目前,全球大約有25%的人口缺乏保質(zhì)保量的淡水供應(yīng),超過80%的國家存在淡水資源不足的問題。海水淡化技術(shù)已經(jīng)成為解決淡水短缺問題的一條重要途徑。低溫多效蒸發(fā)海水淡化技術(shù)是主要的海水淡化方法之一。低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)通常被分為順流、逆流、并流和混流流程。低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)中各效蒸發(fā)器的蒸發(fā)管的噴淋密度的大小對裝置正常運行非常重要,本文的計算分析考慮到工程實際,所有的計算結(jié)果都保證各效噴淋密度都滿足裝置正常運行的要求,即噴淋密度在0.03-0.08kg/(m·s)范圍內(nèi)。 在質(zhì)量和能量平衡方程的基礎(chǔ)上,建立了低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,其中包括蒸發(fā)器、冷凝器、預(yù)熱器、海水冷卻器和熱力壓縮器等；考慮了鹽水沸點升高及蒸汽流經(jīng)除沫器以及在效間通道和管束中流動時因阻力而造成的溫度損失；海水的物性參數(shù)為濃度和溫度的函數(shù),飽和蒸汽和淡水的物性參數(shù)為溫度的函數(shù)；針對系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型編制了計算求解程序。 以額定產(chǎn)水量為10000 t/d的系統(tǒng)為例,研究了不同的因素對無熱壓縮的低溫多效蒸發(fā)海水淡化混流系統(tǒng)的影響。在其他條件不變的情況下,首效加熱蒸汽溫度對造水比的影響不大,對蒸發(fā)器總面積的影響較大,提高首效加熱蒸汽溫度有利于降低蒸發(fā)器總面積。增加系統(tǒng)效數(shù)可以顯著提高系統(tǒng)的造水比。建議盡量將預(yù)熱器放在混流點前,而且越靠近首效越好,尤其是當(dāng)預(yù)熱量比較大時,有利于避免蒸發(fā)器總面積的急劇增加。 對于帶熱壓縮的低溫多效蒸發(fā)海水淡化混流系統(tǒng),以額定產(chǎn)水量3500 t/d為例,研究了不同的因素對系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明：TVC引射蒸汽位置位于混流點位置后一效蒸發(fā)器之后時,系統(tǒng)的造水比達(dá)到最大值,蒸發(fā)器總面積達(dá)到最小值。為了減少系統(tǒng)蒸發(fā)器的換熱面積可以適當(dāng)?shù)纳呤仔Ъ訜嵴羝臏囟�。TVC動力蒸汽的狀態(tài)對系統(tǒng)的造水比的影響較大,對蒸發(fā)器總面積的影響不大,提高TVC動力蒸汽的溫度和壓力將有利于系統(tǒng)造水比提高。當(dāng)系統(tǒng)可設(shè)置的預(yù)熱器個數(shù)有限時,要盡量將預(yù)熱器設(shè)置在TVC引射蒸汽位置以前的位置,而且越靠近首效越好,這樣既有利于提高系統(tǒng)造水比,也有利于降低蒸發(fā)器總面積,有助于降低海水淡化成本。 對無熱壓縮的低溫多效蒸發(fā)海水淡化混流和并流系統(tǒng)進(jìn)行了對比研究。在其他條件相同的情況下,混流系統(tǒng)的造水比始終高于并流系統(tǒng),混流系統(tǒng)和并流系統(tǒng)的造水比都隨系統(tǒng)效數(shù)的增加而增加�；炝飨到y(tǒng)的蒸發(fā)器總面積隨效數(shù)的變化幅度不大,而并流系統(tǒng)的變化幅度較大。兩系統(tǒng)的造水比和蒸發(fā)器總面積都隨首效加熱蒸汽溫度的升高而減小,但變化幅度不大。混流系統(tǒng)和并流系統(tǒng)的造水比和蒸發(fā)器總面積都隨額定產(chǎn)水量的增加而增加,但是,增加系統(tǒng)的額定產(chǎn)水量將導(dǎo)致混流系統(tǒng)的造水比和蒸發(fā)器總面積相對于并流系統(tǒng)的優(yōu)勢降低。 對帶熱壓縮的低溫多效蒸發(fā)海水淡化混流和并流系統(tǒng)進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明：在相同的條件下,混流流程的系統(tǒng)造水比具有相當(dāng)大的優(yōu)勢,但需要的蒸發(fā)器換熱面積也較大。帶TVC的混流流程受TVC引射蒸汽位置的影響較大。首效加熱蒸汽溫度對混流和并流系統(tǒng)的造水比和蒸發(fā)器總面積的影響都不大,對并流系統(tǒng)的影響要略強(qiáng)于混流系統(tǒng)。混流和并流系統(tǒng)的造水比受TVC動力蒸汽參數(shù)的影響都很大,蒸發(fā)器總面積受TVC動力蒸汽參數(shù)的影響都很小。混流系統(tǒng)受TVC動力蒸汽參數(shù)的影響更大一些。預(yù)熱位置越靠前混流和并流系統(tǒng)的性能會越好,混流系統(tǒng)受預(yù)熱位置的影響更大一些。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P747
【部分圖文】：

