海岛一体化制水装置研究与应用示范

2009年10月,在洞头县大瞿岛村建成一套50m~3·d~(-1),海岛一体化制水装置,该装置采用先进的反渗透技术、能量回收技术、微电解技术,电抑菌技术,产水水质好,能耗省,制水成本低,占地面积少.本装置的应用示范打破了国外公司对海水淡化能量回收装置的垄断,对海岛地区降低海水淡化工程建设成本、降低制水能耗、提高产品水的水质以及降低设备运行维护费用等方面起到较好的示范推广作用,对缓解我国的海岛及部分沿海地区村庄的水资源危机和保障我国海水淡化的供水安全具有极为重大的意义.     

风光互补海水淡化系统的技术经济分析

介绍了5 m~3/d风光互补发电反渗透海水淡化装置,阐述其工艺方案、设备选型、控制模式、功率及电耗,并从装置的建设投资费用、运行维护费用、制水成本3方面进行经济分析,表明该装置综合制水成本约为13.77元/m~3。归纳总结出风光互补发电海水淡化系统的经济性影响因素,并建议进一步研究蓄电池的充放电控制、RO海水淡化工艺优化、高压泵和能量回收装置的合理选择等关键技术,以提升风光互补发电RO海水淡化系统的经济性。     

海水淡化膜在焦化废水回用处理上的应用案例

利用海水淡化装置将焦化废水回用项目反渗透浓盐水进一步浓缩,减少浓盐水的排放,提高系统回用水收率。迁安某焦化厂在原有回用水系统中增设海水淡化装置,将反渗透浓水回收,运行结果表明:海水淡化装置应用于浓盐水的回收,装置运行稳定。装置回收率达到45%;海水淡化装置脱盐率达到99.2%,氯离子去除率达到99.3%,装置产水符合工业循环冷却水水质标准。     

反渗透海水淡化(SWRO)能量回收技术应用分析

反渗透技术已经在国内外的海水淡化工程中得到广泛应用,能量回收装置的应用使得反渗透海水淡化产水能耗大大降低,制水成本大幅下降。本文简要介绍了反渗透海水淡化能量回收技术及其经济成本分析,反渗透海水淡化能量回收装的分类,并对主流能量回收装置进行比较分析。SWRO系统中的流体能量回收利用技术有着良好的前景。     

变负荷反渗透海水淡化技术研究

为适应风电、太阳能等新能源的波动性,设计了可变负荷的反渗透(RO)海水淡化装置,用电动阀替代常规浓水调节阀,变频器控制高压泵电机,通过PLC控制变频器的输出频率和电动阀的开度使RO海水淡化的功率可调;利用溶解扩散模型分析了变负荷海水淡化的特性,并通过试验验证了相关结论。在维持膜壳内压力稳定的工况下,低功率运行时可以增加系统回收率,降低单位产水能耗,可以降低运行成本。     

火力发电厂反渗透法海水淡化系统设计研究

阐述了火电厂独有的有利于海水淡化的各种因素,分析了常规反渗透海水淡化的设计条件,并对火电厂反渗透海水淡化系统设计进行了研究.火电厂建反渗透海水淡化装置,可大大降低取水及浓水排放系统的投资,并可减少反渗透海水淡化膜元件数量,对生态环境的影响也小,可以优先发展.     

灵控海水淡化助力祖国海防

2011年底．永兴岛两套反渗透海水淡化装置正在作业中．电子显示屏上．显示着海水淡化的相关参数变化。这套日产淡水100t、水质达到国家饮用水标准的可再生能源制水设备的应用载体是HMI行业品牌weinviewMT8104i产品,     

大型反渗透海水淡化工程能耗降低方法探讨

探讨了降低海水淡化能耗的方法,对能量回收装置性能进行了对比分析,并对大型反渗透海水淡化工程提出了"深井取水 预处理(UF/MF) 高产水量RO膜 AT TURBO/PX"工艺,提高反渗透装置进膜压力、平均膜通量、回收率,降低吨水能耗,对今后大型反渗透海水淡化工程设计有一定的借鉴意义.     

