【摘要】： 發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決全球水資源短缺的重要途徑。反滲透海水淡化技術(shù)由于其設(shè)備投資省、能量消耗低、建造周期短等諸多優(yōu)點(diǎn),近十年來(lái)發(fā)展速度很快,未來(lái)將成為海水淡化的主導(dǎo)技術(shù)。從理論上講,它是最節(jié)能的海水淡化方法。但目前,對(duì)于反滲透海水淡化,其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和社會(huì)的期盼值之間,還存在一定的距離,淡化水成本仍偏高。而系統(tǒng)能耗是成本最主要的組成部分,能耗過(guò)高也就成為制約制水成本的最主要因素。這說(shuō)明當(dāng)前的反滲透海水淡化工藝、工程設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)操作等方面仍有很多值得改進(jìn)的地方。因此,本課題分析了系統(tǒng)中各操作參數(shù)對(duì)系統(tǒng)能耗的影響,并以降低能耗為目標(biāo),對(duì)反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 應(yīng)用海德能公司的反滲透設(shè)計(jì)軟件IMSdesign,結(jié)合工程實(shí)例,考察系統(tǒng)能耗隨給水溫度、系統(tǒng)回收率、給水含鹽量、能量回收效率等操作參數(shù)的變化特點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)其有隨給水溫度的升高持續(xù)下降,隨系統(tǒng)回收率的升高基本呈負(fù)指數(shù)規(guī)律下降,隨能量回收效率的提高呈線性比例下降,隨給水含鹽量的升高呈線性比例上升的規(guī)律。 對(duì)傳統(tǒng)建立系統(tǒng)費(fèi)用模型的尋優(yōu)方法進(jìn)行了轉(zhuǎn)換,得出以單位產(chǎn)品水系統(tǒng)能耗最低為優(yōu)化目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。以元件特征方程和系統(tǒng)特征方程為基礎(chǔ)建立約束,結(jié)合膜生產(chǎn)廠家的技術(shù)手冊(cè)要求的各種限值約束一起,構(gòu)成系統(tǒng)完整的約束條件。膜品種、膜數(shù)量、膜排列作為優(yōu)化變量,整個(gè)模型是一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)。 結(jié)合工程實(shí)例,將優(yōu)化模型運(yùn)用Matlab優(yōu)化工具箱實(shí)現(xiàn)求解以實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化和操作優(yōu)化。并與實(shí)際設(shè)計(jì)模式緊密聯(lián)系,使用陶氏公司的反滲透設(shè)計(jì)軟件ROSA6.1對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,其誤差在可以接受的范圍內(nèi)。對(duì)一級(jí)一段工藝和一級(jí)兩段工藝選用相同的膜元件,不同的膜元件排列方式。比較之后可以看出對(duì)所選實(shí)例來(lái)說(shuō),單位產(chǎn)品水系統(tǒng)能耗可以達(dá)到2.97kWh/m3,低于文獻(xiàn)報(bào)道的3.31 kWh/m3的能耗值�？梢�(jiàn),利用本文的方法選擇的工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)效果更好。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：P747

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 徐丁;反滲透海水淡化系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)度研究[D];杭州電子科技大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2628515