以高炉冲渣水余热为热源的海水淡化新工艺的研究

发布时间：2020-12-21 01:43

　　随着经济的发展,人口的增长和地下水资源的过度开采,淡水资源匮乏已成为制约我国尤其是北部沿海地区社会经济可持续发展的瓶颈。海水淡化作为新的供给水源是解决淡水资源短缺的有效途径之一。一方面海水淡化需要消耗大量的化石能源,导致成本过高,限制推广；另一方面沿海企业尤其是钢铁企业大量的低温余热无法找到利用途径,任意排放。如果将二者结合起来,则不仅能够有效利用钢铁行业的低温余热,而且能够降低海水淡化成本,缓解沿海企业用水困难,提高企业整体效益。本文首先通过对三种主要海水淡化方式及其能源消耗情况的对比分析,得出低温多效海水淡化方式能耗最小,且其对热源的温度、压力要求最低,结合目前钢铁企业中高、中温余热利用较好,而低温余热水的利用状况欠佳的状况。以首钢京唐2套12500t/d的海水淡化装置为例,设计一个以利用高炉冲渣水余热为热源的海水淡化新工艺。新工艺以如何利用高炉冲渣水低温余热为主,详细介绍了系统的设计流程,包括两种换热器的设计,系统运转所需的动力,得出系统的主要设计参数。另外利用火用分析方法,对换热系统的单体设备和总体进行了火用分析,找出了提高换热系统效率的关键在于优化换热器和选用高效节能泵。最后... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外主要海水淡化方式及特点
        1.2.1 多级闪蒸技术（Multi-stage Flash）
        1.2.2 多效蒸馏技术（Multi-Effect Desalination）
        1.2.3 反渗透技术（Reverse Osmosis）
    1.3 海水淡化过程中的能源消耗
    1.4 以新能源为热源的海水淡化技术
        1.4.1 核能海水淡化技术
        1.4.2 太阳能海水淡化技术
    1.5 当前海水淡化新技术及其能源消耗形式
        1.5.1 以消耗热能为主的新型海水淡化技术
        1.5.2 以消耗电能为主的新型海水淡化技术
    1.6 本文研究的内容
第2章 新工艺的可行性研究
    2.1 首钢京唐海水淡化装置简介
        2.1.1 工程简介
        2.1.2 工艺的主要配置及工艺参数
        2.1.3 系统流程图
        2.1.4 存在的问题分析
    2.2 钢铁企业余热利用情况
        2.2.1 我国大部分钢铁企业余热利用情况
        2.2.2 首钢京唐余热利用情况
    2.3 海水淡化的能耗成本分析
    2.4 新工艺的提出及可行性分析
        2.4.1 新工艺的提出
        2.4.2 新工艺的可行性分析
    2.5 本章小结
第3章 新工艺的设计计算
    3.1 闪蒸罐的设计计算
    3.2 渣水换热器的设计计算
        3.2.1 设计任务和设计条件
        3.2.2 确定设计方案
        3.2.3 估算传热面积
        3.2.4 工艺结构尺寸
        3.2.5 渣水换热器核算
        3.2.6 渣水换热器主要结构尺寸和计算结果
    3.3 汽-水换热器的设计计算
        3.3.1 设计任务和设计条件
        3.3.2 确定设计方案
        3.3.3 估算传热面积
        3.3.4 工艺结构尺寸
        3.3.5 换热器核算
        3.3.6 汽-水换热器主要结构尺寸和计算结果
    3.4 换热系统的动力计算
        3.4.1 补水泵的功率计算
        3.4.2 渣水泵的功率计算
        3.4.3 冷凝水泵的功率计算
        3.4.4 纯水循环增压泵的功率计算
    3.5 本章小结
第4章 换热系统的热力学分析
    4.1 热力学分析方法简介
        4.1.1 热力学分析内容
        4.1.2 热力学基本概念
        4.1.3 热力学分析基本方法
    4.2 换热器系统的热力学计算
        4.2.1 渣水换热器的热力计算
        4.2.2 汽-水换热器的热力计算
        4.2.3 水泵的热力计算
        4.2.4 节流阀的热力计算
    4.3 换热系统的火用损失分析
    4.4 本章小结
第5章 淡化水成本分析
    5.1 蒸汽成本分析
        5.1.1 海水淡化成本分析方法
        5.1.2 蒸汽成本分析方法
    5.2 初始投资费用的概算方法
        5.2.1 换热系统单体设备造价估算
        5.2.2 厂房、土建、辅助设施及安装调试费用估算
    5.3 运行及维护费用的估算方法
        5.3.1 人员工资及管理费用
        5.3.2 药品及其他消耗品费用
        5.3.3 能耗费用计算
        5.3.4 年维护费用计算
    5.4 低压蒸汽的产生成本概算
    5.5 采用新工艺后的产水成本分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国海水淡化工程运行状况[J]. 王琪,郑根江,谭永文.  水处理技术. 2011(10)
[2]海水淡化技术以及我国发展现状[J]. 张于.  中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(09)
[3]中水回用在钢铁企业用水中的可行性研究[J]. 仲惟雷,刘枫,金焱.  中国钢铁业. 2011(01)
[4]300MW背压汽轮发电机组与海水淡化装置联合方式探讨[J]. 张奭.  华北电力技术. 2010(10)
[5]高炉冲渣余热回收的可行性分析[J]. 贾希存,陈素君.  山东冶金. 2010(02)
[6]管道内壁粗糙度的确定[J]. 陈凤,余汉成,孙在蓉,郭艳林.  天然气与石油. 2007(06)
[7]我国钢铁工业余热余能调研报告[J]. 王建军,蔡九菊,陈春霞,李广双,张琦.  工业加热. 2007(02)
[8]海水淡化技术评述与成本分析[J]. 高艳玲,吕炳南,赵立军.  环境保护. 2005(02)
[9]海洋热能的利用[J]. 胡保亭,胡仰栋,伍联营.  海洋技术. 2004(02)
[10]海水淡化中的替代型能源[J]. 熊日华,王世昌.  化工进展. 2003(11)

博士论文
[1]水电联产低温多效蒸发海水淡化系统的热力性能研究[D]. 杨洛鹏.大连理工大学 2007

硕士论文
[1]利用封闭式热泵循环的低温多效海水淡化系统研究[D]. 曲源.青岛大学 2007
[2]新型海水淡化工艺及装置的研究[D]. 黄国根.浙江大学 2006



本文编号：2928948