低温多效海水淡化系统实验研究

发布时间：2020-10-25 07:30

　　 海水淡化是解决水资源紧缺问题的有效方法。其中低温多效蒸发技术具有预处理要求低、能耗低、设备简单、操作弹性大等优点,已成为最具有竞争力的海水淡化技术之一,其关键技术也是目前的研究热点。 本文首先分析了国内外海水淡化技术的发展以及不同技术的特点,并针对低温多效海水淡化系统的一些关键技术和过程特性进行了分析和研究。以日产淡水1吨的小型低温多效蒸发(LT-MED)海水淡化系统为模型,分析并设计实验流程和主要设备,其中主要包括预处理流程中的多介质过滤器,超滤和脱气塔工艺流程；竖管蒸发计算中先采用等温差分配初算,再利用程序进行等面积计算确定最后的工艺参数和设备尺寸；装置的优化则对效间连通管、布液器、捕沫器、泵等部件进行了合理的选择设计等。 搭建了lt/d LT-MED海水淡化实验平台,先用自来水对整个系统进行调试,打通流程,确定系统能够正常稳定地运行后,再用海水作为工质,通过改变海水进料量和蒸汽温度,对系统的传热系数、造水比、浓缩比、产品水质等一系列指标进行了考核,得到系统在原设计条件下运行时,设计指标都已达到。在此基础上,对低温多效海水淡化过程的关键工艺控制,关键设备优化及控制等问题进行了实验研究,如首效蒸发温度对整个系统性能的影响,效间真空梯度的建立等。 针对LT-MED技术中的低压操作条件,对其中关键过程特性进行研究,主要研究了低压条件下冷凝过程的一些特性和机制。利用红外热像仪观测低压蒸汽冷凝实验中液滴自由表面的温度场变化,发现液滴合并或脱落过程中的履带式运动或内部掺混是液滴表面温度变化的主要原因,由于温度的变化使得液滴表面发生直接冷凝,这为强化冷凝传热提供了新思路。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P747
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 海水淡化的意义
    1.2 海水淡化的发展概况
    1.3 海水淡化的主要技术及国内外技术进展
        1.3.1 多级闪蒸
        1.3.2 多效蒸馏
        1.3.3 压汽蒸馏
        1.3.4 太阳能蒸馏
        1.3.5 反渗透法
        1.3.6 电渗析
        1.3.7 海水淡化的新技术
    1.4 低温多效海水淡化技术的发展
    1.5 本文的研究内容
2 1t/dLT-MED工艺流程及技术方案设计
    2.1 工艺设计
    2.2 预处理设备设计分析
        2.2.1 多介质过滤器
        2.2.2 超滤
        2.2.3 脱气塔
    2.3 换热设备工艺设计分析
        2.3.1 末效冷凝器设计计算
        2.3.2 低温蒸发段的工艺设计计算
        2.3.3 低温多效蒸发器
    2.4 关键装置和设备的优化设计
        2.4.1 效间连通管设计原则
        2.4.2 抽真空系统设计
        2.4.3 布液器
        2.4.4 捕沫器
        2.4.5 工艺泵
        2.4.6 阀门
    2.5 本章小结
3 1t/dLT-MED实验研究
    3.1 实验流程
    3.2 实验装置的检漏调试
    3.3 实验装置的特点
        3.3.1 材料的选择
        3.3.2 气密性
        3.3.3 系统的自动化控制和仪表
    3.4 实验步骤及方法
        3.4.1 实验步骤
        3.4.2 实验方法
    3.5 实验数据处理分析及结果讨论
        3.5.1 主要数据计算
        3.5.2 数据的误差分析
        3.5.3 系统的稳定性分析
        3.5.4 海水降膜实验的结果与讨论
    3.6 本章小结
4 低压下滴状冷凝液滴表面温度研究
    4.1 滴状冷凝的背景介绍
    4.2 实验装置
    4.3 实验现象及分析讨论
        4.3.1 液滴合并过程自由表面的温度演变
        4.3.2 液滴脱落过程自由表面的温度演变
        4.3.3 开始发生持续冷凝需要越过的临界过冷度现象分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【参考文献】

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2 曹治觉,郭愚;冷凝器壁面滴状冷凝的热力学机理及最佳接触角[J];物理学报;1999年10期

3 王立国,王世昌,朱爱梅,熊日华,丁涛;塑料换热器在海水淡化中的应用[J];化工进展;2004年12期

4 曹治觉;冷凝器滴状冷凝的动态描述及接触角的选择[J];物理学报;2002年01期

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本文编号：2855655