万吨级三相流新型卤水蒸发工艺及设备试验研究.pdf

天津大学
硕士学位论文
万吨级三相流新型卤水蒸发工艺及设备试验研究
姓名:刘炳光
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:李修伦;李树生
20020328
在本文中对万吨级三相流新型卤水蒸发工艺及设备的各方面性能进行了系统的试验研究,主要包括对该装置的强化传热和防除垢性能以及大型装置在实际运行中的可行性、稳定性、经济性、事故停车后的启动进行了研究。并对固体粒子在装置中的流动状态、抗磨损程度进行了初步观察和测试。研究结果表明,该新型蒸发装置具有良好的强化传热及防、除垢性能,该系统的工艺流程可靠、具有良好的稳定性,达到了增产、降耗、节能、避免停车清垢的目的。研究结果表明,系统中加入惰性固体粒子进行三相流蒸发,其循环速度和蒸发强度增加、事故停车后可顺利启动,不会发生死床、堵管等现象。通过试验表明,三相流沸腾强化传热和防垢理论及技术,在大型卤水蒸发工业装置中具有很好的实用往和较高的经济价值。
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肿年耭嘧目学位论文作者签名厍学位论文作者签名:纠吧’岛屯签字日期:独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得盘童盘茎或其他教育机构的学位或证苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫凄盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文作者完全了解索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阋和借阑。恳意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。签字日期:≯曲赆茉拢迫导师签名:签字日期:年月日
前言第一章李修伦等㈦提出了汽一液~固三相流蒸发沸腾强化换热及防垢技术。化钠、氯化钾、氯化镁、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸镁等无机盐溶液和制糖、造纸、食品、海水淡化、污水处理等蒸发浓缩、结晶设备以及石油化工等换热器、再沸器中,由于料液中被溶解的物质析出,结耀闷题尤为严重。垢层的形成增加了热阻和流动阻力,降低了传热效率,当热通量较高时,甚至可能产生传热面局部过热,而使换热器遭到损坏。结垢现象对换热器的操作及设备选材也有很大影响。以国内盐化工生产为例,氯化钾蒸发器和氯化钠蒸发器因清垢停产时间占全年生产时间的%左右。而且由于清垢造成整个生产系统的频繁启动和停车。清垢时耗能、耗水损失巨大,对于一个万吨级的精制盐厂来说,清垢损失每年可达万元以上,全国盐场约嗉遥龃酥苯铀鹗б幌钜咽挚晒邸F渲杏捎诨蝗的研究越来越引起世界各国科技界和企业界的重视。械加工等工业部门和航天、核能等技术领域得到了广泛的应用。,甚至采取反循环的方法,使料液在传热面上的沸腾得到有效的抑制,从而减缓壁面结垢。这样一来,换热系数降低,造成材耗和能耗的增加。换言之,是以降低传热系数,换取防垢效果。因此,将防垢和强化传热有效地结合起来,成为近年来研究的热丛【、闻建平‘,探讨了流型及传热机理。建立了传热模型。并对防垢、除垢进行了初步研究。张利斌【”、李秀伦【俊⒊陆ㄉ闷海循环流化床的概念对汽海匀循环流化床蒸发器,进行了强化传热和防垢、除垢的研究,探讨了三相循环流化床在蒸发结晶状态下的传热和防、除垢机理。以上工作仅局限于实验室研究。在本文中首次研究万吨级三相流新型卤水蒸发装置中的各种操作参数对三相流沸腾传热系数、防垢性能、循环阻力等的影响。分析工业化装置运行的可靠性。据统计,%以上的换热设备都存在着不同程度上的结垢问题。特别是在氯效果差面形成的能耗尚未计算在内。虼耍晕酃讣盎蝗壬璞傅姆莱⒐讣际沸腾换热是一种重要的传热方式,在能源、动力、化工、制冷、材料、机点之一。刘绍天津六学硕士学位论立
并进行了经济评价。前言天津凡学璐挥锸
第二章文献综述流化床换热器骰不蝗绕鞯募钢中问蒸发沸腾换热过程中,传热壁面结垢是普遍存在的严重问题,在盐化工业中卤水蒸发装置的结垢尤为突出。盐化工产品如食用盐,是关系国计民生的重要产品,解决卤水蒸发装置的结垢问题迫在眉睫。近年来,人们对其认识和研究不断深入,提出众多防、除垢措施及强化传热的技术和方法。本文将对上述内容进行综述。美国科学家在六、。而且在七十年代末对其他换热器中的应用进行了研究。,并在八十年代初对流化床换热器在废水蒸发方面开始应用研究。流化床换热器在防