海水纳滤过程研究

发布时间：2020-04-05 06:39

【摘要】： 纳滤作为一种膜分离技术,常用于水的软化。纳滤膜独特的性能是选择性的截留二价离子而使一价离子通过。纳滤处理海水,不但可以降低海水中易结垢组分的含量,降低系统结垢倾向,提高回收率,也可以使海水的盐分大幅度降低。本文在设计加工的平板纳滤膜和卷式纳滤膜实验装置上,采用NF90-2540平板纳滤膜和NF90-4040、NF270-4040卷式纳滤组件对不同盐度的海水进行了处理,实验结果表明,各离子的截留率按以下顺序升高:Na~+,Cl~-,Ca~(2+), Mg~(2+),SO_4~(2-)。随着操作压力的升高,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率升高,产水流量增大,回收率升高;进水温度升高,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率减小,产水流量增大,回收率升高;进水流量增大,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率略微升高,产水流量增大,回收率下降。进水盐度越小,纳滤膜的截留效果越好。操作压力对纳滤膜截留效果的影响高度显著。当采用NF90-4040和NF270-4040卷式纳滤组件对不同盐度的海水进行软化处理时,NF90-4040对硬度的脱除率大于75%,对SO_4~(2-)的截留率大于80%;NF270-4040对硬度的脱除率达到78%以上,对SO_4~(2-)的截留率达到83%以上,在产水通量方面NF270-4040高于NF90-4040。本论文采用NF90-4040纳滤组件对海水脱盐进行了试验,当处理35‰(wt‰)的模拟海水时,一级纳滤Ca~(2+)、Mg~(2+)的截留率可达到85%,SO_4~(2-)的截留率大于93.40%,Cl~-、Na~+的截留率大于67%,系统的截留率可达到71%。二级纳滤处理后系统截留率达到94%,产水电导率可达到371μs/cm,起到了海水淡化的目的。
【图文】：

示意图,多级闪蒸,流程,示意图

开始实现大中规模工业化生产的，技术最成熟，运行安全性高，操作弹性大，适合大型和超大型的淡化生产规模。目前在全球淡化水总产量中仍占很大比例，主要在海湾国家采用。图1-1[4]为多级闪蒸流程示意图。大型的多级闪蒸大多和火力电站联合设计，联合运行，，以汽轮机低压抽气作为热源。目前日产7×104t的单机已投入商业运行，日产9×104t的单机已在设计中，日产20×104t以上的多级闪蒸海水淡化厂在中东已建成多个[5]。图1-1 多级闪蒸流程示意图Fig. 1-1 Flow diagram of MSF1-heater；2-heat recovery segment；3-discharge heat segment；4-seawater；5- discharge of cooled seawater；6-feed；7-circulating saline；8-heating steam；9-discharge of concentrated saline；10-distilled water；11- vacuum pumping(2)多效蒸发（multiple effect distillation，MED）多效蒸发是由多个单效蒸发组成的系统。其基本原理是将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽并在其中冷凝为蒸馏水。依次进行，每一个蒸发器及其过程称为一效，整体形成多效系统。多效蒸发包括两种类型，一种是各效分列式，操作温度一般较高，顶温100~120℃，我国和欧洲一些火力电厂都有使用；另一种是低温多效蒸发（LT-MED）

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[4]。图1-2 竖管降膜多效蒸发流程Fig. 1-2 Flow diagram of Vertical Tube Falling-film MEDD-evaporator；E-preheater；G-pump；K-condenser对于蒸发工艺而言，蒸发过程所消耗的绝大部分热量都用于提高海水的热焓，使其汽化。而高热焓的二次蒸汽未充分利用，即使多效蒸发过程，末效高热焓的二次蒸汽也被废弃。因此，多效蒸发的热功效率也相当低。而压汽蒸馏克服了该缺点，只靠压缩蒸汽所产生的热而不需要另外供给加热蒸汽即可进行蒸发操作，同时利用换热器使待处理的物料充分回收冷凝水和浓缩液的热量，使热功效率大大提高。1.1.2 膜分离法膜法海水淡化技术主要包括：反渗透（RO）、电渗析（ED）、纳滤（NF）和膜蒸馏（MD）等。3
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P747

【引证文献】