糖蜜酒精废液是一种在糖蜜制生物乙醇过程产生的高粘度、高可溶性固形物含量、环境危害大的有机废液,其处理技术限制着糖蜜酒精工艺的推广。糖蜜酒精废液的处理工艺中,多效蒸发焚烧是一种较为理想的技术方案,但存在蒸发器传热速率低、结构不适用于高粘度废液等问题。为了解决上述问题,本文采用螺纹管作为蒸发器强化换热管型,对蒸发器的换热部分进行改进。搭建了单管传热测试平台,并在相同实验条件下,对比了光滑管与螺纹管之间、以及不同螺纹间距的螺纹管之间的传热效果。实验结果显示,螺纹间距为35mm的螺纹管相对于光滑管,其总传热系数提升20%,具有较好的传热强化效果,而且随着管螺纹间距的减小,螺纹管的传热强化效果逐渐增强。根据实验结果,用螺纹间距为15mm的螺纹管有利于糖蜜酒精废液浓缩过程的传热强化。为了对螺纹管的传热强化机理做进一步分析,本文采用CFD软件,对糖蜜酒精废液在螺纹管中的流动和传热过程进行了数值模拟。通过模拟得到的换热管内的温度分布云图和管内流体的速度分布矢量图可知,在螺纹管的管内突起处,湍动程度增强,管内废液的边界层流变薄,有利于将壁面处的热量向流体内部传导,加强了管内流体与壳程蒸汽的换热,起到了强化传热的效果。本文针对糖蜜酒精废液高粘度、高可溶性固形物含量的特点,根据现有糖蜜酒精废液多效蒸发浓缩处理的工况,对现有蒸发器进行了改进设计。蒸发器采用外加热式强制循环结构,加热室的换热元件采用螺纹管,循环泵选用适用于高粘度废液的螺杆泵。采用可拆式高效气液分离装置,降低了由于雾沫夹带所造成的冷凝水的COD升高。设备材料选用抗腐蚀能力较好的S30408(06Cr19Ni10)。本文对蒸发器进行了设计计算,确定了结构及各尺寸参数,绘制了蒸发器装配图,给出了处理量为8000kg/h的蒸发器设计可行性方案。