横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计

随着横管降膜蒸发技术在低温多效蒸发海水淡化系统中的应用和推广,低温多效蒸发海水淡化技术以其传热系数高、热耗量小、要求供热的温位低等优点成为未来第二代海水淡化技术的主流技术.本文开展了横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计,比较了不同流程下低温多效蒸发海水淡化系统的热力特性,串并结合流程以其传热面积小、设备制造成本低...     

降膜蒸发多效回热吸收式太阳能海水淡化系统的实验研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有四效回热性能的吸收式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,并由于吸收工质对最末效蒸汽进行了主动吸收,回收了蒸汽的焓,从而强化了最后一效的蒸发过程,因而系统具有较高的性能系数。在供热水温度为80℃、系统内部压力为15kPa时,四效装置的性能系数可达到3.0左右,体现出吸收式系统的良好优势。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。     

横管降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的性能分析

该文根据稳态实验结果，对实验装置的传热传质过程及火用过程进行了分析与计算。热分析表明，由于装置采取了多效回热措施，其热量的重复利用率接近100％，因而具有较高的热量利用系数；火用分析表明，系统的火用损来自多个方面，特别在蒸发腔及外冷凝器中，由于存在大量的不同逆传热过程，因而火用损失最大。因此，降低这两部分火用损是提高系统总火用效率的关键。     

横管降膜蒸发内回热式太阳能海水淡化装置的实验研究

设计建造了一台利用太阳能或其它余热驱动的横管降膜蒸发内回热式海水淡化装置，并利用模拟热源对该装置进行了实验研究，由于在系统的蒸发及冷凝过程中，大部分水蒸汽的凝结潜热被重复利用于海水的预热及蒸发过程，因而系统具有较高的产水率，同时，由于在气流的闭式环过程中，蒸发腔中处于负压状态，冷凝腔中处于正压状态，强化了系统的产水性能，使系统的产水效率比传统的盘式太阳能蒸馏器提高了3倍左右，介绍了系统的瞬态特性及运行温度，供海水流率与产水量的相互关系，对影响系统产水率的其它因素进行了讨论。     

一种竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的实验研究

设计了一种竖管降膜—横管冷凝的太阳能海水淡化装置。以电加热作为供热热源,在不同的运行参数下进行了实验研究,分析了影响装置性能的各种因素。分析表明:在供能相同的情况下,闭式循环的单位能耗产水率比开式循环提高了约1.0~1.5倍;提高循环热水进口温度有利于提高产水率和单位能耗产水率;海水流率有一个理想取值范围。     

多效鼓泡蒸发太阳能海水淡化系统的稳态实验研究

基于鼓泡蒸发和空气载湿气液相平衡机理,设计并实现了一台具有五级四效性能的鼓泡蒸发式太阳能海水淡化系统,对该系统的稳态产水性能进行研究,给出系统在特定的运行温度和压力环境中,不同鼓气量下各效的产水率、耗电当量及经济性能系数。实验结果表明,系统采用多效鼓泡蒸发技术并对各级采取鼓气量的优化组合措施,可提高系统的产水率。当各级载气流量分别为570、570、570、450L/h时的,装置的淡水产率为1.668L/h,GOR值为2.77,折算单位产量能耗4.93kWh/t,该点为装置的经济性能系数最高的工况点。     

四效管式降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能研究

增加太阳能海水淡化装置的运行效数可显著地提升其热能利用效率和总产水量。为此,该文设计四效竖管式降膜蒸发太阳能海水淡化装置,对比研究运行效数对装置内环形封闭小空间中水蒸气热质传递的影响,理论分析装置内气体介质传热传质特性,采用试验测试数据对理论计算结果进行验证,同时还对不同运行温度条件下,装置各效产水速率、蒸发冷凝温度、竖直方向温度梯度以及排浓海水温度等参数进行测试分析。结果表明,四效海水淡化装置理论产水速率与试验产水速率变化趋势一致,二者最小偏差为6.08%,当运行温度为80℃时,装置总产水速率为0.95 kg/h,第1效产水速率是第4效产水速率的1.59倍,竖直方向温度差值最大为15.3℃,最高排浓海水温度为51.3℃。     

