反渗透海水淡化网络系统的优化研究

发布时间：2022-01-02 21:34

　　反渗透技术广泛应用于海水和苦咸水淡化当中。相对于其他海水淡化技术，它的主要优势在于无相变、能耗低、模块化，因此近年来发展较快，市场占有率高。但目前反渗透工程设计仍主要采用基于工程经验的传统的设计方法，在技术可行的基础上并不能保证最优结果。因此进行反渗透系统优化研究是十分必要的。本文系研究反渗透海水及苦咸水淡化系统的优化问题，以降低吨水成本和能耗为目标开展以下工作。首先针对采用功（压力）交换器的反渗透系统，建立了基于有限差分传质的反渗透系统超结构模型。该模型考虑了功（压力）交换器内盐水混合状况，得到的混合整数非线性规划（MINLP）采用外部逼近法求解。加入限制条件使得优化结果中压力容器以及压力容器内膜元件的个数为整数解。利用该模型对不同盐度进料海水的反渗透系统进行优化研究，产水水质小于500mg/L，结果表明：进料海水盐度升高，吨水成本升高，反渗透系统工艺也随之变化。当进料海水盐度在32000mg/L以上，最优化的反渗透方案为一段反渗透工艺。当进料水盐度低于28000mg/L时，反渗透系统采用带段间增压泵的两段式工艺，当进料盐度不同时采用的膜元件型号也不同。随着产水水质含盐量需求下降，吨... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

多级闪蒸示意图

多效蒸发示意图

来实现的：利用电能驱动高压泵，将海水送入膜组件内，一部分纯水透过反渗透膜成为淡化水，其余的浓盐水则被截留而排出，工艺流程图如图1-3所示。图 1-3 反渗透工艺流程图Fig. 1-3 Flow diagram of RO工艺流程：进料海水经预处理，去除悬浮固体及其它有害物。然后经高压泵增压后，进入膜脱盐设备，制出初级脱盐水。浓盐水自膜脱盐设备排出。高压泵可选用往复泵、离心泵、单螺杆泵和高速泵等类型。反渗透所需能耗主要用于提供反渗透过程所需压力上，为了降低淡化水的操作费用，通常在浓盐水排放管在线安装能量回收装置。主要优缺点：反渗透启动和停止操作简单；可采用模块式设计；不需要大量蒸汽，无需与电厂相连，只需电能；过程动力消耗低。但反渗透的预处理要求严格[21]，反渗透膜需要定期清洗或更换，生产能力也随着海水温度变化波动较大[22]。

【参考文献】：
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本文编号：3564912