基于LNG冷能的液固流化床海水制冰淡化

发布时间：2020-12-11 06:22

　　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。 

【文章来源】：现代化工. 2020年07期 第197-201+205页 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

LNG流化床海水制冰淡化工艺流程

典型流化床换热器包括进口段、换热管束、出口段3部分[5]，如图3所示。在进口段分别加入了流体分布器与颗粒分布器，分布器为多孔板，孔板开孔率数值由具体工艺确定，同时在换热管段入口端开孔，协助分布器使固体颗粒更好地均匀分布。流化床对壁面沉积物的去除能力避免了沉积物热阻导致的传热性能下降，同时流态化颗粒的运动打破了传热管内层流边界，降低了海水与传热壁面的热阻，而且颗粒与壁面的碰撞本身也能起到一定的导热作用，因此流化床制冰器具有很好的传热性能，传热系数可达3 500～5 500 W(m2·K)[3]。流化床的除垢和强化传热性能在沸腾蒸发及高浓缩易结垢物料的处理中已经有较多应用[6-7]。2 载冷剂的选取

如图1所示，LNG与载冷剂换热后转化为NG，载冷剂降温后进入流化床制冰器壳体内与预冷后的海水通过传热管间接换热，载冷剂升温后再次进入LNG气化器循环利用。原料海水经换热器预冷并与分离洗涤器中分离出的浓海水混合后进入流化床制冰器，颗粒在海水的带动下实现流态化并具备一定的动能。当海水在流化床内过冷至冰点以下，会发生初始成核，随即冰晶开始生长，颗粒持续与壁面碰撞，去除黏附在传热壁面的冰晶形成冰浆，如图2所示，而冰晶的尺度则由颗粒与传热管壁面间的撞击作用决定，冰晶直径在0.1～3.0 mm[4]。冰浆排出制冰器后进入分离洗涤器中被分离为冰晶和浓海水，部分浓海水进入海水储罐，部分则进入换热器预冷海水后排出系统。分离洗涤器中排出的冰晶在融冰器内与海水换热融化为淡水，部分淡水作为洗涤水返回分离洗涤装置，该部分淡水量为总淡水量的5%～10%。典型流化床换热器包括进口段、换热管束、出口段3部分[5]，如图3所示。在进口段分别加入了流体分布器与颗粒分布器，分布器为多孔板，孔板开孔率数值由具体工艺确定，同时在换热管段入口端开孔，协助分布器使固体颗粒更好地均匀分布。流化床对壁面沉积物的去除能力避免了沉积物热阻导致的传热性能下降，同时流态化颗粒的运动打破了传热管内层流边界，降低了海水与传热壁面的热阻，而且颗粒与壁面的碰撞本身也能起到一定的导热作用，因此流化床制冰器具有很好的传热性能，传热系数可达3 500～5 500 W(m2·K)[3]。流化床的除垢和强化传热性能在沸腾蒸发及高浓缩易结垢物料的处理中已经有较多应用[6-7]。


本文编号：2910047