低温多效海水淡化可行性探究课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,热力压缩低温多效蒸馏技术（,TVC-MED,）,海水淡化可行性探究,第四小组,汇报人：王承喆、王晶,市政与环境工程系,热力压缩低温多效蒸馏技术（TVC-MED）海水淡化可行性探,1,、海水淡化研究背景,2,、,TVC-MED,海水淡化工艺,3,、方案可行性分析,4,、研究综述,汇报要点,2024/11/24,2,1、海水淡化研究背景2、TVC-MED海水淡化工艺3、方案可,1,、海水淡化研究背景,2024/11/24,3,北方沿海地区的资源型缺水,南部沿海周边的水质型缺水,水资源亟待保护和科学利用,课题意义,国内外研究现状,商业规模,蒸馏法,多级闪蒸,压气蒸馏,多效蒸馏,反渗透法,国际尤其是中东地区占有较多份额,中国,海水淡化水的生产销售,和装备制造两大产业,1、海水淡化研究背景2023/10/63北方沿海地区的资源型,2.1,处理工艺选择,:,热力压缩低温多效蒸馏（,TVC-MED,）技术,多效蒸馏技术（,MED,）,是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，蒸汽进入第一效蒸发器，与进料海水热交换后，冷凝成淡化水；海水蒸发，蒸汽进入第二效蒸发器，并使几乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发，自身又被冷凝。这一过程一直重复到最后一效，连续产出淡化水。,蒸汽热力压缩器,(,TVC),是以具有一定压力的蒸汽为动力，将低压蒸汽压缩，使其压力有一定的升高，实现低压蒸汽再利用的设备,2024/11/24,4,2,、海水淡化方案制定,低温多效蒸馏技术,2.1处理工艺选择:2023/10/642、海水淡化方案制定,方法,缺点,工程适用,电渗析,能耗大，对于不导电的颗粒没有去除能力,原水含盐量低于,3,000mg/L,的苦咸水淡化装置,离子交换,且处理量较小，原材料消耗量大,主要处在试验研究阶段,反渗透,海水预处理投资高、二次污染，膜易损坏，单级反渗透水质不稳定,难成便携式海水淡化装置,2024/11/24,5,最高蒸发温度一般不高于,70,解决了换热设备的腐蚀和结垢问题；,预处理较简单，化学药剂消耗较低；,系统的操作安全可靠；,节能高效,TVC-MED,技术具有的优点,方法缺点工程适用电渗析能耗大，对于不导电的颗粒没有去除能力原,2024/11/24,6,2.2,工艺流程设计,:,本,TVC-MED,海水淡化工程主要分为：,1,、海水取水,2,、海水预处理,3,、低温多效蒸馏,4,、淡水收集,5,、浓盐水排放,2023/10/662.2工艺流程设计:本TVC-MED海,2024/11/24,7,2.2.1,、海水预处理,项目,参数,项目最高工作压力,/MPa,0.6,最高工作温度,/,60,容积,/L,2300,最高流速,/kg,s,-1,820,表,1,自反洗过滤器设计参数,图,1,预处理系统图,当过滤器进出口压差达到设定值时，过滤器进入反洗状态。,2023/10/672.2.1、海水预处理项目参数项目最高工,2024/11/24,8,传统预处理系统,冬季低温 时反应慢、矾花细小。,导致后续的板式换热器和凝汽器出现铁红色污泥软垢；,本方案预处理系统,采用中间海水池进行自然沉淀和自反洗过滤器,(,过滤精度,500,m),进行粗滤。,严重影响海水淡化设备制水效率的现象。,此预处理方法简单有效，是其他工艺的预处理方法无法比拟的。,2.2.1,、海水预处理,2023/10/68传统预处理系统冬季低温 时反应,2024/11/24,9,2.2,工艺流程设计,:,本,TVC-MED,海水淡化工程主要分为：,1,、海水取水,2,、海水预处理,3,、低温多效蒸馏,4,、淡水收集和浓盐水排放,2023/10/692.2工艺流程设计:本TVC-MED海,2024/11/24,10,2.2.3,、低温多效蒸馏装置,2023/10/6102.2.3、低温多效蒸馏装置,2024/11/24,11,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,名称,型号规格,数量,蒸发器,总长约,70m，直径6.7m,1,台,凝汽器,直径,2.5m，SS316L,1,台,热力压缩机,材料,SS316L,1,台,海水增压泵,流量,1550m,3,扬程34m,1,台,盐水泵