在環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重以及節(jié)約能源的迫切需求下，目前許多印染企業(yè)采取濃縮絲光淡堿液加以回用的方式來達(dá)到節(jié)能減排的目的。采用高溫高：2014-04-02；修改稿日期：2014-05-13.基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51276134）。

　　**作者：高磊（1990―）男，碩士研究生。聯(lián)系人：邢子文，教授。E-mailzwxingmail.xtu.edu.cn.壓蒸汽直接加熱廢液進(jìn)行單效濃縮的方式，消耗蒸汽量大，換熱過程劇烈，且濃縮過程產(chǎn)生的二次蒸汽得不到利用，整體能耗較大。

　　多效處理能有效利用前效二次蒸汽的能量作為下一效的加熱蒸汽，但是末效產(chǎn)生的廢汽直接冷凝排放，消耗生蒸汽的同時(shí)又損失大量低溫潛熱；熱泵蒸發(fā)技術(shù)是將大量無法直接利用的低品位二次蒸汽通過壓縮過程提升為高品位的熱源來加熱工質(zhì)的一種蒸發(fā)方式。蒸發(fā)過程中既回收了潛熱又利用了壓縮功，所以具有較顯著的節(jié)能效果。熱泵蒸發(fā)按照原理的不同分為兩類：機(jī)械壓縮的沸點(diǎn)r呈直線關(guān)系。

　　除了以上由于堿液沸點(diǎn)升高導(dǎo)致的各效有效傳熱溫差的損失外，還應(yīng)包括液面高度造成液體內(nèi)部壓強(qiáng)高于液面導(dǎo)致的沸點(diǎn)升高值A(chǔ)，“，以及除**效外二次蒸汽流動(dòng)至下一效過程中流動(dòng)阻力引起的壓降而產(chǎn)生的傳熱溫差損失A，”‘。在降膜蒸發(fā)器中A/較小，A/“的值一般取0.51°C，本文計(jì)算過程中取A/+A/”= 1C，所以蒸發(fā)過程的有效傳熱溫差為為7C，同時(shí)假設(shè)3種壓縮機(jī)等熵效率為=0.75，生蒸汽的壓力為0.8MPa，堿液預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)能達(dá)到沸點(diǎn)。

　　多效系統(tǒng)工況的合理性是在假定各效蒸發(fā)量以表3三效系統(tǒng)中各效二次蒸汽、溶液的物性項(xiàng)目**效第二效第三效溶液沸點(diǎn)纟/C加熱蒸汽溫度L/C二次蒸汽汽化潛熱r/k溶液焓值H/k.kg-1表4四效系統(tǒng)中各效二次蒸汽、溶液的物性項(xiàng)目**效第二效第三效第四效溶液沸點(diǎn)/加熱蒸汽溫度T；/°C二次蒸汽汽化潛熱溶液焓值/k.kg1 3.2.3四效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)按照雙效中壓縮機(jī)出口壓力的方法計(jì)算得到四效系統(tǒng)出口壓力id=.274MPa，各效溶液沸點(diǎn)、蒸汽溫度、汽化潛熱值、溶液焓值歸納如表4.根據(jù)假定工況計(jì)算得到：四效處理時(shí)r3c= 2223k/kg，=501.8k/kg；第二效的二次蒸汽汽化潛熱不滿足假定壓力下汽化潛熱值，此時(shí)可以適當(dāng)降低第二效的蒸發(fā)壓力、提高**效的壓力，以增大冷凝液閃蒸汽量，同時(shí)提高二次蒸汽的理論閾值；但二次蒸汽作為下一效加熱汽，蒸汽壓不可降低太多，當(dāng)i1=0.165MPa，/2=.135MPa，id=0.282MPa時(shí)重=488.8k/kg，濃縮基本可以達(dá)到預(yù)期要求。

