论文部分内容阅读
蒸发器和蒸汽压缩机是MVR丙烯腈废水零排放工艺的核心设备。基于丙烯腈废水特性及MVR丙烯腈废水处理工艺特点选择降膜式蒸发器和离心式蒸汽压缩机,设计了闪蒸-降膜式蒸发器,在蒸发效率的结构影响因素分析基础上,采用CFD数值模拟方法优化了外导流筒结构和布膜器结构设计,开展了带圆弧过渡的变截面外导流筒结构优化模拟设计,探索研究了离心式蒸汽压缩机叶轮、无叶扩压器、蜗壳的结构设计方法及其关键性能影响因素。论文研究结论如下:(1)降膜式蒸发器相比其他结构形式蒸发器更适合作为MVR丙烯腈废水处理工艺蒸发器,基于Fluent仿真模拟方法分析了降膜式蒸发器换热段外导流筒和布膜器结构对于MVR蒸发器性能的影响,发现带圆弧过渡的变截面外导流筒结构比开槽式外导流筒、有圆弧过渡的外导流筒对换热段壳程流场的均布效果更好;切向孔布膜器比径向布膜器成膜均匀、效果更好,布膜器入口上方液位高度为300 mm时,成膜厚度稳定、均匀性较好;(2)研究分析了带圆弧过渡的变截面外导流筒入口倾角0=0-24°内筒高端间隙L=90～150mm、导流筒高度H=188～216mm范围内变化对蒸发器壳程流场流动均匀性的影响规律,以壳程纵截面和入口截面流场均匀性为衡量指标,带圆弧过渡的变截面外导流筒θ = 15 °,L =110 mm,H=212 mm时流场分布较均匀。(3)选择离心式蒸汽压缩机作为MVR丙烯腈废水零排放工艺蒸汽压缩机。压缩机叶片出口安装角、叶轮流量系数、b2/D2的比值影响叶轮外径,进而影响扩压器的设计选型,叶轮进出口压力比与总压力比趋向于正比关系,随进口温度、进出口速度变化趋向于恒定。扩压器进出口压力比与进口温度、总压力比趋向于正比关系,随进出口速度变化趋向于恒定。本文重点研究了丙烯腈废水零排放工艺MVR蒸发器结构选型和优化设计方法,对于MVR蒸汽压缩机设计做了初步探索,研究结论基于仿真模拟分析,结论可靠性还需要工程实践验证。