多效蒸发海水淡化系统可行域时变分析与全周期操作优化

能耗过高制约了多效蒸发（MED）海水淡化技术的大规模应用,稳态操作优化虽然能够有效减少MED系统的短期蒸汽消耗速率,但污垢累积导致该系统在长周期运行时蒸汽消耗量升高和装置减产。为此,首先针对带蒸汽压缩机（TVC）的MED系统（MED-TVC）提出可行域的概念,分析表明操作点在可行域中的位置决定了系统的运行效益。随后通过可行域的时变分析发现操作点超出可行域是稳态优化中系统性能逐渐衰减的原因。最后利用可行域的性质,提出了时变约束的全周期操作优化方法。该方法通过调整MED-TVC系统在运行周期内的操作条件,获得全周期最低的蒸汽消耗量,同时利用时变的可行域约束保证优化结果在全周期内均满足淡水产量要求。结果表明,时变约束的全周期操作优化在维持MED-TVC系统的设计淡水产量的同时,全周期蒸汽消耗量相比于设计值减少了19.6%,能够很好地解决MED-TVC系统的操作优化问题。     

竖管多效蒸发海水淡化系统的启动特性

建立大型竖管多效蒸发海水淡化系统的动态启动控制模型,通过数值分析研究,对系统的启动过程和启动特性进行理论探索.分析了初始原料海水流量以及最高饱和温度等运行参数的选择对系统启动过程的影响.研究了启动阶段,原料海水流量与系统的造水比以及启动时间之间的耦合影响;计算结果为原料海水流量的优化提供了依据.研究还表明,在启动之初,系统即可稳定地承担作为热源的低温核供热堆的额定产热量,显示该系统和核供热堆具有良好的耦合特性.建立的启动模型在经过实验验证加以完善之后,可以作为分析系统动态运行特性的理论基础.     

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。     

太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化系统研究

针对传统太阳能海水蒸馏淡化方法,综合多级闪蒸和多效蒸发两种系统的优点,设计制造了具有一效蒸发器的太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化装置,并对该装置进行了试验。试验结果表明,系统在海水温度为68~78℃范围内正常运行,具有较高的日产水量,系统达到稳定的时间较短。在闪蒸压力0.014 MPa,蒸发压力0.004 0 MPa条件下,最高海水温度为78℃时,系统产水量为56.30 kg/d,16 min就可以稳定。系统压力不变时,最高海水温度变化,而系统内部温度不变,比较适合太阳能热源不稳定情况。     

核供热堆—多效蒸发海水淡化流程

核供热反应堆技术的发展给海水淡化提供了经济、安全的新热源；核能供热和海水淡化联合系统为解决北方沿海城市供暖与供水提供了很好的途径，带吸收式热的多效蒸发淡化工艺是值得探讨的海水处理工艺流程。     

低温多效蒸发海水淡化系统性能的实验研究

针对大型海水淡化工程设计关键技术,依托1 t·d-1低温多效蒸发海水淡化实验平台,考察了装置运行性能的稳定性,系统地研究了不同海水进料量及首效蒸汽温度对造水比、浓缩比和产品水质等关键参数的影响。结果表明:在实验条件范围内,随着首效蒸汽温度提高,海水的浓缩比先减小后增加,而首效温度对造水比的影响较小;在一定首效温度下,浓缩比随着海水进料量的增大而减小,而造水比随海水进料量的增大而增大。在实验范围内,产品水的固体总溶解浓度均低于5 ppm。小型海水淡化平台关键技术的实验研究为低温多效海水淡化系统在扩大化中的设计优化提供了参考和借鉴。     

万吨级低温多效蒸发海水淡化能量及经济性能模拟分析

通过VC++编制了海水淡化的模拟工艺程序,模拟分析了蒸发器总效数、首效蒸发器温度、末效蒸发器温度、浓缩比等因素对低温多效蒸发海水淡化工艺的能耗和技术经济的影响,为海水淡化系统的设计和运行提供了参考依据.     

低温多效蒸发海水淡化系统性能估算方法及公式

Low temperature multi-effect evaporation (LT-MEE) seawater desalination systems with top brine temperature lower than 70℃ have attracted attention in recent years.A method for performance estimation of LT-MEE is proposed, and a formula is built for a typical LT-MEE configuration.Excluding complex properties of working fluids and details of heat and mass transfer processes, this formula involves only simple algebraic operations, thus provides a convenient way to evaluate the water production of LT-MEE for different motive heat source conditions and design parameters.Comparing the formula prediction with the data from both rigorous models and references, it indicates that the formula can give good results in wide parameter ranges.Although this method is proposed based on a typical LT-MEE configuration, it is also applicable to other LT-MEE configurations and thermal desalination systems.     

