低温多效海水淡化设备的化学清洗

低温多效海水淡化作为一种比较先进、能耗小的海水淡化方式越来越受到大家的关注,国内也刚开始引进这种海水淡化设备.本文首先简单地介绍了某工程中低温多效海水淡化设备(MED)的工艺流程,短期内结垢原因分析,重点介绍了MED清洗方案的确定及清洗过程.     

采用铝合金传热管的低温多效海水淡化装置的酸洗

通过垢样分析、不同清洗剂腐蚀速率的测定以及酸洗控制过程设计,确定某低温多效海水淡化装置的酸洗方案。采用铝合金传热管表面形貌、腐蚀监测试验环微观形貌和腐蚀速率、效体间盐水温差等方法评价清洗效果。结果表明:采用质量体积比为2%~4%的氨基磺酸为清洗剂进行循环清洗除垢,可满足低温多效海水淡化装置酸洗需要,酸洗后效体间盐水温差低于3℃,装置恢复正常运行。酸洗过程中腐蚀监测试验环腐蚀速率远低于HG/T 2387—2007《工业设备化学清洗质量标准》要求,但从其微观形貌来看,点蚀现象明显,建议添加一定量的缓蚀剂。     

低温多效海水淡化铝合金换热管的清洗及保护

利用X射线荧光光谱、旋转挂片腐蚀模拟实验、现场水质分析、传热管表面宏观形貌分析等技术手段,针对国内某低温多效海水淡化系统铝合金换热管的结垢问题开展了清洗介质筛选及酸洗缓蚀剂研究,并进行了工程现场实际应用。结果表明,现场铝合金换热管表面结垢以CaCO3及CaSO4为主;采用氨基磺酸进行酸洗可有效清除垢层,酸洗缓蚀剂能显著降低铝合金腐蚀速率,实验室缓蚀效率达到94.14%,现场应用缓蚀效率达到90%;现场水质监测可有助于判断酸洗终点,防止设备过洗。结论,以氨基磺酸为清洗介质可有效清除铝合金换热管表面CaCO3及CaSO4垢,酸洗缓蚀剂对铝合金有明显的保护作用,现场应用取得了优良的清洗效果。     

低温多效海水淡化装置调试问题的分析及处理

介绍了目前世界上工艺中级数最多、单套出力最大的某电厂低温多效技术(MED)海水淡化装置的工艺流程及特点,叙述了系统调试的主要步骤,即蒸汽管道吹扫、控制系统和辅助系统调试、初次注水查漏、真空气密性试验、海水整体循环、启动制水等;试验运行结果表明,4套海水淡化装置的运行指标满足设计要求,性能试验合格,具备商业运行条件。介绍了调试过程中遇到问题进行分析及处理方法,提出了完善系统的建议,认为在我国MED海水淡化工艺运行经验有待不断摸索和积累。     

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.     

低温多效蒸馏海水淡化装置的酸洗

介绍了国华沧东电厂大型低温多效蒸馏海水淡化装置的酸洗情况。     

海水淡化装置酸洗应用研究

作者通过分析低温多效海水淡化设备的酸洗过程,结合实际提出最佳药剂配方,并针对现场实际的情况提出了更加贴合实际的酸洗方案,首次成功解决了低温多效海水淡化酸洗的技术问题,为相同的海水淡化设备酸洗找到了可行的方案及控制手段,提高了经济性。     

海水淡化产量降低原因分析及提产实践

针对某钢铁公司低温多效蒸馏海水淡化(MED)装置满负荷运行近8年,换热管束出现腐蚀及结垢的现象,装置换热效率降低,产量逐年递减的情况,分析了蒸发器内腐蚀及结垢原因,并实施了化学清洗、换管等整体维护提产方案。实施后,单套MED产量由460 m3/h提升至500 m3/h,能耗下降6.7%,实现提产创收1 504万元/年,显著效果。     

海水淡化耦合技术的发展应用与展望

海水淡化技术主要以低温多效蒸馏(MED)、多级闪蒸(MSF)等为主的热法海水淡化技术和以反渗透(RO)、纳滤(NF)为主的膜法淡化技术两大类.根据海水淡化工程的能源条件及投资,集成多种淡化技术优势形成的耦合工艺是降低海水淡化成本、提高海水淡化效益的有效手段,这已成为大型海水淡化发展的趋势.文中主要介绍了基于MED、MSF、RO、NF等多种淡化耦合工艺在海水淡化领域中应用的研究进展,并讨论了膜-热技术组合的未来发展方向.     

