直热式太阳能海水淡化系统试验研究

针对间接式太阳能海水淡化方法,综合多级闪蒸和低温多效两种系统的优点,设计制造了具有一效蒸发器的直热式太阳能海水淡化试验装置,并对该系统进行了试验,给出了系统在不同闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度下的产水量和性能系数.试验结果表明,系统运行稳定,具有较高产水量和性生能系数.在闪蒸压力0.009MPa,蒸发压力0.004MPa条件下,最高海水温度70℃,产水量达到56.38kg·d,-1性能系数为5.68.文中还对闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度对系统产水量和性能系数的影响进行研究分析.     

海水淡化系统的性能优化与评价准则

可持续发展要求海水淡化系统不仅具有优良的经济性,还要具有优良的环境性能,目前综合考虑这二方面因素的研究还很少。文中从海水淡化系统的综合性能优化和评价出发,建立了统一性能指标(亦称淡水综合成本),该指标由淡水生产的经济成本和环境成本构成,以其为目标函数优化得到的系统具有最佳能源、经济、环境综合性能。淡水的综合成本、经济成本、环境成本还构成了海水淡化系统的多准则性能评价体系,据此可实现对不同海水淡化方法和装置的更全面、合理的评价。基于前面建立的性能准则,以近年来受到较多关注的低温多效蒸发海水淡化系统为例进行了计算、分析和讨论,研究结果验证了准则的合理性和有效性。     

海水盐度对海水沸腾传热及淡水产率的影响

对机械蒸汽压缩式(MVC)海水淡化中的沸腾传热与海水淡化性能进行理论分析。以竖直管式蒸发冷凝器建立具有不同盐度的海水核态沸腾传热模型,对海水的传热性能、热流密度、淡水产率以及海水淡化的能耗进行系统分析。为避免单位压缩功和淡水产率不能同时达到最优,设定单位压缩功不变。计算结果表明,海水盐度的增加对海水淡化的系统性能不利:海水盐度增加,沸腾换热系数αe、总传热系数、热流密度q和淡水产率m将有不同程度减小;增加沸腾压力和单位压缩功均有利于系统的传热性能,但单位压缩功的增大,增加了海水淡化的能耗。     

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。     

热泵式海水淡化系统实验研究

本文将蒸发式冷凝器应用到热泵式海水淡化装置中，构建了新的系统，并测试该海水淡化装置的性能。在其他参数不变的情况下，研究海水入口温度、海水喷淋量、蒸发式冷凝器侧出口湿球温度对淡水产量的影响，从而为热泵式海水淡化装置的设计提供参考。     

四种海水淡化技术简介

这里介绍的四种海水淡化技术是:蒸馏法,电渗折法,反渗透法和冰冻法。(一)蒸馏法原理:加热蒸发海水使其变成蒸汽,经冷却而成淡水。根据炉体结构与应用能源的不同,又分为多级闪蒸、多效蒸发、蒸汽压缩和太阳能蒸馏四种。其中多级闪蒸法,技术比较成熟、经济效益较好,并具有较长时间的使用经验。目前该法是淡     

吸收式与热压缩式海水淡化系统比较

提出了热压缩多效蒸发海水淡化和吸收式热泵多效蒸发海水淡化两种系统,建立了系统计算数学模型。分析了不同末效二次蒸汽温度对这两种系统的的影响,并且对这两种系统进行了性能与经济性比较。计算结果表明:随末效二次蒸汽温度的升高,两种系统的蒸发器总传热面积均增加,前者所需动力蒸汽量减少,后者所需动力蒸汽量变化不明显,综合效果是前者淡水成本变化不明显,后者淡水成本明显增加。在本文的计算范围内,其它参数相同的情况下,与前者相比,吸收式热泵多效蒸发海水淡化系统经济性较好,淡水成本可减少9.23%。     

吸收式热泵海水淡化系统性能与经济研究

提出了单效溴化锂吸收式热泵低温多效蒸发海水淡化系统,建立了系统数学模型。分析了不同溴化锂浓溶液浓度对系统的影响,并与不带吸收式热泵的低温多效蒸发海水淡化系统进行了性能与经济比较。计算结果表明:在本文的计算范围内,随LiBr浓溶液浓度的增加,发生器产生的饱和蒸汽温度降低,所需动力蒸汽量减少,造水比升高,海水淡化装置蒸发器总面积增加,综合效果是淡水成本增加。在相同条件下,与不带吸收式热泵的海水淡化系统相比,吸收式热泵海水淡化系统的淡水成本可节省16.5%。     

热法太阳能海水淡化理论研究进展综述

热法海水淡化是太阳能利用海水淡化中重要的研究方向。针对热法海水淡化蒸发冷凝过程的理论模型主要集中在以Dunkle模型为代表的盘式海水淡化模型上。近年来随着新型淡化结构的提出,太阳能集热系统的改进导致操作条件的变化,以及计算机软件、新型检测设备的开发和应用,国内外学者提出了许多新的淡化模型。该文综述了经典理论模型以及近年来新的理论模型,提出了未来的理论研究将针对建立不同腔体类型的模型以及对腔体内部物理场分布的模拟。     

蒸发式冷凝器应用于海水淡化系统的试验

将蒸发式冷凝器应用于海水淡化装置中,并作为热源对海水进行加热加湿,将蒸发器作为冷源对海水降温除湿,通过建立试验台,测试海水淡化装置的性能,研究海水入口温度和空气入口湿球温度对海水淡化装置性能的影响因素。试验表明:在喷淋水量为125kg/h,空气入口湿球温度为19.3℃,海水入口温度为32℃时,系统淡水产量可以稳定达到2.5kg/h。这种海水淡化装置的电耗率最小可以达到0.18kW·h/kg,是一种高效、节能并适合家庭用的小型海水淡化系统。     

