分级低温蒸发浓缩碱液的热泵循环构建与理论分析

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1、表馬：ｋ聲硕±学位论文分级低温蒸发浓缩碱液的热冢循环构建与理论分析专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：张友超导师姓名：巧世巧巧２０１５年０５月ＴｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＡｎａｌｓｉｓｙｏｆ－Ｈｙｐｏ化ｅｒｍｉ过ＭｕｌｔｉＳｔａｇｅＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＮａＯＨＳｏｌｕｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＨｅａｔＰｕｍｐＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅ

2、ｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔ；ｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＧｒａｄｕａｔｅＺｈａｎＹｏｕｃｈａｏｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏｆ．ＤｕＫａｉｐＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知Ｉ除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或異写过的研究成果。，

3、也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明井表示了谢意。’义支芝７＾感．５研究生签名：日期：东南大学学位论文使巧授枚声明东南大学、国家图书馆有权保留本人巧送交学位论文的复印、中国科学技术情息研究所。、件和电子文档，可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质一可Ｗ公布（包括论文的内容相致，允许论文被查阅和借阅，。除在保巧期内的保密论文外（电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布包括Ｗ电子

4、信息形式巧登）授权东南大学研究生院办理。＾＾２研究生签名：；＃师签名：期ｍ摘要印染，通，、造巧厂的废液中含少量的ＮａＯＨ常的做法是将其直接排掉这不，仅污染环境，还造成了碱原斜的浪费，将热奈技术与碱液浓缩结合起来可Ｗ很一好地回收利用这些废液，具有节能环保双重功效。国内外学者对些基于热索的，但并未充分考虑碱液泡点随浓度的关系浓缩碱液系统进行了分析和研究。针对碱液泡点符合杜林法则的特点，本文对两种基于热累的分级蒸发浓缩碱液系统进行了理论计算分析和研究，即分级蒸发浓缩碱液的水蒸气机械再压缩热累（Ｍｅｃｈａｎｉｃ

5、ａｌＶａｐｏｒ民ｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）系统和分级低温蒸发浓缩碱液的使用Ｒ２２工质的热累循环系统。水蒸气机械再压缩热栗（ＭＶＲ）系统针对水蒸气压缩的特点，采巧了罗茨鼓风机作为压缩化，并且解决了罗茨式鼓风机只能在小压比条件下工作的制约和一碱液泡点随浓度升高可能带来的问题，采用分级压缩，且碱液在第级系统中常压蒸发，第二级系统中低压蒸发。对该系统进行了物料质量、热量平衡计算，提一。出了可操作的系统方案，并用次能源利用系数表示系统的节能效果但是此种＂＂，，系统碱液蒸发温度过高，可能会导致钢制设备出现应力腐蚀即碱脆影响一系

6、统的安全运行，为了避免此种危害的发生，本文进步提出了分级低温蒸发浓缩城液的使用Ｒ２２工质的热累循环系统。ＮａＯＨ溶液浓缩（水蒸发过程）过程在相同浓度条件下压力与温度成正比关系，因此可通过降低碱液侧压力Ｗ使用热累循环实现低温蒸发浓缩碱液Ｉ热系循环中制冷剂冷凝器管内的蒸汽冷凝温度约为‘４０Ｃ，ａＯ，，通过调节热系循环蒸发温度使得ＮＨ溶液浓缩过程的压力降低从而使其泡点低于４（ＴＣ，实现碱液低温蒸发浓缩。但随着蒸发过程的进行，碱液？浓度升髙，碱液与制冷剂蒸汽的温差逐渐减小，这会减缓蒸发浓缩碱液的进度严重情况下还会导致蒸发停止，本

7、系统将碱液蒸发浓缩分为。为了解决Ｗ上问题，两个阶段，分别在低、髙浓度碱液蒸发器中进行其中商浓度碱液蒸发器中碱液侧压力低于低浓度碱液蒸发器中碱液侧伍力，从而可Ｗ保证两种碱液出口浓度的泡点相同，且均低于制冷剂蒸汽在冷凝管中的湿度。此举综合考虑了制冷剂冷凝。放巧温度与碱液蒸发泡点的关系，保证了碱液蒸发有效、可靠的运行一碱液蒸发器是系统中最重要的部件之，如何稳定、快速的将碱液蒸发到指定浓度是评价热累蒸发浓缩系统性能的关键，因此本文利用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ中的换热器（ＨｅａｔＸ）和闪蒸（Ｆｌａｓｈ２）的組合模块对碱液蒸发进行了模拟

8、分析。采用ＥＬＥＣＮＲＴＬ物性计算方法对ＮａＯＨ电解质水溶液蒸发水蒸气的过程进行了模拟，在蒸发浓缩过程模拟的基础上