全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化（DAOP）问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化(DAOP)问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

船用闪蒸-蒸发海水淡化系统的建模与热力分析

针对舰船发动机排放的烟气具有温度高、热容大的特点,结合闪蒸法和蒸发法海水淡化方法,设计了利用发动机烟气余热的闪蒸-蒸发海水淡化系统。建立了各主要设备的热力计算模型,根据设备之间的连接组合关系以及物流传递关系,建立了海水淡化系统的稳态数学模型,利用序贯模块法顺序求解,可实现系统的稳态模拟。模型中考虑了海水温度变化对系统性能的影响,提高了仿真精度。通过实例研究,获得了海水淡化系统的淡水产量与海水流量、系统压力的关系,研究结果表明该海水淡化系统具有较好的运行性能,可满足中小型船舶对淡水的需求,具有良好的节能效果和经济效益。     

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。     

多介质过滤-超滤组合工艺用于SWRO预处理的中试研究

反渗透海水淡化的预处理能够有效控制膜污染,延长反渗透膜使用寿命。采用多介质过滤-超滤组合工艺对热法海水淡化浓盐水预处理进行了中试研究,组合工艺产水直接进入反渗透海水淡化除盐单元。中试结果表明,采用此组合工艺可将热法海水淡化浓盐水的浊度和SDI15值分别降至0.1 NTU和1.0以下,产水可直接安全进入后续反渗透海水淡化单元。反渗透单元脱盐率平均值为98.7%,对热法海水淡化浓盐水除盐具有较好的效果。     

利用LNG冷能的海水淡化流程比较

冷冻法海水淡化方法的制冷系统耗电量大,因而应用得并不广泛。另一方面,液化天然气(LNG)在其汽化过程中会释放出大量冷能。因此,将LNG蒸发和海水冻结两个过程结合起来可以在汽化LNG的过程中同时制取淡水。本文比较了两种冷冻法海水淡化的方案,即二次冷媒/海水直接接触法和二次冷媒/海水间接接触法。鉴于其简单和便于应用,选择间接接触法开展进一步研究。按照冷媒的不同工作状态提出了两种流程。在无相变流程中,二次冷媒在整个循环中保持在过冷液体状态。而在相变流程中,二次冷媒在冷冻海水时蒸发,并在汽化LNG时冷凝。在不同制冷温度下对两个流程的性能进行了分析。研究表明,相变流程制冷剂流量和功耗均较小。同时,研究结果说明利用LNG冷能进行海水淡化是可行的。     

利用LNG冷能的海水淡化流程比较（英文）

冷冻法海水淡化方法的制冷系统耗电量大,因而应用得并不广泛。另一方面,液化天然气(LNG)在其汽化过程中会释放出大量冷能。因此,将LNG蒸发和海水冻结两个过程结合起来可以在汽化LNG的过程中同时制取淡水。本文比较了两种冷冻法海水淡化的方案,即二次冷媒/海水直接接触法和二次冷媒/海水间接接触法。鉴于其简单和便于应用,选择间接接触法开展进一步研究。按照冷媒的不同工作状态提出了两种流程。在无相变流程中,二次冷媒在整个循环中保持在过冷液体状态。而在相变流程中,二次冷媒在冷冻海水时蒸发,并在汽化LNG时冷凝。在不同制冷温度下对两个流程的性能进行了分析。研究表明,相变流程制冷剂流量和功耗均较小。同时,研究结果说明利用LNG冷能进行海水淡化是可行的。     

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。     

LNG冷能用于冷媒直接接触法海水淡化

提出了一种利用LNG冷能进行冷媒直接接触法海水淡化的具体方案,一方面,能够实现连续式海水结晶,从而使得海水能持续淡化;另一方面,充分利用了LNG冷能,避免了系统中电驱动制冷机的需要,从而节省了能耗,实现了节能减排的要求。讨论了海水淡化系统的流程、中间冷媒的选择、主要参数的确定等问题。参照相关体积传热系数和蒸发高度初步估算了试验样机中结晶器的大小,并且对预冷换热器进出口参数进行了求解。对系统相关流程进行了模拟,结果表明这种海水淡化方案是高效可行的。     

热负荷对蒸馏水品质的影响

船在不同海域和不同季节里运行，导致蒸馏式海水淡化装置产生的蒸馏水的品质产生较大差异。影响蒸馏水品质的因素较多，该文主要对热负荷这一因素进行了较为详细的分析，以便设计人员在设计热法海水淡化装置过程中能综合考虑这一因素，对系统的管路进行优化设计，使海水淡化装置在设计工况下稳定运行，产生的蒸馏水品质符合设计要求。     

MSF海水淡化系统（火用）分析模型及其应用

为更好进行系统热力设计，性能评价、热经济学分析和优化。本文建立了完善的ＭＳＦ系统的火用分析模型。它可对系统中不同环节和过程进行详细的包括化学火用变化在内的火用分析。案例研究表明，本文建立的火用分析模型精度高，可广泛地应用于系统分析和评价     

