蒸汽再压缩技术在L-苹果酸蒸发中的应用研究

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蒸发操作是L-苹果酸生产的重要环节,L-苹果酸溶液在蒸发器内受热沸腾,溶液中水汽化分离,溶质浓度提高。蒸发操作中溶剂相变过程需要消耗大量能量,因此节能降耗措施是蒸发过程的重要研究内容。蒸发操作的节能降耗主要通过对二次蒸汽的回收利用实现,主要方法为多效蒸发工艺和蒸汽再压缩技术:多效蒸发工艺是增加蒸发器的效数,将前效的二次蒸汽直接通入后效作为加热蒸汽;蒸汽再压缩技术是利用喷射器或机械压缩式热泵将二次蒸汽增压升温后返回蒸发系统,这部分二次蒸汽可以作为部分加热蒸汽再次参与换热。多效蒸发工艺和蒸汽再压缩技术的节能效果显著,在蒸发系统中应用广泛。  本文采用双效蒸发工艺和蒸汽再压缩技术进行L-苹果酸蒸发浓缩,通过理论分析和工程计算为L-苹果酸蒸发操作的节能降耗提供设计参考。论文主要研究工作及结论如下:  (1)总结了L-苹果酸蒸发的稳定性、卫生性、高效性要求,设计出L-苹果酸双效逆流降膜蒸发流程,计算出L-苹果酸在蒸发操作中的密度、比热容、沸点升高数据,得到L-苹果酸双效蒸发工艺中汽耗比为0.54,为L-苹果酸蒸发的节能研究提供基础。  (2)将蒸汽喷射器压缩器应用于L-苹果酸双效蒸发工艺中,给出配套蒸汽喷射器压缩器的L-苹果酸双效蒸发工艺计算流程,得到蒸发系统的汽耗比的降低到0.5。使用气体动力函数法计算出蒸汽喷射压缩器的喷射系数为0.44,并且得到蒸汽喷射压缩器结构尺寸。  (3)将机械压缩式热泵应用于L-苹果酸双效蒸发工艺中,根据其体积流量和压缩比适用范围,选取单级离心压缩机作为L-苹果酸双效蒸发的机械压缩式热泵,给出配套单级离心压缩机的蒸发操作的计算流程,计算出单级离心压缩机的功率为12kw,蒸发系统的汽耗比降低到0.44。分析表明,在L-苹果酸双效蒸发工艺中,单级离心压缩机的节能降耗效果更为显著,单级离心压缩机是L-苹果酸双效蒸发操作中蒸汽再压缩设备的适宜选择。  
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