蜂窝布水、板翅降膜太阳能海水淡化装置的实验研究

针对目前对小型海水淡化装置的需求,设计出一种利用蜂窝布水、板翅降膜技术的小型太阳能海水淡化装置,并利用模拟热源对该装置进行了实验研究。结果表明,由于装置采用了蜂窝布水,板翅降膜的关键技术,使得装置可以在温度50～90℃内运行,20～30 min后基本达到稳定状态,淡水产量随着运行温度的升高而增多,装置日效率可达85%。     

华能玉环电厂海水淡化工程设计概述

华能玉环电厂的淡水系统全部采用了世界先进的“双膜法”海水淡化技术，工程投资约2亿元，计划2006年4月30日制出合格的淡水。本文以华能玉环电厂海水淡化工程实例为基础，根据国内外海水淡化发展的新技术以及经验，分析对比了高压泵的选型、能量回收装置的特点，以及回收率确定的几项因素，并根据工程情况分析了制水成本。对缺乏淡水的沿海电厂来说采用海水淡化无疑是一种非常好的选择方案。     

大型低温多效蒸发海水淡化装置传热过程热力损失分析

基于低温多效蒸发海水淡化装置的各种阻力和海水沸点升高（BPE） 关联式,计算了海水淡化装置中流动阻力、海水沸点升高等造成的传热过程热力损失,分析了各项热力损失在各效蒸发/冷凝器中的分布、随蒸发/冷凝器数量的变化规律等。结果表明：产水量、浓缩比和加热蒸汽温度等参数均保持不变的前提下,总的热力损失随着装置的蒸发/冷凝器数量而增加;BPE引起的热力损失占最大比例,但流动阻力引起的热力损失不可忽略。通过对海水淡化装置热力损失的分析,提出了低温多效蒸发海水淡化装置“小温差、低流阻、饱和态、高敏感”的工作特征理论。     

海水淡化与水源热泵联合系统性能与成本研究

提出了低温多效海水淡化装置与水源热泵联合系统技术,建立了联合系统数学模型,并利用MATLAB编制程序进行了求解,分析了末效二次蒸汽温度对联合系统热力性能与成本的影响,并且与低温多效海水淡化系统进行了成本比较。计算结果表明:在文章的计算范围内,随着末效二次蒸汽温度的升高,加热蒸汽量减少,蒸发器总传热面积增大,驱动蒸汽量减少,供热水量减少,综合效果是淡水成本增加。其他参数相同的情况下,与低温多效海水淡化系统相比,联合系统的淡水成本节省11.68%。     

基于温差函数的低温多效蒸发海水淡化过程热力学分析

从分析低温多效蒸发海水淡化过程的不可逆性出发,建立了海水加热和蒸发以及冷凝器海水预热过程的火用损失关系;导出了反映低温多效蒸发过程热力学效率的不可逆温差函数,为分析、评价过程的热力学效率提供了新的工具;并在温差函数的基础上研究讨论了蒸发器总效数、冷凝器端差、首效加热蒸汽温度和相对热容率等关键因素对低温多效蒸发海水淡化过程热力学效率的影响,为过程的优化、提高过程的能量利用率指明了方向。     

滨海电厂万吨级低温多效蒸馏海水淡化工程

介绍了某滨海电厂万吨级低温多效蒸馏海水淡化工程的项目概况、工艺设计、设备配置、运行状况及制水成本.工程运行结果表明,该系统运行正常稳定,额定条件下出力达到10000 m3·d-1,产水含盐量小于5 mg·L-1,造水比在8.33以上,均满足设计要求.该工程的实施为在国内推广低温多效蒸馏海水淡化技术积累了宝贵经验.     

海水淡化用薄壁卷焊钛管传热及耐蚀性能

采用TIG自动卷焊工艺制备了?22mm×0.4mm规格的薄壁卷焊TA2传热管,借助低温多效蒸馏海水淡化中试平台开展了薄壁卷焊钛管在海水应用环境中的传热及耐蚀性能实验研究。采用失重法分析评价了其耐腐蚀性能,并与标准规格?22mm×0.5mm无缝钛管在耐腐蚀性能、投资经济性方面进行了对比。结果表明：在低温多效海水淡化实际应用条件下,薄壁卷焊钛管总传热系数可达3400W/(m²·K)以上;在降膜蒸发喷淋冲刷及浓海水高温高湿腐蚀环境中,薄壁卷焊钛管与无缝钛管具有同等优良的耐海水腐蚀性能,年平均腐蚀速率小于0.0003mm/a,焊缝处也未发现点蚀现象,能满足实际海水淡化工程对材料的应用要求。相比于传统无缝钛管,同等传热面积条件下,薄壁卷焊钛管能使海水淡化传热材料投资降低25%以上,在海水淡化、石油化工等领域应用前景广阔。     

低温多效蒸发海水淡化系统热力分析

建立了喷射器低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型,计算分析了各种温度损失随温度的变化,并研究了顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽等参数对系统的造水比和生产单位质量淡水所需传热面积的影响。结果表明各种温度损失在末效蒸发器内显著增加;喷射器低温多效蒸发系统的热力特性明显优于多效蒸发系统;通过增加顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽温度,可以实现系统的优化运行。     

