论文总字数：19958字

摘 要

工业发展带来便利的同时也使得人类面临着能源，环境等多重危机，而使得低碳经济已成为当今经济发展的必然，而其核心则是低碳能源技术。机械蒸汽再压缩技术早已被认为是工业过程合理化和实现节能的优良技术，具有环保、节能、系统简化等诸多优点。作为世界上最节能有效的蒸发浓缩系统在现今能源紧缺和环境污染严重的状况下更是被广泛应用于食品工业，废水处理，海水淡化和化工过程等各方面。其原理是使用压缩机压缩蒸发器产生的二次蒸汽，再作为热源使用，并能够充分利用二次蒸汽中的潜热，用以达到节能的目的。

本次毕业设计的任务是设计开发蒸发量为150kg/h的MVR蒸发浓缩系统。设计中首先根据参考资料选定了MVR蒸发系统具体工艺流程，通过物料衡算和能量衡算确定需要的工艺条件，在此基础上得出工艺参数的测量方法。然后设计了系统中单体设备结构以及对仪表设备作了优化选型。最后与传统的多效蒸发器在经济效益和社会效益作了对比，得出本设计的相对优越性。

关键词：机械蒸汽再压缩 能量计算 工艺设计 节能

Evaporation 150kg / h of mechanical recompression evaporation concentration system (MVR) design and development

Abstract

Industrial development brings convenience to our life，it also makes the human face multiple crises, such as energy, environment and so on. Low carbon economy has become the inevitable development of the economy, and the core of it is the low carbon energy technology. Mechanical vapor compression technology has long been considered to be an excellent technology in industrial process and energy saving. It has many advantages such as environmental protection, energy saving, system simplification and so on. As in the world the most energy efficient evaporation and concentration system under the current energy shortage and serious environmental pollution situation is is widely used in the food industry, wastewater treatment, desalination, chemical processes and so on. The principle is to use the two steam generated by the compressor, and then used as the heat source, and can make full use of the latent heat in the two steam to achieve the purpose of energy saving.

The task of this graduation project is to design and develop the MVR evaporation and concentration system of 150kg/h. Firstly, according to the reference materials selected the specific process of MVR evaporation system, through the material balance and energy balance to determine the needs of the process conditions, on this basis, the measurement method of process parameters. Then, the structure of the system and the optimization of the instrument equipment are designed. Finally, compared with the traditional multi effect evaporator in economic benefit and social benefit, the relative superiority of this design is obtained.

Key Words: MVR; energy calculation; process design; energy saving

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 设计依据 1

1.2 指导思想 1

1.3 设计要求 1

1.4 设计范围 1

1.5 设计目标 1

第二章 MVR蒸发系统介绍 3

2.1 资源紧张和环境污染的背景 3

2.2 多种蒸发系统的介绍 3

2.3 MVR系统的可行性 4

2.4 国内外的研究与应用 4

2.5 内容与目的 5

第三章 MVR蒸发系统的工艺流程与设备选型 6

3.1 MVR工艺流程 6

3.2 MVR蒸发系统的设备类型 7

3.2.1 压缩机选择 7

3.2.2 蒸发器选择 8

3.2.3 气液分离器 9

第四章 MVR系统热力计算 11

4.1 压缩机工况计算 11

4.2 冷凝液排出口工况计算 12

4.3 物料进料口的工况计算 12

4.4 压缩机功率计算 12

4.5 蒸汽消耗量计算 13

4.6 换热器的设计计算 14

第五章 MVR系统中单体结构的设计与计算 15

5.1 蒸发器的设计计算 15

5.1.1 换热面积的计算 15

5.1.2 筒体与封头的设计 16

5.1.3 折流挡板与拉杆的设计 18

5.1.4 接管与插口的设计 18

5.2 气液分离器的设计计算 19

5.2.1 结构尺寸与设计 19

5.2.2 丝网的装配 19

5.3 储罐的计算 20

5.3.1 原料罐的设计计算 20

5.3.2 浓缩罐的设计计算 20

5.3.3 冷凝液罐的设计计算 21

5.4 仪表的选择与控制 22

5.4.1 泵的选择 22

5.4.2 阀门的选择 22

5.4.3 流量计的选择 23

5.4.4 温度仪表的选择 23

第六章 蒸发系统的节能效率 24

6.1 蒸发量150kg/h的三效蒸发器能耗计算 24

6.1.1 加热蒸汽消耗量 24

6.1.2 冷凝水消耗量 25

6.2 能源效率比较 25

第七章 总结与展望 27

7.1 总结 27

7.2展望 27

参考文献 28

致谢 30

第一章 绪论

1.1 设计依据

南京工业大学生工院下达的毕业设计书。

1.2 指导思想

化工装置是由若干个单元设备以系统的、合理的方式组织起来的整体。设计的过程依据工艺条件确定合理的经济和有效的安全途径，使之生产出符合质量标准的产品。

1.3 设计要求

（1）产品的数量和质量指标。

（2）必须进行工艺流程化和参数优化，达到使用资金、原材料公共设备和人员最优化。

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