着壁面温度的升高,气相侧热通量减小,蒸发界面温度跳跃值整体降低;在实验范围内测得的最大温度跳跃值为2.56℃。由于蒸发冷却效应和热毛细对流的耦合作用,蒸发界面下液相侧存在一个厚度为2 mm左右的温度均匀层,且壁面附近温度均匀层厚度大于中间区域厚度。在温度均匀层内,径向温度梯度诱导的热毛细对流将热量从壁面传输至气液界面以补偿蒸发所需汽化潜热;在温度均匀层以下,浮力对流和导热共同作用使得液相温度迅速升高。

硫化锑真空挥发动力学研究

在系统压力较低的条件下,以分析纯硫化锑为原料,利用自制真空失重设备,采用恒温失重法研究了硫化锑挥发动力学。理论分析表明,硫化锑较易挥发,其过程符合液态挥发模型,真空挥发的控制步骤为液面蒸发;试验结果表明,在试验条件范围内,随着蒸馏温度的升高,其挥发速率呈逐渐增大趋势,而随着系统压力的升高,其挥发速率呈逐渐减小趋势;且系统压力一定时,温度恒定则挥发速率常数为一定值,挥发规律遵循零级反应动力学特征;通过分析失重数据,拟合出硫化锑在系统压力为20 Pa条件下的挥发速率方程,计算了表观挥发活化能值为57.6 kJ/mol,获得了实验温度范围内的蒸发系数,其值均较小,且随着蒸馏温度的升高,其值更小。

基于模拟的单/双压蒸发有机朗肯循环结构选择

针对单/双压蒸发有机朗肯循环(ORC)系统的工质和结构选择问题,结合Aspen Plus模拟和夹点理论分析,以120~200℃的低温热源为例,对单\双压蒸发ORC系统在不同工质条件下的热力学性能和换热过程进行了研究。结果表明:热源和工质换热形成的夹点类型是单/双压蒸发ORC系统结构选择的关键。对于单压蒸发ORC,随着工质临界温度的降低,工质在最优条件下与热源形成的夹点类型由泡点夹点(VPP)逐渐变为泡点和进口双夹点(VPP&PPP),并最终形成单独的进口夹点(PPP);在形成VPP&PPP双夹点时,单压蒸发系统效率达到最大;研究还指出VPP&PPP双夹点是单/双蒸发结构选择的临界点,并据此获得了单/双压蒸发系统结构选择的定量关联式,为ORC系统工质和结构的选择提供了定量分析基础。

有机朗肯循环低温热发电系统热力性能分析

研究了汽轮机蒸发温度和膨胀比对有机朗肯循环低温热发电系统的影响。以R600、R601、R245fa、RC318四种有机工质为例,基于热力学第一定律和第二定律,研究了这两个参数对系统性能变化的影响,主要是对系统热效率、净输出功率以及系统总不可逆损失的影响。