【正文】 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計 摘 要摘要：多效蒸發(fā)器的特點(diǎn)是利用前效產(chǎn)生的二次蒸汽來推動后一效蒸發(fā)器，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在本次設(shè)計中通過多方搜集資料，從設(shè)計條件出發(fā)，對馬鈴薯淀粉廢水處理工段進(jìn)行了物料恒算和熱量衡算，計算確定出蒸發(fā)器相關(guān)工藝尺寸，對主要部件的進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，并對多效蒸發(fā)過程的換熱系數(shù) 進(jìn)行了校核，確認(rèn)設(shè)計K結(jié)果符合設(shè)計任務(wù)要求。最后對設(shè)備的防腐保溫作了分析。 關(guān)鍵詞：淀粉廢水；多效蒸發(fā)；工藝衡算；工藝尺寸；校核；防腐保溫 ABSTRACTABSTRACT:The multieffect evaporator is characterized by the use of the former that have a secondary effect of steam to push the latter effect evaporator in order to achieve the purpose of saving energy and reducing in this gather information through various, from the design conditions, wastewater treatment of potato starch to the materials section Constant heat balance calculation and the calculation to determine the relevant process evaporator size, the main structural ponents of selection and multieffect evaporation process of the heat transfer coefficient for the calibration, the results confirm the design with the design requirements of the mandate. Finally, the corrosion of equipment made by analysis of thermal insulation. KEY WORDS: starch wastewater。 multieffect evaporation。 process balance。 process size。 check。 anticorrosion heat寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計 目 錄1 前言 ................................................................. 1 畢業(yè)選題的意義 ..................................................... 1 寧夏南部山區(qū)馬鈴薯淀粉加工企業(yè)現(xiàn)狀 ............................... 1 馬鈴薯淀粉的工業(yè)用水 ............................................. 1 淀粉生產(chǎn)廢水的處理 ............................................... 2 本次設(shè)計的主要內(nèi)容 ................................................. 22 淀粉廢水回收系統(tǒng)的工藝設(shè)計 ......................................... 4 原料罐工藝衡算 ..................................................... 4 預(yù)熱罐工藝衡算 ..................................................... 4 熱壓縮器工藝衡算 ................................................... 4 閃蒸罐工藝衡算 ..................................................... 5 真空脫濾工藝衡算 ................................................... 6 四效蒸發(fā)器工藝衡算 ................................................. 63 四效蒸發(fā)器工藝設(shè)計 ................................................. 7 多效蒸發(fā)器的原理 ................................................... 7 估算各效蒸發(fā)量 ..................................................... 8 估計各效溶液的濃度 .................................................9 估算各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差 ................................. 10 各效壓強(qiáng)原則求溶液的沸點(diǎn) ........................................10 計算各效的總溫差損失 ............................................11 蒸發(fā)器的各效蒸發(fā)量和焓的初步衡算 .................................. 13 各效蒸發(fā)過程物料恒算 ............................................ 14 計算傳熱面積 ...................................................16 四效蒸發(fā)器的各效蒸發(fā)量和焓的復(fù)算 .................................. 20 確定蒸發(fā)器的主要工藝尺寸 ..........................................23 校核蒸發(fā)器傳熱系數(shù) K ..............................................28 校核第一效換熱系數(shù) K ........................................... 29 校核第二效換熱系數(shù) K ........................................... 32 校核第三效換熱系數(shù) K ............................................ 344 設(shè)備的防腐保溫 ...................................................... 395 結(jié)論 ................................................................40符號說明 .............................................................. 41寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) ..............................................................42致 謝 .................................................................43外文翻譯 .............................................................. 44附件 .................................................................. 59 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計11 前言 畢業(yè)選題的意義人類社會發(fā)展的歷史與資源的合理開發(fā)和其利用水平密切相關(guān)，每一次資源的合理開發(fā)都使人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍。