基于机械蒸汽压缩蒸发的油田污水脱盐系统及分析

针对油田污水污染物成分复杂、污染性强不适合膜法脱盐的特点,提出用机械蒸汽压缩蒸发（MVC）技术对油田污水进行脱盐处理的技术方案。建立了基于MVC的油田污水脱盐系统的工艺流程设计计算模型,系统分析了降膜蒸发器传热温差、油田污水温度和蒸发温度的影响。结果表明：传热温差是影响系统装置规模和运行电耗的控制因素,减小传热温差可以明显降低压缩机比电耗,付出的代价是系统比传热面积的增大;MVC系统的热力完善度高,无废热排放,油田污水温度越高,系统比传热面积减小;在其他条件允许的条件下,提高系统的运行温度有利于改善系统的性能。     

油田污水MED-TVC联合处理系统的Aspen Plus模拟与分析

为实现油田污水的高效洁净处理,提出了多效蒸发(multiple effect desalination,MED)和蒸汽热力喷射器(thermal vapor compressor,TVC)联合处理系统。应用Aspen Plus工具建立了MED-TVC系统的工艺流程模型,并进行了模型验证。在此基础上,分析了TVC对MED工艺的优化效果,研究了工作蒸汽压力和TVC引射位置对系统热力性能的影响。研究结果表明:增加TVC装置及提高其工作蒸汽压力均能有效改善MED系统性能;优化TVC引射位置可以使系统造水比提高12%,冷凝水流量减少22.54%。     

双压膨胀有机朗肯循环中低温余热发电系统的热力性能

基于热力学第一定律与第二定律分析法,结合动量定理与质量守恒定律构建一种双压膨胀有机朗肯循环（ORC）中低温余热发电系统热力性能的预测模型,研究热源温度、蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力、循环倍率、喷射压缩器引射流体在混合室进口的马赫数、工质泵、向心透平及螺杆膨胀机的等熵效率对系统的净输出功率、热效率、余热利用率及(火用)效率等热力性能的影响。结果表明,系统的净输出功率与(火用)效率随着热源温度、蒸发温度、循环倍率及透平等熵效率的增大而升高,但随着夹点温差、闪蒸压力的增大而降低;系统的热效率随着蒸发温度、闪蒸压力及透平等熵效率的增大而升高;系统的余热利用率随着热源温度、循环倍率的增大而升高,但随着蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力的增大而降低。当循环倍率k=2时系统的净输出功率、(火用)效率及余热利用率分别比常规单级ORC系统绝对提高了230.9kW、10.1%和17.9%。     

沼气机驱动的风冷热泵系统变工况性能

为高效利用沼气资源并减轻环境污染,构建了基于沼气机驱动的风冷热泵能源综合利用实验装置,重点研究了蒸发温度、冷却水量、沼气机转速等参数对系统性能的影响。实验测试结果表明:冷凝器总负荷随蒸发温度及冷却水量的增加而增大,但增幅较小;回收的沼气机余热随蒸发温度的升高而降低,但降幅较小,通过增大冷却水量可以提高沼气机余热的回收率,同时也增大了系统总供热量;冷却水量对系统性能系数(COP)的影响不具有单调性,在同一工况下,存在一个最佳冷却水量;冷却水量对系统一次能源利用率(PER)的影响幅度不同,冷却水量大时,PER的增幅反而较小。实验工况下,系统COP最高可达5.15,PER最高可达1.68。     

油田污水佘热资源开发利用

由于油田存在大量的污水余热,利用热泵技术回收余热以提供采暖和原油加热需要,用热泵回收余热既节能又符合环保要求,同时具有巨大的经济效益.本文进行了油田污水余热资源热泵利用方式的探讨,并且论述了余热资源回收的经济价值和环境效益.     

污水余热在稠油联合站的应用

辽河油田属于典型的稠油油田,采用传统的蒸汽吞吐、电加热工艺等采油工艺,采出的原油混液在联合站进行油水分离过程中会产生大量含油污水,这些含油污水往往温度很高。例如高升采油厂采油作业二区含油污水可以达到60-63℃。由此可见,油田污水的余热回收潜力巨大。通过利用处理合格的高温污水洗井和污水为卸油槽伴热将污水热能回收来降低联合站能耗,很好地解决稠油油田天然气消耗较多的问题。     

油田采油污水余热利用系统对比研究

就目前我国石油能源开采现状来看,大部分油田已经逐渐步入到整个开采后期阶段,而在生产过程当中,也会出现大量的污水。这些污水在排放过程中,将会对石油的开采造成一定的影响,因此,加强对油田采油污水的处理有着重要的意义。此外,油田大量污水余热在没有进行充分利用的情况下被排出,长此以往,导致污水余热资源被大量浪费,其次,油田企业在后期的环保节能方面存在诸多问题,如技术不足以及资金有限等难题。因此,采用先进的技术以及管理模式,是提升油田污水余热开发利用率的重要手段,在保障技术与管理模式科学合理的前提下,对推动油田污水余热利用有着重要的影响和价值。     