Fig.1.2.FlowehartofMSF多級閃蒸(MSF)過程是基于閃蒸原理之上的一項蒸餾技術(shù)。多級閃蒸海水淡化裝置流程如圖1.2所示。在多級閃蒸的過程中，通過降低壓力來使海水蒸發(fā)，而不是通過加熱升溫的方式。多級閃蒸技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性是通過蓄熱來實現(xiàn)的，在整個閃蒸過程中，在每一個閃蒸罐或級中海水閃蒸釋放出一部分自身的熱量給海水。每一級閃蒸蒸汽冷凝為淡水的過程中釋放的熱量逐漸的提高入料海水的溫度。多級閃蒸過程由熱輸入，熱回收和散熱部分組成。然而，高溫的添加劑通常被用來控制產(chǎn)水的規(guī)模，酸性添加劑也可能被應(yīng)用[23〕。海水的加熱過程是在鹽水加熱器中進(jìn)行的，熱源來自于熱電廠提供的低壓蒸汽，例如帶熱回收蒸汽發(fā)生器的燃?xì)廨啓C(jī)的抽汽曰一25]或電廠蒸汽輪機(jī)的抽汽[25一26]。海水進(jìn)入鹽水加熱器，在設(shè)置在蒸發(fā)器頂部的換熱器的管側(cè)流動。換熱器通常橫過蒸發(fā)器的寬度方向設(shè)置。然后，被加熱的海水流到蒸發(fā)器的閃蒸室內(nèi)。蒸發(fā)器做成多級的，大型的新式多級閃蒸海水淡化裝置通常有19一28級[23·27一

性能的角度來說，多效蒸發(fā)比多級閃蒸更高效。低溫多效蒸發(fā)海水淡化(LT一MED)技術(shù)是以首效加熱蒸汽溫度為65一70℃為特點的多效蒸發(fā)技術(shù)。低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置如圖1.3所示。

圖1.7反滲透海水淡化流程圖 Fig.1.7FlowehartofRO反滲透(Ro)海水淡化流程如圖1.7所示[65]。反滲透過程中，通過在海水側(cè)施加高于滲透壓的壓力來克服海水的滲透壓，從而水以與其自然流動方向相反的方向通過反滲透膜，將海水中的溶解鹽分留在膜的另一側(cè)，使另一側(cè)的鹽分濃度升高。整個過程不需要加熱和相變。淡化的主要能量需求為給入料海水加壓。一個典型的大型反滲透海水淡化裝置[66一69]包含4部分:入料海水預(yù)處理部分，高壓水泵，膜分離和滲透后處理。原料海水流入取水系統(tǒng)，要經(jīng)過過濾等裝置去除其中的垃圾和瓦礫等雜物。入料海水在多介質(zhì)重力過濾器中進(jìn)一步凈化，出去其中的懸浮顆粒。典型的介質(zhì)為無煙煤，硅土，花崗巖或沙子。然后，流入微米濾芯過濾器除去大于10微米的顆粒物質(zhì)。被凈化的海水可以避免高壓水泵和系統(tǒng)的反滲透部件受損。高壓水泵提高經(jīng)過預(yù)處理的海水的壓強(qiáng)到適合反滲透膜的程度。半滲透膜限制溶解鹽份的通過而允許水分的通過。濃縮的海水被排回大海。預(yù)處理被用來去除海水中不利于反滲透裝置運行的成份

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本文編號：2822086