歷史的腳步已悄悄進(jìn)入 21 世紀(jì)的今天，世界資源結(jié)構(gòu)也正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變，水資源必將成為既石油之后又一重要能源。 寧夏南部山區(qū)馬鈴薯淀粉加工企業(yè)現(xiàn)狀2022 年，“中華環(huán)保世紀(jì)行—寧夏行動”組委會以“貫徹和科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建環(huán)境友好型、資源節(jié)約型和諧寧夏”為工作主題，對馬鈴薯淀粉加工企業(yè)進(jìn)行了調(diào)查研究和深入分析，并形成了《寧夏南部山區(qū)馬鈴薯淀粉加工廢水處理與污染現(xiàn)狀及對策研究》調(diào)研報告。報告指出：固原市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)(種植與淀粉加工)確已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，但存在著淀粉加工企業(yè)數(shù)量大但普通加工規(guī)模偏小，生產(chǎn)工藝落后，企業(yè)分布零散，無序建廠現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，造成了當(dāng)?shù)貎?yōu)勢原料資源不能集中規(guī)?；a(chǎn)和淀粉生產(chǎn)過程中的高耗水、高排污量，一方面限制了該地區(qū)馬鈴薯優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)規(guī)模集聚效益的發(fā)展；另一方面大量淀粉加工企業(yè)的分散布局和生產(chǎn)廢水的任意排放，使廢水量大且難以集中處理，在高額耗水的同時擴(kuò)大了污染面積。同時，快速發(fā)展的馬鈴薯淀粉加工業(yè)的高額耗水與地表、地下水均依賴于天然補(bǔ)給、水資源的嚴(yán)重匱乏的矛盾高度激化，使本就脆弱的水環(huán)境生態(tài)更趨惡化。馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)是帶動寧夏南部山區(qū)特別是西吉縣農(nóng)民增收和脫貧致富的主要途徑和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，也是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱。西吉縣雖“十年九旱”但馬鈴薯卻“十年九成”的特殊氣候，使當(dāng)?shù)伛R鈴薯不僅種植面積大，且品質(zhì)優(yōu)良、病蟲害少、淀粉含量高，極其適合馬鈴薯淀粉加工的原料需求。每年馬鈴薯加工業(yè)給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來的經(jīng)濟(jì)收入占總收入的 1/4 以上；馬鈴薯加工業(yè)占工業(yè)經(jīng)濟(jì)比重 1/2 左右。在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中處于無法替代的地位。本文以固原西吉縣為突破口，通過對當(dāng)?shù)厮Y源利用特點(diǎn)的分析，提出將淀粉廢水變廢為寶，綜合利用的處理方法。 馬鈴薯淀粉的工業(yè)用水寧夏南部地區(qū)的氣候特點(diǎn)是干旱少雨，水資源和礦產(chǎn)資源貧乏，旱、凍、澇、風(fēng)等自然災(zāi)害較為頻繁，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，生態(tài)環(huán)境脆弱。（1）西吉縣水資源的特點(diǎn)根據(jù)區(qū)水文總資料西吉縣水資源的特點(diǎn)：①水資源量少，年平均降雨量，蒸發(fā)量 1490mm，旱災(zāi)頻繁，多年平均地表水資源量為 9640 萬 m3，保證率75%的地表水資源總量為 8975 萬 m3，可利用地下水資源總量為 5432 萬 m3，水資源量少。②地區(qū)變化大，全縣水資源分布很不均勻，呈南多北少、東多西少趨勢。③地表水資源年際內(nèi)變化大，全年降水量最多的是 8 月份，最小為 12 月份，冬季降水寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計2量只占全年的 —%，夏季占全年的 —%，大部分地表水在汛期白白地排走，用水季節(jié)水資源量不足。西吉縣人均水資源占有量比聯(lián)合國規(guī)定的極端缺水地區(qū)人均占有量 500 m3的標(biāo)準(zhǔn)還低 164 m3[1]。(2) 西吉縣企業(yè)用水存在的問題2022 年初，全縣設(shè)計規(guī)模大于 200 噸/年的企業(yè)共 88 家，其中 5000T/年以上設(shè)計規(guī)模 3 家，分別為佳立公司的新營淀粉公司(1 萬噸/年)、南臺淀粉公司(2 萬噸/年)、將臺淀粉公司( 萬噸/年)；5000T/年以下（含 5000T/年）設(shè)計規(guī)模的共 7家；3000T/年設(shè)計規(guī)模 58 家。作坊式“三粉”加工戶約 2500 家，主要集中在將臺、興隆、玉橋、王明等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。全縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展只有依賴地下水，目前馬鈴薯淀粉工業(yè)生產(chǎn)用水均來自地下水資源，可開采深度在 3050m 不等，30 家 1000T/年設(shè)計規(guī)模及以上企業(yè)，按 4 萬噸/年淀粉產(chǎn)量計，年消耗地下水 150 萬 m3以上；小規(guī)模及作坊性加工點(diǎn)淀粉產(chǎn)量不足2 萬噸/年，耗水量在 100 萬 m3/年左右，即每年約有 250 萬 m3地下水用于馬鈴薯淀粉加工，比西吉全縣人口年日常用水總量 120 萬 m3的兩倍還多。同時，生產(chǎn)過程中將近 150 萬 m3的污水集中排放于葫蘆河流域，造成了該流域及周邊地域環(huán)境的長期污染。因此，高耗水的馬鈴薯淀粉加工業(yè)嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，制約了地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。 淀粉生產(chǎn)廢水的處理國家發(fā)改委和國家商務(wù)部已把馬鈴薯產(chǎn)品深加工列為寧夏自治區(qū)重點(diǎn)發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。《寧夏回族自治區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十五”規(guī)劃》中也將馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)明確列為自治區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的特色產(chǎn)業(yè)。但是目前馬鈴薯淀粉工業(yè)生產(chǎn)用水均來自地下水資源，廢液、廢渣的無處理排放嚴(yán)重污染環(huán)境、破壞生態(tài)、浪費(fèi)資源的狀況已危及產(chǎn)業(yè)的生存，同時與國家所倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須走“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”戰(zhàn)略思路相背離，若要使馬鈴薯淀粉加工業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，則必須進(jìn)行廢水、廢渣綜合治理項(xiàng)目的建設(shè)，以徹底解決馬鈴薯淀粉生產(chǎn)所造成環(huán)境污染問題，從而為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展打下基礎(chǔ)。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容本課題的主要目的是：通過對寧夏南部山區(qū)馬鈴薯淀粉加工企業(yè)現(xiàn)狀的調(diào)查和對西吉馬鈴薯淀粉工業(yè)用水的分析，結(jié)合當(dāng)?shù)馗珊瞪儆甑淖匀粭l件，提出采用多效蒸發(fā)的技術(shù)。力爭將絕大部分生產(chǎn)廢水經(jīng)蒸發(fā)、冷凝后，作為生產(chǎn)用水循環(huán)利用，并將蛋白和有機(jī)肥從回收工藝中加以提取分離和濃縮。從根本上解決廢水污染和水