噴霧蒸發(fā)-低溫蒸餾海水淡化技術(shù)是一種集成的海水和苦咸水淡化技術(shù),它利用噴霧蒸發(fā)尾氣為低溫蒸餾提供加熱蒸汽,同時(shí)噴霧蒸發(fā)可以對(duì)低溫蒸餾濃鹽水進(jìn)行二次濃縮,以提高過程的產(chǎn)水量和回收率。 本文設(shè)計(jì)了以管殼式降膜蒸發(fā)器為基礎(chǔ)的低溫蒸餾設(shè)備,建立了無／有折流擋板強(qiáng)化冷凝的兩套集成海水淡化設(shè)備,并建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分別完成了集成淡化基本流程與操作參數(shù)相關(guān)性實(shí)驗(yàn)。研究表明,噴霧濃鹽水量、加熱空氣流量以及蒸餾柱進(jìn)料量對(duì)過程的影響規(guī)律類似：隨著它們的增加蒸餾柱淡水產(chǎn)率呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)；隨著加熱空氣溫度和蒸餾柱真空度的提高,蒸餾柱的淡水產(chǎn)率增加。有折流擋板設(shè)備同無折流擋板設(shè)備的不同點(diǎn)在于隨著加熱空氣流量增加,其蒸餾柱產(chǎn)水率增加。在本文的實(shí)驗(yàn)操作區(qū)間內(nèi),噴霧濃鹽水量、加熱空氣流量以及蒸餾柱進(jìn)料量均存在一個(gè)適宜的區(qū)間,對(duì)無折流板系統(tǒng)而言分別為0.3-0.4 kg h-1、15-20 m3 h-1與0.8-1.4kgh-1,對(duì)于有折流板系統(tǒng)而言分別是0.6-0.8kgh-1、20-25 m3 h-1與1.8-2.2kgh-1；同時(shí)在條件允許的情況下,宜選用較高的加熱空氣溫度和蒸餾柱真空度,對(duì)本文試驗(yàn)設(shè)備而言為190-210℃和0.01MPa。試驗(yàn)還證明折流擋板可以有效提高集成系統(tǒng)性能,無折流板設(shè)備蒸餾柱淡水產(chǎn)率、總產(chǎn)水量以及造水比分別可達(dá)3.5kgh-1m-2、0.8 kg h-1及1.0；而有折流板設(shè)備蒸餾柱淡水產(chǎn)率、總產(chǎn)水量以及造水比分別可以達(dá)到4 kg h-1m-2、1.4kg h-1及1.7。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究表明,折流擋板強(qiáng)化冷凝蒸餾柱的換熱管適宜的長(zhǎng)徑比為100。在鹽水濃度為10,000mg/L的進(jìn)料條件下,噴霧尾氣冷凝產(chǎn)水含鹽量為200-350 mg/L之間,同時(shí)蒸餾柱二次蒸汽產(chǎn)水含鹽量為30-60mg/L,與傳統(tǒng)蒸餾法的淡化水質(zhì)相當(dāng)。 實(shí)驗(yàn)建立了傾斜管狀流道,使用人工海水研究了銅管在海水中的結(jié)垢情況。研究表明,結(jié)垢需經(jīng)一個(gè)誘導(dǎo)期后產(chǎn)生,同時(shí)在較高溫度和較慢海水流速下銅管更易結(jié)垢；對(duì)結(jié)垢成分的研究表明,在高溫情況下碳酸鈣易結(jié)垢,低溫時(shí)硫酸鈣則為結(jié)垢的主要成分。靜態(tài)結(jié)垢進(jìn)一步證明了結(jié)垢存在誘導(dǎo)期,同時(shí)表明在結(jié)垢過程中碳酸鈣首先析出。 通過對(duì)晶體結(jié)晶誘導(dǎo)期的檢測(cè)研究了碳酸鈣和硫酸鈣在不同溫度和流體狀態(tài)下的晶體結(jié)晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明,使用可見光-紫外光分光光度儀可以準(zhǔn)確地測(cè)量出晶體結(jié)晶的誘導(dǎo)期；隨著溫度、過飽和度和溶液湍動(dòng)程度的提高,硫酸鈣結(jié)晶誘導(dǎo)期縮短。然而,對(duì)于碳酸鈣晶體未發(fā)現(xiàn)溶液攪拌速率對(duì)結(jié)晶誘導(dǎo)期存在明顯影響。針對(duì)晶體結(jié)晶參數(shù)的研究表明,硫酸鈣和碳酸鈣晶體成核自由能隨溶液溫度的增加而降低,同時(shí)并未發(fā)現(xiàn)兩種晶體的固液界面張力與操作條件有直接聯(lián)系。建立了碳酸鈣和硫酸鈣晶體結(jié)晶誘導(dǎo)期的預(yù)測(cè)函數(shù),結(jié)果證明預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：P747
【部分圖文】：

