隨著我國淡水資源的日益匱乏,海水淡化系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普遍,尤其是反滲透海水淡化技術(shù)在近年來得到了迅速的發(fā)展。但是海水淡化水的價格普遍高于政府供水的現(xiàn)實(shí)也極大的阻撓著海水淡化技術(shù)的發(fā)展。因此優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù),大力研究能量回收裝置來進(jìn)一步縮小制水成本就成為了這項技術(shù)的研究方向之一。 本課題首先對反滲透海水淡化系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程進(jìn)行了介紹,尤其對反滲透膜組件和管道材料的選擇進(jìn)行了詳細(xì)的探討,確定了不同的系統(tǒng)要求對膜組件和管道材料的選用標(biāo)準(zhǔn)。通過學(xué)習(xí)和應(yīng)用IMS design反滲透系統(tǒng)設(shè)計和模擬軟件來找出系統(tǒng)參數(shù)與能耗之間的關(guān)系,從而更有效、更合理的來選擇工藝流程的配備。回收率的增加對系統(tǒng)的能耗有降低的作用,但不能盲目的追求系統(tǒng)能耗的減少,要根據(jù)成品水的用途和水質(zhì)要求來選擇合適回收率的膜組件。根據(jù)不同地區(qū)海水原料濃度的區(qū)別選用不同壓力的膜組件和高壓泵,海水濃度高的需要選取能夠承受高壓力的膜組件。 最后設(shè)計和實(shí)驗(yàn)了活塞式能量回收裝置的工作特性,文中設(shè)計了三種控制方式分別是時間控制、光電控制和流量控制。三種設(shè)計方式中按時間控制和光電控制的方式成本便宜,按流量控制的方案精準(zhǔn)度最好,每種方式都能實(shí)現(xiàn)對能量回收裝置的控制并得出了結(jié)論。
【學(xué)位單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P747
【部分圖文】：

1—加熱器; 2—熱回收段; 3—排熱段; 4—海水; 5—排冷卻海水; 6—進(jìn)料水;7—循環(huán)鹽水; 8—加熱蒸汽; 9—排濃鹽水;10—蒸餾水; 11—抽真空。圖 1-1 海水淡化多級閃蒸示意圖Fig.1-1 Schematic diagram of MSF device多級閃蒸技術(shù)是早期應(yīng)用比較廣泛的一種大型的海水淡化方式。其對熱能的要求極高所以一般只在天氣炎熱或者石油豐富的地區(qū)應(yīng)用。它的基本工作原理是將海水加熱后導(dǎo)入閃蒸室，由于閃蒸室的壓力被控制在鹽水的飽和蒸汽壓以下，當(dāng)海水進(jìn)入閃蒸室后部分液體會迅速的氣化，氣化后產(chǎn)生的蒸汽用來給進(jìn)來的海水加熱從而冷卻成水珠被收集起來成為淡水。此時的海水繼續(xù)進(jìn)入下一個閃蒸室繼續(xù)閃蒸。多級閃蒸的過程如圖 1-1 所示，其設(shè)備一般包括三個部分分別為排熱部分、熱回收部分、和鹽水加熱部分[33]。此項技術(shù)從二十世紀(jì)中期開始使用，其克服了舊式海水淡化設(shè)備的結(jié)垢非常嚴(yán)重的問題，另外其操作不難，要求溫度在 110℃左右比較容易實(shí)現(xiàn)。其不足是需要提供廉價的熱能成本，回收率比較低。(2) 海水淡化低溫多效技術(shù)(MED)

裝6~7個元件[47]，如圖3-1所示。圖 3-1 卷式膜組件Fig.3-1 Spiral-wound membrane module現(xiàn)在用的最多的為0.1m和0.2m直徑，1m或1.5m長的元件，它們分別由約5個或20個膜對螺旋狀卷制而成。

維元件[16]。圖3-2所示為含縱向平行方式排列中空纖維的單元件組件的示意結(jié)構(gòu)和流體流向。圖 3-2 中空纖維式膜組件Fig.3-2 Hollow fiber membrane module目前大部分應(yīng)用的組件擁有0.2~0.3m直徑。此種組件的優(yōu)點(diǎn)為：膜的填充密度高，雖然單位面積的纖維膜要比單位面積的片狀膜的通水性能差，但其高密度的組合使得一定體積的中空纖維膜組件的通水性能最好[26]；纖維這中材質(zhì)本身就可以承受較高的壓力，所以不需要專門的膜支撐固件，結(jié)構(gòu)更加簡單。所以其逐漸發(fā)展成為了最受歡迎的膜組件結(jié)構(gòu)[14]。缺點(diǎn)為：因?yàn)槠涿芏群芨�，所以即使比較細(xì)小的固體顆粒也可能導(dǎo)致組件的堵塞[31]。這就對進(jìn)料海水提出了更高的要求，增加了預(yù)處理成本。3.4 管道材料的選擇與抗腐蝕性研究海水中含有大量的雜質(zhì)，其中的酸性物質(zhì)尤其是氯的化合物和各種鹽類雜質(zhì)能對一般材料的管道材料以及重要的金屬硬件組件造成腐蝕。一般管道材料中的腐蝕以三種形式出現(xiàn)：斑點(diǎn)式的腐蝕、縫隙式的腐蝕以及結(jié)晶腐蝕[45]。前文已經(jīng)論述，為了降低海水淡化能耗的消耗進(jìn)料海水最好能保持在二十五度到三十度之間

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本文編號：2808941