热压缩多效蒸馏海水淡化系统能量分析

低温多效海水淡化系统(LT-MED系统)是目前商业运行的海水淡化系统的主要形式之一,其中热压缩多效蒸馏系统(MED-TVC系统)由于附加设备蒸汽压缩器(TVC)结构简单、投资少、易于维护且能较大提高系统造水能力而被广泛应用.针对MED-TVC系统和MED系统进行计算模拟,利用EUD分析方法揭示MED-TVC系统的能量利用状况以及造水能力提升的原因,指出海水淡化系统性能优化的方向.同时分析了TVC与蒸发过程之间的热集成关系,确定了系统的最佳集成关系,为不同热源(工业余热)与淡化系统结合提供理论参考.     

稠油开采污水蒸发结垢过程传热传质计算方法

蒸发器是一种根据热法脱盐原理,利用稠油热采地面系统废热驱动,实现污水脱盐软化,进而回用锅炉实现水资源循环利用的装置。但是,由于油田污水水质的特殊性,使得其极易在蒸发器表面发生结垢行为。通过对污水水质分析,得出其结垢类型主要为碳酸钙垢。建立了碳酸钙垢在强制对流传热和过冷流动沸腾情况下于换热表面结垢的传热传质模型,计算了污水在蒸发过程中析晶污垢形成的数量,得出了与实验数据符合较好的计算模型。对稠油污水在蒸发器中的结垢情况可以进行较好的预测,并对安全生产和设备高效利用有一定参考价值。     

复合型蒸发冷却器在常减压电脱盐系统的应用

介绍了常减压装置电脱盐系统含盐污水冷后温度过高的现状,分析了空冷器失效的原因,确定用复合型蒸发冷却器代替空冷器的改造方案并加以实施,并对复合型蒸发冷却器投用后的运行效果进行分析。复合型蒸发冷却器投用后可满足冷后温度需要,根据实际情况,将含盐污水水冷器E1052AB切除,每小时可以节约循环水180t,而复合型蒸发冷却器每小时消耗除盐水3t。     

闭式热泵膜蒸馏电镀废水系统的热力性能分析

为了可以对电镀废水中的金属盐类和水实现高效的资源化回收,且相较于常规蒸发法处理废水更加节能,提出了闭式热泵膜蒸馏电镀废水系统。该系统将膜蒸馏技术与闭式热泵进行耦合,基于质量和能量守恒原理编写膜蒸馏自定义模型,在与实验数据进行对比验证后,通过Aspen Plus仿真平台建立流程来模拟工作情况。通过改变关键操作参数,得到以下结果：进料速度会引起系统功耗的大幅度增加而对于膜蒸馏的潜热的影响较小,因此进料速度对于系统造水比(GOR)影响最大。蒸发温度对于系统的能效比(COP)有着较大的影响,且COP随着蒸发温度的提升而上升,在不同蒸发温度下,系统GOR的下降趋势随进料温度升高先缓再陡。进料浓度对于系统产量比(YRO)有着重要作用,YRO随进料浓度上升而上升;当处在较低的蒸发温度下,不同浓度下的GOR在低进料温度时值较为接近。     

MVR分质提盐蒸发结晶系统设计及性能分析

利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩（MVR）分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与?分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数（COP）提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;?效率提高了70.4%,?损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。     

热烟气环境下脱硫废水液滴蒸发特性研究进展

利用热烟气作为热源喷雾蒸发脱硫废水具有工艺简单、处理效率高等优点,但脱硫废水液滴蒸发机制不清是各种热烟气蒸发工艺存在的共性问题。本文综述了脱硫废水热烟气蒸发工艺中液滴（群）蒸发特性研究,首先介绍了脱硫废水液滴在高温烟气中的蒸发过程,指出其蒸发过程与纯水滴存在明显差异,原因在于盐溶液蒸汽压降效应及析盐成壳。进而分析了脱硫废水烟道蒸发工艺中液滴群蒸发实验研究现状,总结过程参数如烟温、烟速及废水水质对蒸发的影响。接着介绍了相关数值模拟研究及干燥动力学模型,用于获取工艺参数和不同水质脱硫废水蒸发特性的内在关联。同时为获得干燥动力学模型所需脱硫废水蒸发信息,简述了单液滴蒸发测试技术及其在含固含盐液滴蒸发中的相关研究。最后提出可将反应工程法模型耦合CFD精确描述脱硫废水液滴蒸发进程,将宏观尺度下液滴群蒸发信息和单液滴蒸发特性结合,揭示脱硫废水液滴蒸发的内在机制。     

氯化钠废水多效蒸发装置工程化研究

在蒸水量一定的条件下,蒸发面积和汽耗比是蒸发操作、设计及投资的主要依据。建立了多效蒸发的简易数学模型。以处理氯化钠废水（处理量为8 t/h、氯化钠质量分数为12%）为例,采用试差法计算手段,在蒸水量一定的前提下,分析了蒸发效数、生蒸汽温度、末效蒸汽温度对蒸发面积、系统汽耗比的影响,为氯化钠多效蒸发浓缩装置在工业生产中的实际应用提供了参考依据。     

