643 吹扫气预热型热泵膜蒸馏装置性能模拟软件

装置流程

吹扫气预热型热泵膜蒸馏装置的基本流程如下图。

图中，出膜蒸馏组件的热湿吹扫气通过气-气换热器预热进入膜蒸馏组件的吹扫气，使膜蒸馏过程获得高的热效率（可大于95%）。

出气-气换热器的吹扫气再由热泵（由压缩机、加热器、膨胀阀、冷却器构成）回收其中蕴含的热能来通过加热器加热料液，从而使装置整体具有较低的能耗。

图中装置的气-气换热器为热管型预热器，也可采用板翅式、微通道式等型式换热器。

根据环境温度和料液、吹扫气工作温度的高低，可在预热器和冷却器之间、冷却器与压缩机之间设置辅冷器，有利于装置的工况调控。

软件基础

软件方程主要参考天津科技大学张芃悦的论文。

软件界面

软件界面如下图。

上部为8个输入参数，底部为4个输出参数，中间是计算按钮。

8个输入参数

1-料液进膜组件温度，通常取30~100℃；

2-料液出膜组件温度，通常取30~100℃；

3-吹扫气进膜组件温度，通常比料液进膜组件温度低5~15℃；

4-吹扫气出膜组件温度，通常比料液进膜组件温度低2~5℃；

5-吹扫气出膜组件相对湿度，通常取0.50~0.95；

6-吹扫气出冷却器温度，℃；

7-吹扫气中干空气流量（吹扫气温度不高时，如低于30℃时，近似为吹扫气流量），kg/s；

8-环境空气温度，通常取10~40℃。

4个输出参数

1-膜组件热效率，通常0.90~0.99；

2-热泵制热系数，通常2~15；

3-节能倍率（相对于单效蒸发的节能倍数，近似等于多效蒸发的效数），通常2~10。

4-冷凝水排出速率（料液浓缩速率），kg/s。

软件应用方法

在输入参数框内输入合理数值，点击计算按钮，即可得出上述输入参数下装置的节能倍率、冷凝水排出速率等主要性能参数。

通过调整8个输入参数值，可掌握各输入参数对装置性能的影响规律，为优化设计提供依据；也可根据要求的装置性能，逆向确定所需的装置运行参数（可试调各输入参数，也可软件中直接优化）。