F191一 2SehematieDesalinationPrineiPleofDew一 VaPorationProeess王世昌等卿〕對(duì)露點(diǎn)蒸發(fā)海水淡化過程進(jìn)行了較全面的研究。露點(diǎn)蒸發(fā)技術(shù)通過熱傳遞將冷凝與蒸發(fā)過程直接禍合，可有效提高過程的熱效率。圖1一2是露點(diǎn)蒸發(fā)淡化過程的原理[85]。(2)流通電容器淡化技術(shù)Andelman等186]提出一種被稱為流通電容器淡化的新型淡化技術(shù)(也稱電吸附):海水在電容器之間流過，通過對(duì)電容器充放電實(shí)現(xiàn)海水淡化，其基本原理如圖1一3所示。

2.1.1噴霧蒸發(fā)設(shè)備實(shí)驗(yàn)使用天津大學(xué)北洋化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司生產(chǎn)的噴霧蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其外形如圖2一1所示。設(shè)備主要由噴霧系統(tǒng)、空氣加熱流通系統(tǒng)和蒸發(fā)室等組成。鹽水霧化使用雙流體噴嘴，內(nèi)管為鹽水管，直徑0.9~，外管為壓縮氣體管，直徑2.smm;空氣加熱裝置功率為Ikw，加熱空氣溫度使用溫度控制儀控制，精度為士1℃，加熱空氣流量范圍為6一28m3h一，，蒸發(fā)室的直徑為0.45m，高為 1.sm，底部設(shè)?

噴霧蒸發(fā)一低溫蒸餾集成海水淡化技術(shù)研究2.1.2低溫蒸餾設(shè)備蒸餾器采用管殼式結(jié)構(gòu)，圖2一2是建立的無折流擋板的蒸餾器結(jié)構(gòu)縮略圖。 )))))))萬 萬 }}}“一}}}}---一 {{{}一’---… …………;……… … lll }}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}{{{{{{{{{{{一{一…{一…一…… ----- ---------一一“一’---一二一卜一 一 {{{{{{{a一鹽水二次蒸汽出口;b一鹽水入口;c一水蒸氣一不凝氣體入口;d一水蒸氣一不凝氣體出口;e一濃鹽水出口圖2一2低溫蒸餾器結(jié)構(gòu)縮略圖 F192一 2SketehofLowTemPeratureDistillateColumn本實(shí)驗(yàn)先后就建立了兩套低溫蒸餾設(shè)備，蒸餾柱I為殼程無折流擋板設(shè)備，蒸餾柱H為殼程設(shè)置有折流擋板的設(shè)備，相對(duì)應(yīng)的集成設(shè)備分別為集成設(shè)備I和集成設(shè)備H。其有效換熱高度、換熱管數(shù)目以及有效換熱面積分別是lm，6和9.42x10一“m“。前者主要用于探索集成海水淡化流程的可行性以及設(shè)備基本過程同操作參數(shù)之間的關(guān)系，后者則是在前者的基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，其特點(diǎn)是在高度為I000mm的殼程有效換熱空間內(nèi)以50~為間隔設(shè)置了18個(gè)折流擋板，圓缺型折流擋板材質(zhì)為聚丙烯，厚1~

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2 趙華,刁遠(yuǎn)清;利用核能海水淡化初探[J];海洋科學(xué);2002年07期

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4 馬云風(fēng),郝斌,逯福生,賈

本文編號(hào)：2816276