耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析 (1)

化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2020年第39卷第2期开放科学（资源服务）标识码（OSID）：耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析李帅旗1，2，3，王汉治1，2，3，冯自平1，2，3，何世辉1，2，3，宋文吉1，2，3（1中国科学院广州能源研究所，广东广州510640；2中国科学院可再生能源重点实验室，广东广州510640；3广东省新能源与可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州510640）摘要：机械蒸汽再压缩（MVR）作为目前最先进的蒸发结晶技术得到广泛关注和应用，本文结合过热蒸汽干燥技术的优势，提出一种耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶干燥系统。基于EES软件建立数值模型，通过系统仿真的方法分析闪蒸压力pflash、进料浓度c0、循环倍率CR、换热温差ΔTmhex等对压缩机能耗Wcomp和系统能效系数COP、下降管结晶盐含水率的上限值ω和换热器UA值的影响情况。结果表明：耦合过热蒸汽干燥的MVR系统相比常规系统具有更高的COP、更低的Wcomp，并且能够获得干燥的结晶盐；循环倍率CR增大，压缩机压比π降低，有利于提高COP和降低Wcomp，但同时换热器UAmhex值会增大，设备成本增加；系统COP随pflash的变化关系与循环倍率CR有关，CR较低时，随Pflash的增大，系统COP增大，CR超过某一定值，随着pflash的增大，系统COP呈先升后降趋势，其最大值在pflash为40~50kPa；进入干燥器的下降管结晶盐含水率的上限值ω与进料浓度c0有关，随进料浓度c0的升高而增大；∆Tmhex对MVR系统性能有显著的影响，∆Tmhex每增大1K，COP平均降低5.6%、Wcomp平均升高5.8%、UAmhex平均减少14.4%，ω平均升高1.7%。关键词：机械蒸汽再压缩；过热蒸汽干燥；废水处理；蒸发结晶中图分类号：TQ028文献标志码：A文章编号：1000-6613（2020）02-0439-07PerformanceanalysisofaMVRevaporativecrystallizationsystemcoupledwithsuper-heatedsteamdryingtechnologyLIShuaiqi1，2，3，WANGHanzhi1，2，3，FENGZiping1，2，3，HEShihui1，2，3，SONGWenji1，2，3(1GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,Guangdong,China;2CASKeyLaboratoryofRenewableEnergy,Guangzhou510640,Guangdong,China;3GuangdongProvincialKeyLaboratoryofNewandRenewableEnergyResearchandDevelopment,Guangzhou510640,Guangdong,China)Abstract:Asthemostadvancedevaporativecrystallizationtechnology,mechanicalvaporrecompression(MVR)hasbeenwidelyconcernedandapplied.Inthispaper,anadvancedMVRevaporativecrystallizationdryingsystemcombinedwiththesuperheatedsteamdryingtechnologywasproposed.AmathematicalmodelhasbeendevelopedusingEESsoftware.Theeffectsofthefeedconcentration(c0),flashpressure(pflash),circulationratio(CR),heatexchangertemperaturedifference(∆Tmhex)onthecompressorwork(Wcomp),coefficientofperformance(COP),themaximumvaluemoisturecontentofsaltcrystalsindowncomer(ω)andheatexchangerparameter(UA)werestudiedindetailbyusingsystemsimulation.Theresultsshowedthat,comparedwiththeconventionalsystem,theMVRsystemcoupledwithsuperheated