本文選題：LNG冷能 + 海水淡化　； 參考：《北京建筑大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：LNG含有寶貴的冷能,且近些年來LNG市場飛速發(fā)展,為響應(yīng)節(jié)能減排、資源回收再利用號(hào)召,將LNG再氣化過程釋放的冷收集并加以利用。目前國內(nèi)外對LNG的冷能的應(yīng)用研究形式很多,LNG冷能的回收再利用已經(jīng)成為必然的趨勢。LNG冷能在低溫發(fā)電、冷庫制冷、空調(diào)、空分和低溫粉碎方面的研究已經(jīng)很多,且有的已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用。冷凍法在海水淡化和濃縮方面的研究也越來越多,但是受到脫鹽率不高和人工制冷需要消耗高品位電能的制約,冷凍法海水淡化在實(shí)際生產(chǎn)中還難以應(yīng)用。本論文進(jìn)行了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的研究,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了基于LNG冷能的高脫鹽率海水淡化的工藝流程,并設(shè)計(jì)搭建了冷凍法海水淡化工藝模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。在研究中得到了下面一些結(jié)論:1)在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究部分,研究了傳熱方式對冷凍脫鹽及濃縮效果的影響、重力作用對脫鹽和濃縮效果的影響、離心作用對脫鹽和濃縮效果的影響。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究得出,盡管單向傳熱的脫鹽效果要比多向傳熱的脫鹽效果好,但單純的冷凍脫鹽的效果有限,要想進(jìn)一步提高脫鹽效果,還需對冷凍所得冰產(chǎn)物進(jìn)行重力和離心的作用;在重力脫鹽過程,排出溶液量越多,冰塊的純度越高,這需要我們在實(shí)際過程中根據(jù)需求來控制重力作用的溶液排出量;環(huán)境溫度是影響重力脫鹽的重要因素,環(huán)境溫度越高,脫鹽所消耗的時(shí)間越短,且有助于重力脫鹽率的提高;粉碎離心作用能夠大大提高離心脫鹽效果,轉(zhuǎn)速是影響離心脫鹽的關(guān)鍵因素,但當(dāng)轉(zhuǎn)速足夠快時(shí),再繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速,對脫鹽率的影響開始弱化;進(jìn)行粉碎離心之前對樣品冰進(jìn)行微融,使冰質(zhì)疏松,有助于離心脫鹽率的提高;2)重力和離心的作用能夠很好的彌補(bǔ)冷凍脫鹽的不足,弱化傳熱方式的對脫鹽效果的影響,這個(gè)結(jié)論指導(dǎo)我們,在冷凍階段要盡可能的提高冷量的利用效率,生產(chǎn)更多的冰,然后再通過重力和離心的作用來進(jìn)一步提高產(chǎn)物冰的脫鹽效果;在進(jìn)行聯(lián)合作用脫鹽實(shí)驗(yàn)時(shí),脫鹽率最高達(dá)到99.33%,此時(shí)融冰水NaCl的濃度為200mg/L,可以滿足國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對氯化物的濃度要求,但此時(shí)聯(lián)合脫鹽對應(yīng)的流程相對復(fù)雜,且淡水產(chǎn)率較低;而且在對重力脫鹽和離心脫鹽的對比中發(fā)現(xiàn)離心脫鹽是重力脫鹽的加速過程,而且離心脫鹽過程更加省時(shí)節(jié)能;3)在進(jìn)行冷凍、重力、離心脫鹽的過程中,除了得到低濃度的冰產(chǎn)物,同時(shí)還有高濃度的濃縮水產(chǎn)生,作為冷凍法海水淡水過程的副產(chǎn)品,這部分濃縮水可以用作鹽化工的原料;4)實(shí)驗(yàn)臺(tái)制冰脫鹽率較低,冷凍脫鹽的效果并不是很好,因此需通過重力、離心等方式對冰樣進(jìn)行進(jìn)一步脫鹽處理。
[Abstract]:LNG contains valuable cold energy, and in recent years, the LNG market has developed rapidly. In response to the call of energy saving and emission reduction, resource recovery and reuse, the LNG regasification process is released from the cold collection and utilization. At present, there are many research forms on the application of LNG cold energy at home and abroad. The recovery and reuse of LNG cold energy has become an inevitable trend. There has been a lot of research on LNG cold energy in low temperature power generation, cold storage refrigeration, air conditioning, air separation and low temperature comminution. And some have already started practical application. There are more and more researches on seawater desalination and concentration by freezing method, but it is restricted by the low desalination rate and the need to consume high grade electric energy by artificial refrigeration, so it is difficult to apply frozen seawater desalination in practical production. In this paper, the basic experimental research is carried out. On the basis of the experiment, the process flow of high desalinization rate seawater desalination based on LNG cold energy is put forward, and the simulation test bench of freezing seawater desalination process is designed and built. In the part of basic experimental research, the effects of heat transfer on freezing desalination and concentration, gravity on desalination and concentration, centrifugation on desalination and concentration are studied. The basic experimental results show that although the desalination effect of unidirectional heat transfer is better than that of multi-directional heat transfer, the effect of pure freezing desalination is limited, so if we want to further improve the desalination effect, In the process of gravity desalination, the more the solution is discharged, the higher the purity of ice is, which requires us to control the volume of gravity solution according to the demand in the actual process. Environmental temperature is an important factor affecting gravity desalination. The higher the ambient temperature, the shorter the desalination time is, and the higher the gravity desalination rate is, the higher the centrifugal effect is. Rotational speed is the key factor affecting centrifuge desalination, but when the rotational speed is fast enough, the effect on desalinization rate will be weakened by increasing rotational speed, and the sample ice will be slightly melted before comminuting centrifugation, and the ice will become loose. The effect of gravity and centrifugation can make up the deficiency of freezing desalination and weaken the effect of heat transfer on the desalination effect. This conclusion guides us. In the freezing stage, the utilization efficiency of cold capacity should be increased as much as possible, more ice should be produced, and then the desalination effect of the product ice should be further improved by gravity and centrifugation. The highest desalinization rate was 99.33, and the concentration of NaCl in melted water was 200mg / L, which could meet the requirement of chloride concentration in the national drinking water standard, but the process of combined desalination was relatively complex, and the yield of fresh water was relatively low. In the comparison of gravity desalting and centrifugal desalting, it is found that centrifugal desalination is an accelerated process of gravity desalination, and the centrifugal desalting process saves more time and energy.) during the process of freezing, gravity, centrifugal desalination, In addition to the low concentration of ice products, there is also a high concentration of concentrated water, which, as a by-product of the freshwater process of the freezing process, can be used as the raw material for salt chemical industry.) the desalinization rate of ice is relatively low on the experimental bench. The effect of freezing desalination is not very good, so it is necessary to further desalinate the ice sample by gravity and centrifugation.
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P747

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本文編號(hào)：1899255