【摘要】：淡水資源的緊缺使得近年來海水淡化產業(yè)蓬勃發(fā)展,而我國的海水利用十三五規(guī)劃也提出要在十三五末使得海水淡化總規(guī)模達到220萬噸/日以上;與此同時,我國的能源發(fā)展十三五規(guī)劃也提出天然氣消費比重將達到10%,這為解決冷凍法海水淡化中冷源成本高的問題帶來契機,使得基于LNG冷能的海水淡化技術具有了實際應用的前景。本文采用課題組獲得專利授權的“基于LNG冷能的冷凍法海水淡化工藝模擬實驗裝置”,將原海水冷凍制冰,實驗研究了FGCD(Freezing,gravity-driven and centrifugal desalination,冷凍-重力-離心復合脫鹽)工藝中重力作用下的融化率對脫鹽效果的影響,計算分析了FGCD系統(tǒng)的能耗,探討了該工藝應用于實際生產的可能性。在此基礎上,提出將微波處理應用于海水淡化,分別采用低溫冰箱靜態(tài)制冰和實驗裝置動態(tài)制冰得到海水冰樣品,進行了FMCD(Freezing,microwave treatment and centrifugal desalination,冷凍-微波-離心復合脫鹽)實驗,研究了微波作用對脫鹽效果的影響。針對實驗室所用“基于LNG冷能的冷凍法海水淡化工藝模擬實驗裝置”的制冰系統(tǒng)建模,應用HYSYS軟件分別模擬計算了無相變冷媒系統(tǒng)和有相變冷媒系統(tǒng)流程的能耗,提出了實驗系統(tǒng)的改進意見。實驗研究主要得到了如下結論:(1)實驗裝置所產片冰經FGCD工藝處理后,以Cl~-脫除率作為衡量標準,當重力作用下的融化率大于40%時,產水可滿足一些石化行業(yè)的應用標準;當融化率大于80%時,所產淡水可以滿足生活飲用水標準。因此,可以在未來工業(yè)生產中考慮水的分級利用;(2)實驗裝置所產片冰經FMCD工藝脫鹽效果雖然低于FGCD工藝,但融化率到達60%左右時,Cl~-脫除率仍然可以達到90%以上。FMCD工藝用時遠遠低于FGCD工藝,在冬季溫度較低的條件下,可應用FMCD脫鹽工藝加快脫鹽進程,提高淡水產水效率。在不改變微波處理時間的條件下,提高離心轉速可以提高脫鹽率,而增加離心時間對脫鹽率和產水率的影響有限;(3)對實驗裝置耗電量的計算并結合HYSYS模擬研究表明:FGCD過程的能源消耗是可以接受的,當使用有相變的中間冷媒系統(tǒng)時,FGCD工藝能耗可以進一步降低,更有利于工業(yè)化生產的應用。
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P747
【圖文】：

DesalData（Global Water Intelligence Desalination data，國際環(huán)保平臺海水淡化數(shù)據(jù)庫預測，到 2021 年海水淡化項目將再次達到頂峰。近年來我國的海水淡化產業(yè)發(fā)展迅速，2016 年 12 月國家發(fā)改委和海洋局共同印了《全國海水利用“十三五”規(guī)劃》[3]，規(guī)劃涉及了海水淡化、海水利用、以及工程術服務和化學資源利用等領域，規(guī)劃期為 2016 到 2020 年，這期間也是我國的海水淡產業(yè)規(guī)�；瘧玫年P鍵時期，“十三五”末，全國海水淡化總規(guī)模達到 220 萬噸/日以上海水利用產業(yè)呈現(xiàn)大型化、低成本和能耗的方向快速發(fā)展。目前主流的海水淡化技術有反滲透法，多效蒸餾法，多級閃蒸法以及電滲析法等[4以法國 Sidem、以色列 IDE、、韓國 Doosan 三大國際巨頭海水淡化廠商近年來在全球績（如圖 1-1）以及近幾年我國的萬噸級海水淡化項目（如圖 1-2）為例[5]，可以看出主流的海水淡化項目中占據(jù)主要市場份額的為 MED（Multiple Effect Distillation，多蒸餾）和 RO(Reverse Osmosis，反滲透)兩項技術，我國最大的海水淡化工程產水規(guī)模20 萬 t/h，產水成本為 5~8 元/t，主要應用了上述兩種技術。由此也可以看出，目前采可再生能源包括太陽能、風能、核能、潮汐能、地熱能以及工業(yè)余冷如 LNG 冷能的水淡化技術正處于研究開發(fā)階段，目前尚未應用于大規(guī)模工業(yè)生產當中。

DesalData（Global Water Intelligence Desalination data，國際環(huán)保平臺海水淡化數(shù)據(jù)庫預測，到 2021 年海水淡化項目將再次達到頂峰。近年來我國的海水淡化產業(yè)發(fā)展迅速，2016 年 12 月國家發(fā)改委和海洋局共同印了《全國海水利用“十三五”規(guī)劃》[3]，規(guī)劃涉及了海水淡化、海水利用、以及工程術服務和化學資源利用等領域，規(guī)劃期為 2016 到 2020 年，這期間也是我國的海水淡產業(yè)規(guī)�；瘧玫年P鍵時期，“十三五”末，全國海水淡化總規(guī)模達到 220 萬噸/日以上海水利用產業(yè)呈現(xiàn)大型化、低成本和能耗的方向快速發(fā)展。目前主流的海水淡化技術有反滲透法，多效蒸餾法，多級閃蒸法以及電滲析法等[4以法國 Sidem、以色列 IDE、、韓國 Doosan 三大國際巨頭海水淡化廠商近年來在全球績（如圖 1-1）以及近幾年我國的萬噸級海水淡化項目（如圖 1-2）為例[5]，可以看出主流的海水淡化項目中占據(jù)主要市場份額的為 MED（Multiple Effect Distillation，多蒸餾）和 RO(Reverse Osmosis，反滲透)兩項技術，我國最大的海水淡化工程產水規(guī)模20 萬 t/h，產水成本為 5~8 元/t，主要應用了上述兩種技術。由此也可以看出，目前采可再生能源包括太陽能、風能、核能、潮汐能、地熱能以及工業(yè)余冷如 LNG 冷能的水淡化技術正處于研究開發(fā)階段，目前尚未應用于大規(guī)模工業(yè)生產當中。

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本文編號：2714529