MSF Desalination plants. Availability,reliability and safety analysis

While good MSF desalination plant performance exerts a positive influence on plant economics, as part of water supply systems in isolated regions, the availability of the desalination system becomes a major design criteria. Reliability problems have historically been a major cause of poor performance for desalination plants. The emphasis of this paper is on the importance of availability modeling methodology to MSF desalination plant reliability problems by providing a context in which the effect of unit unavailability can be quantified.An assessment is made of failures and outages which impact the availability of MSF desalination plants. Limited fault tree logic for system failures is developed and reliability data from the literature is incorporated, where possible. The impact of other water supply system failures on the reliability requirements of the desalination plant is quantified as are the effects of increased average water system demands.The single largest influence on the effective capacity of a water supply system based on MSF desalination of sea water is found to be the availability and maintainability of the desalination plant. Forced outages as a result of equipment failure are significant, but other dominant contributions to unit unavailability include externally caused problems, such as silting. The design configuration of the desalination plant is also found to have an impact on the acceptability of water supply system performance.     

荣成万吨级反渗透海水淡化示范工程

本文叙述了荣成万吨级反渗透海水淡化示范工程项目第一期工程的工艺设计，设备配置，系统控制和平面布置的基本情况。通过对该反渗透海水淡化系统的调试和试运行，结果表明该系统运行参数稳定，设备运行正常，性能指标达到设计要求，产品水符合国家生活饮用水标准。根据该项目投资和当地情况，概要地分析了该系统的造水成本，经济和社会效益。     

满足不同需求的水热电联产系统的模型和设计简

In order to improve the energy efficiency, reduce the CO2 emission and decrease the cost, a cogenera- tion system for desalination water, heat and power production was studied in this paper. The superstructure of the cogeneration system consisted of a coal-based thermal power plant （TPP）, a multi-stage flash desalination （MSF） module and reverse osmosis desalination （RO） module. For different demands of water, heat and power production, the corresponding optimal production structure was different. After reasonable simplification, the process model ot each unit was built. The economical model, including the unit investment, and operation and maintenance cost, was presented. By solving this non-linear programming （NLP） model, whose objective is to minimize the annual cost, an optimal cogeneration system can be obtained. Compared to separate production systems, the optimal system can reduce 16.1%-21.7% of the total annual cost. showing this design method was effective.     

嵊山500吨/日反渗透海水淡化示范工程

本文叙述了嵊山５００吨／日反渗透海水淡化示范工程项目的总体设计,设备的研究和选型,工艺和系统控制过程。     

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。     

一种小型海水淡化热泵装置的系统匹配

在某些特殊场合需要一种以维生为目的的小型海水淡化装置,热泵技术因其高效节能的特点而被选用。针对这种小型的海水淡化热泵装置,以3．6kg/h的淡水产出率为设计参数,确定了该装置的标准运行工况,即冷凝温度、蒸发温度、海水的补充流量等。在此基础上,进行了盘管式冷凝器、翅片管式蒸发器的结构优化设计,以及压缩机和节流装置的选型,从而完成了小型海水淡化热泵系统中各部件的理论选型,为下一步的实际加工、装配和调试奠定了基础。     

冷冻-重力脱盐与反渗透结合的海水淡化分析研究

随着我国沿海液化天然气(LNG)接收站的迅速发展,LNG冷能有望成为冷冻法海水淡化的低成本冷源。在此前提下,研究了人工海冰在不同融化率下的重力脱盐效果,结果表明,当融化率达到79.53%时,Cl-、TDS、总硬度这3项指标可达到饮用水标准。当融化率为39.81%时,将冷冻-重力脱盐产水作为反渗透系统进水的运行模式,相较单纯冷冻-重力脱盐模式,饮用水产水率由20.47%上升到45.1%;相较直接将原海水进行反渗透处理,水泵吨水能耗从3.39 kW·h下降到0.87 kW·h。     

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。     

Computer code for optimizing MSF desalination plant

Egypt faces the prospect of population growth pressing on available agricultural land resources. A very large areas of coastal desert could be helpful in population density redistribution and of great economical interest, with the installation of a suitable water supply.Of the many desalination processes, the Multi-Stage Flash (MSF) desalination process is still the most developed and reliable technology for large scale conversion of sea water to fresh water.In this paper, a computer code was developed for optimizing a large scale MSF plant. This code can calculate the optimum design for the plant, and the minimum cost of product fresh water, as a function of both design and operating variables.Sample results obtained using this code for the Egyptian conditions are presented. The effect of energy and material costs, the chemical treatment type, and the feed water salinity on the optimum performance ratio and the minimum fresh water cost are drawn.