Drying of Activated Sludge Under Partial Vacuum Conditions—An Experimental Study

A typical wastewater treatment system in a pulp and paper mill in Finland treats wastewater both mechanically and biologically. Sludges resulting from these processes have to be disposed of. One possible way of doing this is to incinerate them with solid fuel in the power plant of the mill. To minimize the amount of sludge and to make the use of the sludge energy efficient, it has to be dried before incineration. Mechanical drying of the sludge from biological wastewater treatment is difficult to carry out. Using secondary energies may provide a competitive way of arranging drying: a method of doing this by using partial vacuum evaporation to utilize the low temperature secondary heat in sludge drying is under development. A laboratory study to examine the behavior of activated sludge under partial vacuum evaporation conditions was carried out using a laboratory rotating evaporator to analyze the drying of activated sludge from three mills at 40-80°C boiling temperatures. This article presents the results from the tests. These are promising; it was possible to reach high dry solids content. Also, no boiling point temperature rise was detected, fouling of the evaporator seemed low and easily avoidable, condensate from the evaporator weas relatively clean and returnable to the processes of the mill.     

Drying of Activated Sludge Under Partial Vacuum Conditions—An Experimental Study

Abstract

A typical wastewater treatment system in a pulp and paper mill in Finland treats wastewater both mechanically and biologically. Sludges resulting from these processes have to be disposed of. One possible way of doing this is to incinerate them with solid fuel in the power plant of the mill. To minimize the amount of sludge and to make the use of the sludge energy efficient, it has to be dried before incineration. Mechanical drying of the sludge from biological wastewater treatment is difficult to carry out. Using secondary energies may provide a competitive way of arranging drying: a method of doing this by using partial vacuum evaporation to utilize the low temperature secondary heat in sludge drying is under development. A laboratory study to examine the behavior of activated sludge under partial vacuum evaporation conditions was carried out using a laboratory rotating evaporator to analyze the drying of activated sludge from three mills at 40–80°C boiling temperatures. This article presents the results from the tests. These are promising; it was possible to reach high dry solids content. Also, no boiling point temperature rise was detected, fouling of the evaporator seemed low and easily avoidable, condensate from the evaporator weas relatively clean and returnable to the processes of the mill.     

高盐脱硫废水水泥化固定技术的研究现状与发展

脱硫废水作为电厂的末端废水,产生背景复杂,水质水量特征受燃煤、石灰石以及脱硫系统运行等多因素影响,处理难度大。本文从脱硫废水污染物成分示踪角度介绍了脱硫废水的性质和产生背景,归纳了当前主流的脱硫废水零排放处理技术,将其分解为预处理、浓缩减量以及转移与固化3个单元：预处理主要是双碱法,浓缩减量分为膜浓缩和蒸发浓缩两大类,转移与固化主要包括蒸发结晶、旁路蒸发和固定/稳定化等技术。结合目前脱硫废水零排放进展,提出了一种水泥固定/稳定化脱硫废水工艺,综述了水泥固化脱硫废水的研究进展,同时对水泥行业中影响氯离子固定的各项因素进行了总结,水泥固定/稳定化脱硫废水技术发展前景广阔,但需要从提升固化体性能角度开展更多研究。     

机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的分析

为全面反应机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的用能情况,提高系统的效率,采用以热力学第二定律为基础的分析方法,对系统进行了分析。将硫酸铵废水视为实际溶液,建立了实际物流的分析模型,运用工厂实测数据对系统进行了分析计算,研究了参量:压缩比、蒸发温度和一效排出浓度对系统效率的影响并根据测算结果提出了改进建议。分析结果表明,该系统总的效率约为12.04%;各设备分析表明,换热器及压缩机是主要的损失部位,二者的损失约占总数的79.5%;参量分析表明,系统的效率随着压缩比的增大而减小,随着蒸发温度的升高而增大,在其他条件允许的情况下,应尽量采用压缩比小的压缩机和维持高的蒸发温度;在文中条件下,当一效排出质量分数为32%时系统的效率最大,应尽可能地维持在该质量分数下排料;消除进入加热器蒸汽的过热可以提高系统的效率。     

脱硫废水低温烟气浓缩减量技术研究

利用电厂除尘器后全烟气量所携带的低温余热,实现脱硫废水的预浓缩。通过基础理论研究低温烟气余热浓缩(蒸发)能力,利用FLUENT软件模拟烟道烟气流速和蒸发效果,再通过实验验证低温烟气的蒸发能力,得出结论:不同工况下,在相同喷水量,相同烟温下,随着烟气量的增大,蒸发能力变大,蒸发能力在8.1～9mL/m~3。推算至工程实例,95℃的烟温,标况100万m~3/h,能够蒸发脱硫废水10.92t。