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.     

PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水浓缩实验研究

文章选择工业生产中常见的含氯化钠（NaCl）高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐渐降低;废水料液流量和料液温度的增加均有助于提高膜通量;废水料液浓度的增加,会抑制传质过程,降低膜通量。各操作条件对膜截盐率的影响很小,膜截盐率一直保持在99.8%以上,说明PTFE中空纤维膜蒸馏用于高盐废水浓缩具备可行性。     

海水淡化用空心锥喷嘴喷淋性能理论及实验研究

设计开发一种具有高通量、低流阻特征的空心锥喷嘴,并通过理论与实验方法研究空心锥喷嘴的喷淋性能,基于准自由涡理论建立空心锥喷嘴内部流体流动的数学模型,阐明流量系数、喷淋锥角、喷嘴流量与喷嘴结构参数之间的定量关系,并利用多效蒸馏海水淡化喷淋实验台对理论计算结果进行实验测试和验证。研究结果表明:正常工作状态下喷嘴流量系数、喷淋锥角、喷淋流量等参数理论值与测量值之间的误差小于5%,验证了设计模型的准确性。同时根据实验测试数据,拟合得到该类型空心锥喷嘴喷淋锥角与雷诺数之间的经验公式,可为蒸馏海水淡化用大流量空心锥喷嘴的结构设计、工艺选型提供理论指导和数据支持。     

基于LNG冷能的液固流化床海水制冰淡化

提出了一种利用LNG冷能进行流化床式海水冷冻淡化的具体方案,该方法中载冷剂冷量来自于LNG气化所释放的冷能,载冷剂进入流化床制冰器壳程与管程内海水换热制冰,流态化固体颗粒通过碰撞传热管壁去除冰晶形成冰浆,冰晶经分离洗涤融化后得到淡水。该方法通过合理控制颗粒粒径、床层孔隙率、传热温差等工艺参数,可实现连续稳定高效的制冰淡化。进行了载冷剂的分析选取,研究了流化床海水制冰淡化系统的流程、系统稳定运行条件及关键工艺参数的选取,并以产水量100 L/h为例进行了工艺设计。     

大压比MVR蒸发结晶装置研制与应用

设计开发了面积利用系数为0.85的4/4齿对称转子型线及相应双螺杆蒸汽压缩机,通过与强制循环蒸发工艺耦合,研制了一台处理负荷为24 m3/d的大压比MVR蒸发结晶装置,并开展了高盐高COD工业废水处理应用和运行分析,顺利通过168 h性能测试。结果表明,装置自动运行稳定,各项技术参数均达到或优于设计值,平均废水处理负荷1 m³/h,进水TDS约100 000 mg/L、COD约9 200 mg/L,出水TDS约17.4 mg/L、COD约60 mg/L,出水指标优于排放标准,吨水处理电耗约68 kW·h;压缩机蒸汽压缩温升22.3℃,压比为2.26,效率为71.2%,在母液沸点升为16℃工况下运行稳定。通过大压比双螺杆蒸汽压缩机的开发与应用,研制的MVR装置提升了蒸汽压缩温升,增强了其在高沸点升废水蒸发结晶中的实用性和可靠性。本研究对基于双螺杆蒸汽压缩机的大压比MVR蒸发结晶装置的技术集成、工艺开发和设计制造具有一定的指导意义。     

煤中矿物质在标准制灰过程中的演变

选择六种典型的煤,通过低温灰与815℃灰中矿物成分的对比,发现煤中主要矿物质的转变,然后通过热重分析和原位X射线衍射的方法研究煤中主要矿物质在国标法制灰过程中的演变过程。研究发现,煤中的主要矿物质为石膏、烧石膏、方解石、高岭石、石英、黄铁矿、菱铁矿和白云母。这些矿物质的转变过程各有特点,其中方解石的转变对灰熔融特性的影响最为关键。