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低温多效海水淡化过程预处理优化设计与实验研究

李璐  
【摘要】:蒸馏法(多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏等)海水淡化过程预处理工艺主要是去除原水中的悬浮物、胶体、碳、氧等,并进行缓蚀阻垢处理,从而减缓海水淡化设备的结垢与腐蚀。此外,针对低温多效海水淡化技术的发展趋势及设备腐蚀结垢问题,深度预处理工艺愈发重要。本文针对海水淡化深度预处理关键技术,主要研究了混凝过滤、脱氧脱碳技术,以及其在实际设计和生产过程中的优化问题。 根据低温多效海水淡化实验发现的两种不同类型的垢样(灰褐色碎块状的混合固体颗粒垢样;混有少量灰褐色细微固体颗粒的透明结块状固体垢样),实验研究了垢样的水溶特性、酸碱溶解特性、干燥失重特性、以及元素分析等,确定垢样组成,最后确定了垢样的形成原因并提出相应的结垢预防和处理方法。对pH值8.5、水温28℃、浊度44.57NTU的原水水样进行了强化混凝预处理实验。通过正交实验对混凝剂投加浓度、混凝剂种类、搅拌时间、水质pH值等因素对水样浊度的影响程度进行研究,并确定出混凝过程最优操作方案。 对于脱氧脱碳过程,首先建立了脱气实验系统,以正交实验研究了各主要工艺参数对脱气效率的影响,得到相应的设计指导原则。在此基础,针对大型低温多效蒸发海水淡化预处理工艺进行优化设计,并对预处理设备真空脱气塔及多介质过滤器进行工艺设计与校核,为万吨级海水淡化装置的设计与运行提供指导。 针对海水淡化设备实际应用的特殊性,利用Fluent软件,模拟研究了流体在板式换热器传热板中的流动以及传热特性,为小型海水淡化装置的优化设计提供参考。


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