多效蒸发海水淡化系统中CO2化学解吸的模拟

为有效降低不凝气对降膜蒸发过程的影响和优化蒸发器结构参数,建立了多效蒸发(MED)海水淡化系统中CO₂化学解吸的数学模型,通过对实际海水淡化装置的模拟,得到了系统CO₂的解吸速率及其影响因素,并通过与前人研究成果和MED海水淡化厂实际运行数据对比分析,验证了模型的正确性并且证明具有更高的精度。结果表明,蒸发温度是决定化学反应速率的关键因素,蒸发温度越高,反应速率越快,在海水加热到饱和温度阶段,海水盐度和pH值也显著影响化学反应速率;碳酸盐离子浓度因海水蒸发而增大,有助于CO₂的化学解吸;随着各效蒸发器内蒸发温度的降低,液膜中传质系数降低,CO₂解吸速率逐效降低。     

三倍浓缩低温多效海水淡化装置的工艺设计及验证

对三倍浓缩低温多效海水淡化技术的工艺流程、参数及运行效果进行了介绍。充分考虑高浓缩倍率的结垢风险,设计采用海水顺流流程,对蒸发器效数、效间传热温差、海水喷淋密度等进行了优化,并将一套二倍浓缩1 000 t/d低温多效海水淡化装置进行技术改造,对三倍浓缩工艺进行了试验验证,测试了蒸发器的抗结垢性能和耐腐蚀性能。运行结果显示,浓缩比、造水比等各项性能指标达到预期目标。     

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。     

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。     

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。     

基于全周期缓慢结垢的多效蒸发海水淡化慢时变系统优化设计

多效蒸发（MED）是最主要的海水淡化方法之一,作为典型的慢时变系统,该系统在长期运行的过程中,往往会由于结垢导致蒸发器传热效率降低,造成减产甚至停工。为避免出现这种问题,工艺设计者会采取冗余设计,增大传热面积,这会导致设备投资的显著增加。为保证MED系统能够全周期运行,且尽可能减少总传热面积,提出了一种全周期优化设计方法。该方法以总传热面积最小为目标,对决策变量在整个周期内进行分段优化,同时考虑结垢过程、工艺变化以及控制方面的需求,对各效传热面积进行裕量设计,通过一步优化求解得到最优操作条件与最小传热面积,实现对慢时变系统的优化设计。最后,以八效MED海水淡化装置为例,同时用等面积法、等温差法、稳态优化设计方法以及全周期优化设计方法对系统进行设计。结果表明,全周期优化设计方法能够最大限度减少传热面积,大大降低了系统的设备投资,是一种有着良好应用前景的多效蒸发海水淡化系统优化设计方法。     

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.     

低温多效海水淡化实验装置的工艺开发

介绍了国投集团自主开发的曹妃甸港1 000 t/d低温多效蒸发海水淡化实验装置的工艺流程、工艺参数及运行效果,并对调试过程中出现的问题提出合理的解决建议。运行结果显示,各项性能指标达到设计预期目标,产品水达到国家生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)的要求。     

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。     

大型低温多效蒸馏海水淡化装置中试研究

基于低温多效蒸馏海水淡化中试装置,研究了工作蒸汽流量、TVC抽汽温度、物料水流量等运行操作条件以及换热管倾斜布置对装置整体性能的影响.结果表明:调整工作蒸汽流量是控制装置淡水产量的主要手段,装置的淡水产量随工作蒸汽流量的增加而增大;TVC抽汽温度升高有利于提高淡水产量和造水比;装置的淡水产量和造水比均随物料水流量的增加呈现下降的趋势,但下降幅度不大;在5‰的斜率内换热管倾斜布置还是水平布置对淡水产量几乎没有影响.