横管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的性能分析

在分析横管降膜蒸发机理的基础上，设计了一台降膜蒸发太阳能海水淡化装置，并对影响该装置性能的因素进行了实验研究。结果表明，该装置比传统的叠盘式太阳能海水淡化装置瞬态时间短，蒸发效果好，运行温度低。保持合理的海水喷淋密度，使海水在管外降膜蒸发，可使装置在较宽的温度范围内(70～9012)运行，且具有较高的淡水产量和能源利用率(7096以上)。     

横管降膜蒸发内系统自平衡多效回热式太阳能海水淡化装置模拟

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的太阳能多级蒸馏装置,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,进行了模拟实验。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了横管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,因而系统有较高的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,性能系数达到2.0。探索与分析了影响产水率的主要因素,给出了合理的取值范围。     

低温多效蒸发海水淡化系统的变工况性能分析

建立了低温多效蒸发系统在变工况运行条件下的数学模型,分析了加热蒸汽温度、加热蒸汽流量和供入海水流量对系统的蒸发产物负荷率和单位蒸发产物热耗率的影响,探讨了各效蒸发器中海水的温度和浓度的变化与装置结垢问题的关系。结果表明,在控制结垢发生的前提下,即盐水浓缩比不超过2.5、顶值盐水温度低于75℃时,降低供入海水流量、增加加热蒸汽流量和提高加热蒸汽温度有利于系统运行。     

降膜蒸发—凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统的模拟实验研究

建立了一套采光面积为1．07m∧2、主动回收蒸汽潜热及浓海不余热降膜蒸发－凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统,4盏卤素灯作为太阳能模拟器,对该系统进行了模拟实验研究。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了强迫降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热以及浓盐水的显热都得到了重复利用,单位采光面积的产量相对于传统的盘式（单级）太阳能蒸馏器提高了2－3倍。     

吸收式太阳能海水淡化系统中降膜吸收与再生过程研究

针对吸收式太阳能海水淡化系统设计了降膜吸收、再生实验装置,分别以溴化锂、氯化钙两种溶液为工质对装置进行了实验研究。通过改变影响工质吸收与再生性能的条件(如溶液浓度和温度等),给出了不同工况下系统的运行情况。实验结果表明,当运行压力低于20kPa、热源温度高于75℃时溶液已有较好的再生速率,而当海水蒸发温度高于45℃时,溶液也已有较好的吸收速率,完全满足太阳能集热系统供热要求。还给出了系统最佳运行参数范围。     

降膜蒸发三效立式全自然能源海水淡化系统的实际运行

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计制造了一台具有三效回热性能的多级蒸馏装置,用80m2全玻璃真空管太阳能集热系统为该装置供热,用1kW风能发电提供动力,对装置进行实际天气下的动态测试。实验结果表明,晴好天气条件下,系统单位集热器面积产水量达到10m3/m2以上。对影响产水率的主要因素作了探索与分析,给出了合理的取值范围。对系统的经济性也进行了初步分析和计算。     

多级降膜式太阳能蒸馏器的模拟实验研究

用热水作为供热热源,对一台小型多级降膜式蒸馏器进行模拟实验研究。介绍了实验装置,给出了不同条件下的产水量。研究了蒸发－凝结板偏离铅垂线的角度θ与产水量同蒸馏器单级和四级时的比产水率曲线。     

多效回热降膜蒸发式太阳能液体除湿空调溶液再生器的稳态实验

设计了一种具有多效回热可用于太阳能液体除湿空调系统的溶液再生器,用碘钨灯作为模拟太阳光源对系统进行了稳态实验,得到出口浓度与光辐射强度、溶液流量、强迫对流风速和入口溶液浓度的关系曲线,给出了系统性能系数与太阳光强度的关系,并对装置的传热传质关系作了简化计算,对影响系统性能的其他因素也进行了分析。实验结果表明,由于系统采用了多效回热措施,系统的回热率相对太阳辐射能来说达到32%。由实验结果估计,在晴好天气条件下,该系统每天每平方米集热器可处理LiBr溶液量(47%～52%)约86kg。