论文总字数：21489字

摘 要

在资源过度开采和能源严重消耗的今天，开发新能源以及提高对能源的利用率是应对当前能源危机的有效途径。而机械蒸汽再压缩技术（MVR）相比于传统蒸发设备，具有能耗低，热效率高，运行稳定，蒸发温度低等诸多优点。已经广泛运用到了化工、医药、食品等各个领域。应用前景广泛，得到了世界各地的肯定。

本次毕业设计的内容是蒸发量为300kg/h的MVR蒸发系统的设计开发。设计中确定MVR蒸发系统的具体工艺流程，对系统中的各个设备进行了选型，并通过物料衡算和热量衡算得到工艺设计参数，其中：选用功率为22KW的罗茨压缩机，蒸发面积为11.5m²的降膜蒸发器。对相应的管道、仪表以及附属设备进行选型与设计。最后和传统三效蒸发器进行能耗对比，得出了67.2%的节能效果，说明MVR蒸发技术具有良好的节能性。

关键词：能源危机 机械蒸汽再压缩 工艺设计 节能

Evaporation volume of 300kg / h MVR evaporation

system design and development

Abstract

Today, the development of new energy sources and the increased utilization of energy are an effective way to cope with the current energy crisis today, when resources are over-exploited and energy is seriously consumed. The mechanical vapor recompression technology (MVR) compared with the traditional evaporation equipment, with low energy consumption, high thermal efficiency, stable operation, low evaporation temperature and many other advantages. Has been widely applied to the chemical, pharmaceutical, food and other fields. Wide application prospects, has been affirmed around the world.

The content of this graduation design is the design and development of the MVR evaporation system with evaporation of 300kg / h. The design process determines the specific process flow of the MVR evaporation system, selects the equipment in the system, and obtains the process design parameters through the material balance and the heat balance. Among them, the Roots compressor with the power of 22KW is selected, the evaporation area for 11.5m² falling film evaporator. The corresponding pipeline, instrumentation and ancillary equipment selection and design. Finally, compared with the traditional three - effect evaporator energy consumption, obtained 67.2% of the energy - saving effect, indicating that MVR evaporation technology has a good energy - saving.

Key Words: Energy crisis; MVR; Technological design; Energy saving

目 录

摘要 I

Abstract i

第一章 绪论 1

1.1 设计依据 1

1.2 设计的内容及意义 1

1.3 课题研究背景 1

1.4 MVR系统的介绍 2

1.4.1 MVR工艺流程 2

1.4.2 MVR蒸发系统的设备选型 3

1.4.3 MVR技术研究状况 5

1.4.4 MVR系统的可行性 7

第二章 MVR系统的设计计算 8

2.1 系统热力学计算 8

2.1.1 压缩机吸气口工况计算 8

2.1.2 压缩机排气口工况计算 8

2.1.3 冷凝液排出口的工况计算 9

2.1.4 物料进料口工况计算 9

2.1.5 压缩机功率的计算 10

2.1.6 蒸汽消耗量计算 10

2.2 MVR系统中的单体结构计算 11

2.2.1 换热器的设计计算 11

2.2.2 蒸发器的设计计算 12

2.2.3 气液分离器的设计计算 17

2.2.4 储罐的设计计算 18

2.3 仪表的选型 20

2.3.1 流量计的选型 20

2.3.2 温度仪表的选型 21

2.3.3 泵的选型 21

第三章 蒸发系统的节能效率 23

3.1 工业上常用的蒸发技术 23

3.1.1 多效蒸发技术 23

3.2 蒸发量为300kg/h的三效蒸发器能耗计算 24

3.2.1 加热蒸汽消耗量 24

3.2.2 冷却水消耗量 25

3.2.3 输入热量 26

3.2.4 综合节能对比 26

第四章 车间布置设计 28

4.1 车间布置设计的必要性 28

4.2 车间布置设计的内容 28

第五章 总结与展望 29

5.1 总结 29

5.2 展望 29

参考文献 30

致谢 33

第一章 绪论

1.1 设计依据

南京工业大学生物与制药工程学院下达的毕业设计书。

1.2 设计的内容及意义

本设计主要以水作为蒸发介质代替实际物料，完成蒸发量为300kg/h的MVR蒸发系统的设计。通过计算，了解各设备的选型和设计需要，完成换热器、蒸发器、气液分离器及储罐等各结构单元的配置。同时，绘制工艺流程图和空间布置图以及降膜蒸发器的结构图。最后，与传统的三效蒸发系统进行节能效率比较。

本课题的设计主要在于开发设计出一种高效稳定的节能蒸发体系，为MVR蒸发体系在蒸发浓缩阶段的应用提供理论基础和实践指导。

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