并联低温多效海水淡化系统优化与分析

建立了并联流程下的低温多效蒸发海水淡化系统优化数学模型。该模型以整个系统的单位产量淡水成本最小为优化目标,以加热蒸汽温度及各效二次蒸汽温度为决策变量,并应用MATLAB及其优化工具箱对其进行了求解,同时与非优化设计情况进行了比较。结果表明:当淡水产量不变,随着效数的增加,淡水成本先减小后增大,最优效数为7效,优化淡水成本为5.51元/t;与非优化设计相比,在达到6效之前,优化设计的加热蒸汽量减小,蒸发器传热面积增大,优化设计的淡水成本小于非优化设计的淡水成本。在6效之后,二者相差不大。     

低温多效海水淡化混流效组系统优化与分析

建立了多个混流点的混流效组低温多效蒸发(LT-MED)海水淡化数学优化模型,将海水视为盐和水的混合物,其焓表达为温度的函数,降低优化模型的非线性程度,使其易于收敛。以比传热面积为优化目标分析了不同流程和参数对系统的影响。结果表明,在喷淋密度为30~80 g/(m·s)时,多混流点系统的造水比与单混流点系统相比提高了12.1%,比传热面积降低了8.4%,优化流程为5效+2效+2效组合;提高首效加热蒸汽温度可有效的减少换热面积,降低制水成本,对系统的造水比影响不大;增加系统效数,可以有效提高造水比。各效等面积蒸发方案造水比比不等面积方案略有下降,比传热面积略有增加。模拟结果与文献中相关数据吻合良好,可为低温多效蒸发海水淡化系统工程化设计提供技术支持。     

Evaluation of technologies for a desalination operation and disposal in the Tularosa Basin, New Mexico

According to the United Nations Environment Programme, one-third of the world's population lives in a situation of water stress. In the case of New Mexico, about 90% of the 1.8 million inhabitants depend on ground brackish water as their only source of potable water in many areas of the state. This report presents a technically-supported, economically-feasible and environmentally friendly proposal to desalinate brackish water to supply potable water to inland, isolated communities in southwest New Mexico. Several existing technologies were reviewed to identify opportunities for optimization by combining them to provide potable water and reduce the waste stream. Alternatives were studied and experimentation was conducted for some of them. The alternatives proposed were the use of natural coagulants for pretreatment, various solar collectors' arrangements for energy supply, reverse osmosis (RO), low temperature multi-effect distillation (LT-MED), multi-stage flash distillation (MSF), solar distillation (SD), and electrodialysis for desalination process; Spirulina cultivation and SD for waste treatment, and deep well injection (DWI) for waste disposal. Some alternatives were eliminated because they are either technologically or economically not feasible for this case and present high environmental impact. Three plant configurations were analyzed. Option A involves using the linear Fresnel systems (LFS) to produce steam for the first effect of a nine-effect evaporation plant. The number of effects was determined to achieve the optimal relation between equipment investment costs and steam production cost. This plant operates 8 h per day with solar energy and the rest of the 24 hour operating time is provided with fossil fuels. The waste produced will be further evaporated with SD to minimize its flow and the concentrated brine will be injected into a deep well. Option B has the same elements as option A, except that it does not consider the SD, but direct brine injection into a deep well. Option C considers the use of SD as the only process for distillation with DWI as the waste disposal method. The selection criteria for the best configuration were optimal use of solar energy resources, minimization of fossil fuel consumption and waste stream generation and disposal. Operation requirements and economic analysis were considered to select a proposal easy to implement and operate in rural isolated communities. For the following reasons option A is the best configuration to cover the necessity of potable water in New Mexico: (A) the plant is easy to construct and operate. In addition, it can handle different ranges of brackish water flow. (B) The 76% water recovery of the system almost matches the recovery achieved in a RO plant (80%), with the advantage that maintenance costs are reduced and treatment flowrates cannot be matched by the RO plant. (C) Use of the LFS reduces the emission of combustion gases to the atmosphere by 33%. This manifests as a positive point in a LCA evaluation. (D) The minimum environmental impact of the process facilitates the public involvement plan (PIP) because it gives the plant an environmentally responsible image in terms of avoiding greenhouse gases emissions. (E) The return on investment (ROI) is 10.2% at a price of $5.00/m³ of desalinated water, which is superior to the estimated minimum attractive rate of return (MARR) used for LT-MED plants as 9.5% annually.     

不同流程下低温多效海水淡化系统热力性能研究

建立了串联无预热、串联预热、并联无预热、并联预热4种流程下的低温多效海水淡化系统数学模型,并利用MATLAB语言编制程序进行了求解,比较了不同流程对系统热力性能的影响。计算结果表明：当海水淡化系统为6效,在其他参数相同的情况下,与无预热流程相比,预热流程所需的加热蒸汽量较少,造水比较大,传热总面积较小,冷却海水量小。与串联流程相比,并联流程所需的加热蒸汽量较少,造水比较大,传热总面积较小,冷却海水量小。综合结果是并联预热流程的热力性能最优。