　　3.3系統(tǒng)熱力性能的計(jì)算結(jié)果根據(jù)。蒸發(fā)系統(tǒng)每天工作24h，一年365天，將配置不同壓縮機(jī)的多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)的成本歸納如表6.表6多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比單位：元/年項(xiàng)目固定成本運(yùn)行成本總計(jì)壓縮機(jī)換熱器耗電量生蒸汽單效離心雙效羅茨三效螺桿三效TVR四效螺桿四效TVR將表6中數(shù)據(jù)與簡(jiǎn)單處理的年運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，可以看出采用多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)處理技術(shù)均比簡(jiǎn)單凈化處理節(jié)省年運(yùn)行費(fèi)用。并且，通過比較表6中雙效、三效系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，螺桿水蒸氣壓縮機(jī)構(gòu)成的三效熱泵系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟(jì)性，與羅茨機(jī)型構(gòu)成的雙效系統(tǒng)相比雖然壓縮機(jī)和換熱器成本有所增加，但系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用要少，系統(tǒng)運(yùn)行一年即可收回增加的設(shè)備成本。當(dāng)然，相關(guān)電價(jià)、設(shè)備費(fèi)用等會(huì)隨市場(chǎng)價(jià)格變化，企業(yè)的回收期也會(huì)隨之變化。

　　4結(jié)論采用多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)對(duì)印染企業(yè)的堿液回收進(jìn)行了模擬計(jì)算，對(duì)比分析了利用離心機(jī)、羅茨機(jī)、螺桿機(jī)、噴射器構(gòu)成的單效、多效系統(tǒng)的性能及其經(jīng)濟(jì)性，得出如下結(jié)論。

　　隨多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)處理效數(shù)的增加總換熱量逐漸減小，但變化不大；壓縮機(jī)功耗逐漸減小，系統(tǒng)的性能系數(shù)CQP逐漸升高。

　　系統(tǒng)的換熱面積隨處理效數(shù)的增加而增大，特別是四效處理時(shí)面積激增，其主要原因是溶液沸點(diǎn)的升高導(dǎo)致有效傳熱溫差隨蒸發(fā)過程減小較快。

　　與簡(jiǎn)單的廢水凈化處理方式相比，利用熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)處理廢堿液具有較高的經(jīng)濟(jì)性；系統(tǒng)運(yùn)行一年均能收回成本。在大氣壓下吸入二次蒸汽的噴射器的引射系數(shù)較低，導(dǎo)致TVR系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較MVR低，在堿回收項(xiàng)目中應(yīng)該盡量使用MVR系統(tǒng)。

　　利用螺桿水蒸氣壓縮機(jī)構(gòu)成的MVR系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用比離心機(jī)、羅茨機(jī)構(gòu)成的MVR系統(tǒng)要少，系統(tǒng)運(yùn)行一年即可收回增加的設(shè)備成本，所以相較其他系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)。

　　過多增加效數(shù)會(huì)帶來包括中間泵、閃蒸罐、換熱器等設(shè)備成本的增加。對(duì)印染企業(yè)而言壓縮機(jī)耗功以及設(shè)備成本應(yīng)該綜合考慮，利用螺桿水蒸氣壓縮機(jī)采取三效處理即可達(dá)到較好的節(jié)能減排效果。

　　符號(hào)說明f完成堿液質(zhì)量流量，kg/s f4初始?jí)A液質(zhì)量流量，kg/s H一一堿溶液的焓值，k/kgH4初始溶液熱焓值，k/kg h水或水蒸氣焓值，k/kg h一一等熵壓縮出口處蒸汽的實(shí)際焓值，k/kg出口壓力下飽和水的焓值，k/kg屯等熵壓縮出口處蒸汽的理論焓值，k/kg K一一引射系數(shù)，量綱為1Q冷凝器的換熱量，kW 51第二效閃蒸量，kg/s t堿溶液的沸點(diǎn)，°C W一一壓縮機(jī)功率，kW一一蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量，kg/s%壓縮機(jī)出口蒸汽質(zhì)量流量，kg/s 1m一一閃蒸混合后第二效加熱蒸汽質(zhì)量流量，kg/s―一閃蒸混合后第三效加熱蒸汽質(zhì)量流量，kg/s叫噴射器引射的生蒸汽量，kg/s Wn噴入壓縮機(jī)的冷凝水質(zhì)量流量，kg/s x完成液濃度，量綱為1 X4初始?jí)A液濃度，量綱為1上角標(biāo)下角標(biāo)