海水淡化热泵并流多效蒸发系统设计的模型与解法

为了大幅降低海水淡化过程的能耗,将蒸汽喷射式热泵技术引入海水淡化多效蒸发系统中,并建立带热泵的海水淡化并流多效蒸发系统的模型,用迭代法结合矩阵法求解该模型,结果表明蒸汽喷射式热泵技术具有较明显的节能效果,热泵的喷射系数越大,或热泵的抽汽位置越往后效,节省的生蒸汽消耗量越大,节能效果越好,但同时蒸发器的传热面积也越大,在满足约束条件下存在最佳的热泵喷射系数和最佳的热泵抽汽位置。     

30t·d-1低温多效海水淡化装置中试试验

引言缺水问题已经是一个世界性问题,与跨流域调水、蓄水、开采地下水等解决水资源短缺的传统措施相比,海水淡化是一种可持续、长久解决水资源缺乏的方式。我国是一个海洋大国,在11个沿     

低温多效压汽蒸馏海水淡化系统热力分析

低温多效压汽蒸馏(LT-METVC)海水淡化是一种很有发展前途的海水淡化方法,文中首先探讨了海水淡化系统中盐水焓、熵、的计算方法,然后对典型LT-METVC流程进行了详细的热力学分析,包括重要参数对系统性能的影响规律和系统的利用。结果表明:驱动蒸汽压力升高,会使造水比增加、效率下降,比传热面积则基本不变;系统效数增加或压缩比降低,都会使系统造水比和效率提高、比传热面积增大。LT-METVC系统的效率很低,在示例中仅为1.3%。提出并初步讨论了进一步改善性能的途径。     

液化天然气深冷-膜蒸馏海水淡化系统集成与分析

提出了一种PRICO天然气液化-膜蒸馏（MD）海水淡化系统集成方法,利用PRICO过程压缩机出口的余热驱动MD海水淡化。采用Aspen Plus和GAMS建立了集成系统的数学模型,综合考虑系统的结构、物流物性、设备规模、操作参数等系统设计问题,分析不同设计下系统的投资、能耗、运行费用以及MD单位产水成本。模型应用于一个处理量为1 kmol/s的PRICO天然气液化系统与MD集成的案例研究。计算结果表明,单位产水成本最小时,系统产水成本为1.98 USD/m³,淡水产量为5.78 m³/h,与反渗透等海水淡化技术相比,MD在经济性方面具有较强的竞争力。     

膜蒸馏海水淡化研究进展及发展趋势

海水淡化是解决我国水资源短缺的重要措施之一。膜蒸馏海水淡化技术可以充分利用太阳能等低品位热源，具有成本低、设备简单、操作容易、能耗低等优点，在海水及苦咸水淡化方面应用前景广阔。     

新型中空纤维空气隙式膜蒸馏用于海水淡化

利用自制的添加隔热管状隔网并呈螺旋缠绕结构编排的中空纤维膜组件进行了空气隙式膜蒸馏(AGMD)海水淡化过程性能研究, 实验以模拟标准海水(质量分数3.5%, 总溶解性固体含量35000 mg·L^-1)为热料液进水, 考察了热料液进水温度、热料液流量、冷凝液进水温度和冷凝液流量对膜通量、造水比和热效率的影响。结果表明, 随着热料液进水温度增加, 膜通量、造水比和热效率均增加;冷凝液进水温度增加, 膜通量下降而造水比和热效率增加;热料液流量增加, 膜通量上升而造水比和热效率明显下降;冷凝液进水流量对膜蒸馏过程性能影响较小。实验过程中产水TDS始终保持在3.0 mg·L^-1以下, 相应的离子去除率高于99.99%, 膜通量、造水比和热效率最高可分别达5.87 L·m^-2·h^-1、5.37和0.943。研究表明, 引入清洁能源取代传统电加热驱动热源将进一步突出膜蒸馏技术的实际应用潜力。     

膜蒸馏脱盐中膜污染与膜润湿的研究进展

膜蒸馏作为一种脱盐的新兴技术受到广泛关注。然而,因为实际水质组分复杂,可能含有如表面活性剂、油类物质、易结垢盐和有机溶剂等污染物,导致一般疏水膜在长时间运行情况下极易发生膜污染或者膜润湿,最终造成膜通量或截留性能降低。本文首先简述了不同种类的膜污染和膜润湿的特点及形成原因,并分析了膜污染和膜润湿之间的区别和联系。对膜蒸馏过程中膜污染和膜润湿的监测和预测手段进行了简要介绍,最后针对膜蒸馏脱盐过程,重点介绍了近几年国内外预防膜污染和膜润湿的研究进展。研究者一般从污染物与疏水膜的相互作用力着手对疏水膜进行表面改性制备全疏膜和Janus复合膜,避免污染物在膜面的吸附以及抑制表面或孔道润湿。越来越多的研究人员采用致密亲水膜的渗透汽化脱盐来从根本上避免疏水膜带来的润湿。除此之外,对进料液进行预处理也能显著延迟膜的污染和润湿,如混凝/沉淀、膜过滤、煮沸、pH调控等,还可通过改变进料方式、辅助外加磁场等措施控制膜表面局部区域的流体力学状态,减少污染物的附着。适当的膜后处理措施也能恢复膜性能。最后,文章指出了解决膜蒸馏中膜污染和膜润湿的研究方向。