本文關(guān)鍵詞：界面漸進(jìn)冷凍分離裝置的研究

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【摘要】：冷凍分離技術(shù)具有常壓、低溫、低能耗濃縮分離料液等特點(diǎn),這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品、化工、生物、制藥等領(lǐng)域。界面漸進(jìn)冷凍分離裝置是一種料液在低溫表面上形成片狀冰實(shí)現(xiàn)料液的濃縮分離裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,冰片處理方便,對(duì)料液的適應(yīng)性好。本文對(duì)該類裝置進(jìn)行了較系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。論文給出了可實(shí)現(xiàn)界面漸進(jìn)冷凍分離的三種技術(shù)方案:盤管式、管式、刮片式,分析了其工作原理和基本特點(diǎn),并對(duì)其成本、能耗、料液適應(yīng)性等進(jìn)行了綜合對(duì)比,表明盤管式冷凍分離裝置適用于小規(guī)模料液處理的場(chǎng)合,管式和刮片式冷凍分離裝置則應(yīng)用于中、大規(guī)模料液處理時(shí)具有較好的綜合優(yōu)勢(shì)。針對(duì)盤管式冷凍分離裝置工況變化復(fù)雜的特點(diǎn),論文對(duì)盤管式冷凍分離裝置的變工況性能進(jìn)行了理論研究,建立了其物理模型和數(shù)學(xué)模型。通過(guò)計(jì)算,分析了結(jié)冰速率、融冰速率隨制冷劑蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、料液溫度、冰層厚度等參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,通過(guò)合理的調(diào)控盤管式冷凍分離裝置在結(jié)冰融冰過(guò)程中工藝參數(shù)的變化,可以獲得適宜的結(jié)冰速率和融冰速率。以上述工作為指導(dǎo),設(shè)計(jì)并搭建了盤管式冷凍分離實(shí)驗(yàn)裝置,分別進(jìn)行了預(yù)冷、結(jié)冰、融冰實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:預(yù)冷階段,采用料液循環(huán)可較好地避免料液降溫過(guò)程中的后期溫度局部回升;結(jié)冰階段,當(dāng)料液溫度3.3℃,冰水溫度16.7℃,10min平均結(jié)冰速率可達(dá)0.003mm/s,對(duì)溶質(zhì)去除率可達(dá)85%,但隨著料液濃度的增大和蒸發(fā)溫度的降低,冰層中的溶質(zhì)夾帶會(huì)增加;融冰階段,靠近盤管側(cè)融冰速率遠(yuǎn)高于冰水側(cè)的融冰速率,且融冰后期冰層可從盤管上脫落使融冰過(guò)程顯著強(qiáng)化。
【關(guān)鍵詞】：冷凍分離 濃縮 盤管式 結(jié)冰速率 融冰速率
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-27
• 1.1 適于冷凍分離的典型料液簡(jiǎn)介10-14
• 1.1.1 果蔬汁10-11
• 1.1.2 啤酒11
• 1.1.3 藥液11-12
• 1.1.4 廢水12-13
• 1.1.5 淡化海水13-14
• 1.2 料液濃縮分離技術(shù)概述14-19
• 1.2.1 蒸發(fā)濃縮分離14-15
• 1.2.2 膜濃縮分離15-16
• 1.2.3 冷凍濃縮分離16-19
• 1.3 冷凍分離技術(shù)研究及其應(yīng)用現(xiàn)狀19-26
• 1.3.1 冷凍濃縮分離技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究19
• 1.3.2 冷凍濃縮分離設(shè)備研究19-23
• 1.3.3 冷凍濃縮分離技術(shù)的應(yīng)用研究23-25
• 1.3.4 冷凍濃縮分離技術(shù)現(xiàn)存問(wèn)題及發(fā)展方向25-26
• 1.4 本文主要工作26-27
• 2 界面漸進(jìn)冷凍分離裝置的技術(shù)方案分析27-40
• 2.1 盤管式冷凍分離裝置27-28
• 2.2 管式冷凍分離裝置28-30
• 2.3 刮片式冷凍分離裝置30-31
• 2.4 三種技術(shù)方案綜合對(duì)比31-40
• 3 盤管式冷凍分離裝置變工況性能的理論研究40-54
• 3.1 盤管式冷凍分離裝置的物理模型40-41
• 3.2 盤管式冷凍分離裝置的基本方程41-48
• 3.2.1 制冷機(jī)單元的基本方程41-43
• 3.2.2 結(jié)冰和融冰過(guò)程的基本方程43-48
• 3.3 盤管式冷凍分離裝置的性能變化規(guī)律48-54
• 4 界面漸進(jìn)冷凍分離裝置實(shí)驗(yàn)研究54-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介54-57
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法及步驟57-58
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方法57
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟57-58
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析58-67
• 4.4.1 預(yù)冷階段58-59
• 4.4.2 結(jié)冰階段59-64
• 4.4.3 融冰階段64-67
• 5 結(jié)論與展望67-68
• 5.1 結(jié)論67
• 5.2 展望67-68
• 6 參考文獻(xiàn)68-74
• 7 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況74-75
• 8 致謝75

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉瑞興;;蒸餾冷凍分離工藝及其節(jié)能[J];唐山工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);1987年04期

2 汪紹];李建民;吳永生;;J酸生產(chǎn)廢液冷凍分離的研究[J];化工環(huán)保;1990年01期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 郭全舉;界面漸進(jìn)冷凍分離裝置的研究[D];天津科技大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：725008