新型闭式太阳能海水淡化装置及其性能模拟

本文提出了一种闭式海水淡化装置,阐述了系统的工作原理,建立了相应的数学模型。就冷却水流量、海水喷淋量、集热器面积、蒸发器尺寸等因素对系统淡水产量的影响情况进行了计算机模拟,根据实验测得的气象数据对一天内系统淡水产量随时间变化情况进行了模拟,并根据典型的月平均日气象数据对系统一年内每个月的系统性能进行了分析。分析表明,不计系统夜间运行时的淡水产量,在西安地区系统淡水产量可以达到4.6kg/d.m2。     

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。     

利用可再生能源的反渗透膜法海水淡化方案探讨

该文对常规膜法海水淡化系统的系统功能、设备出力、蓄水能力、设备选型、运行管理等方面提出了优化调整意见,使之在安全运行的前提下,适应可再生能源电力波动的特点,如此不但能解决可再生能源发电量不稳定、发电量与用电负荷不匹配等问题,大幅提高可再生能源发电设备的利用小时数,还能解决我国淡水资源紧缺问题,创造利用可再生能源和海水资源的新循环经济模式。     

Comparison of solar thermal technologies for applications in seawater desalination

This paper deals with a global analysis of the use of solar energy in seawater distillation under Spanish climatic conditions. Static solar technologies as well as one-axis sun tracking were compared. Different temperature ranges of the thermal energy supply required for a desalination process were considered. At each temperature range, suitable solar collectors were compared in some aspects as: (1) fresh water production from a given desalination plant; (2) attainable fresh water production if a heat pump is coupled to the solar desalination system; (3) area of solar collector required for equivalent energy production. Results showed that direct steam generation (DSG) parabolic troughs are a promising technology for solar-assisted seawater desalination.     

船用蒸馏造水机设计分析

造水机是重要的船舶辅机之一,使用蒸汽或内燃机缸套冷却液余热作为驱动热源,为船舶提供淡水.目前国际市场上船用蒸馏造水机已由管壳式换热器向板片式换热器过渡,国内相关设计产品和技术研究比较缺乏.本文为了研究板式蒸馏造水机换热及流动特性,以内燃机冷却液余热作为驱动力,选取实际运行工况,从热力学和流体力学角度分析研究板式蒸馏造水装置的设计要点,通过对造水机的板式蒸馏器进行热力计算和换热计算,对引射器进行结构改进设计以及对造水机的整体工艺流程设计,得到船用板式蒸馏造水机各部分的结构和详细尺寸参数.计算得到额定工况下的理论产水量并进行低负荷实验.结果表明,造水机产水品质和运行特性符合设计要求,为板式造水机制造和研发提供参考.     

海水淡化工艺装备研发现状

随着全球淡水资源紧缺区域增多，在过去的数十年里淡化海水因其来源广且不受降雨影响，而成为解决淡水短缺的可行方案，并得到越来越多关注和发展。海水淡化工艺（即脱盐）将海水分为两部分：淡水和高浓度的盐水。虽然海水淡化的工艺装备和支撑技术已经相当成熟，但为了不断提高技术并降低成本，国内外进行了大量的研究。该文概述了海水淡化主流技术的研究现状、工程项目以及新工艺。另外归纳了海水淡化工艺装备存在的一般问题，结合“十二五”规划，指出了海水淡化的研究方向。     

海水淡化露点蒸发传热柱中不凝气分率的变化及其对传热过程的影响

蒸汽冷凝传热中,高分率不凝气,对露点蒸发（增湿／去湿）、多效和多级闪蒸等淡化装置,以及某些工业装置的传热过程,具有很大的不良影响。本文建立了含高分率不凝气的冷凝传热实验系统（有效传热高度分别为2．5、2．0、1．6、1,3、1.0m）,着重考察了在不同高度条件下,不凝气的分率变化情况及其对传热效率的影响。研究了改善含高分率不凝气传热过程的合理措施。实验表明冷凝柱高度对其传热系数有重要影响,随着柱高的增加,气侧不凝气分率提高,传热系数不断下降;较低的柱高有利于保持较高的传热系数,但需通过优化处理决定有关过程和设备参数。在实验基础上对该传热过程进行了数据模拟,模拟结果很好的证实了实验结果,也进一步深化了实验结果。     

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。     

多级喷雾闪蒸海水淡化系统性能分析及响应面优化研究

喷雾闪蒸技术因其能耗低、分离效果好、冷却能力高的特点成为解决淡水资源紧缺的有效方法之一。在喷雾辅助低温脱盐技术的基础上,展开系统内部热和质量平衡的热力学计算,研究喷雾闪蒸系统运行级数和顶值盐水温度对闪蒸效果的影响。研究结果表明,更高的顶值盐水温度可以显著提高生产效率,当顶值盐水温度为363 K时,生产率为3.325 kg/s,性能比为0.627。采用响应面法对喷雾闪蒸系统进行优化,确定系统的最佳运行条件以及各响应的模型关系,获得系统淡化的最佳参数：顶值盐水温度343 K,海水进口流量10 kg/s,冷却水进口温度303 K,冷却水进口流量9.5 kg/s。