,流量,1376m,3,扬程25m,1,台,淡泵水,流量,358m3,扬程58m,1,台,凝结水泵,流量,115m,3,扬程90m,1,台,主要设备配置,2023/10/6112.2.4主要设置装备蒸发器海水系统蒸,2024/11/24,12,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,2023/10/6122.2.4主要设置装备蒸发器海水系统蒸,冷却海水系统,物料水系统,2024/11/24,13,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,冷却海水系统2023/10/6132.2.4主要设置装备蒸发,加热蒸汽系统：,TVC,的设置提高了,MED,的造水比，降低了制水成本，且采用调节锥方式调整,TVC,进口蒸汽流量，降低了蒸汽压力变化对,TVC,效率的影响，极大地提高了,MED,对机组负荷变化的适应性。,抽真空系统：,将蒸发器内不凝结气体排出，保证其工作在要求的真空状态下。,2024/11/24,14,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,加热蒸汽系统：2023/10/6142.2.4主要设置装备蒸,凝结水系统：,凝结水由第,l,效热井排出后经凝结水泵升压，经凝结水冷却器冷却后输送至厂区凝结水母管。,盐水系统：逐级回流方式,淡水系统：逐级回流排放,2024/11/24,15,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,凝结水系统：2023/10/6152.2.4主要设置装备蒸发,2024/11/24,16,2.2.4,主要设置装备,蒸发器,海水系统,蒸汽系统,产水系统,化学加药系统,加药单元,加药目的,加药位置,加药量,消泡剂加药单元,降低海水的表面张力，防止和减少泡沫的产生,物料水入口处,0.20.3 mg,L,-1,阻垢剂加药单元,防止换热管表面积垢影响热效率,物料水入口处,4,5 mg,L,-1,偏亚硫酸氢钠加药单元,去除海水中残留的余氯,自反洗过滤器进口处,控制,MED,进口海水余氯小于,0.1 mg,L,-1,2023/10/6162.2.4主要设置装备蒸发器海水系统蒸,2024/11/24,17,运行参数控制,液位控制,运行压力,运行温度,防止结垢与腐蚀,经济成本,3,、方案可行性分析,3.1,运行参数控制,运行压力降低时，一方面使得各效饱和温度降低，有利于提高产量；,但另一方面，装置运行压力降低会导致,TVC,引射口压力,(,即末效二次蒸汽压力,),降低，从而使得,TVC,从末效抽汽更为困难，当,TVC,进汽参数不变时，引射蒸汽量减少，使得造水比降低。,因此，运行中通常需将末端凝汽器压力稳定在,10kPa,左右。,压力控制,顶值盐水温度,(TBT),在,70,以下,，严格控制第一效的盐水温度在设计值附近，末效温度不宜低于,35,温度高于,40,后硫酸钙的溶解度降低，更易产生结垢，因此，将运行温度控制在,70,以下，可保持,CaSO,4,具有相对较高的溶解度，从而降低结垢的风险。,温度控制,采用管壳式设计，即保持所有加热管均呈水膜蒸发,盐水液位、产品水液位和第一效进汽端凝结水液位应控制在底排换热管以下,通常情况下，盐水排放泵、成品水泵和凝结水泵入口的液位被控制在蒸发器底排换热管以下约,200mm,处。,液位控制,2023/10/6173、方案可行性分析 3.1运行参数控制,3.2.1,结垢,在海水沸腾蒸发过程中，海水中的碳酸氢盐会发生以下反应：,Ca(HCO,3,),2,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Mg(HCO,3,),2,MgCO,3,+H,2,O Mg(OH),2,+CO,2,2024/11/24,18,3.2,防止结垢与腐蚀,吸热反应,严格控制温度,真空下运行，易使气体分离出来,添加阻垢剂,影响因素：,采取措施：,3.2.1结垢2023/10/618 3.2防止结垢与腐蚀吸,3.2.2,腐蚀,低温下氧对设备的腐蚀,应保持设备内部干燥，需放尽设备内的所有存水，包括盐水、产品水、凝结水和换热器内的海水。,残留盐分吸潮造成腐蚀,当装置停运时间较长时，在设备放尽盐水后，还需用产品水对蒸发器的海水侧进行冲洗。,二氧化碳引起的酸性腐蚀,可通过采用补充水除气器来减少物料水中的含氧量，同时严格控制蒸发器的真空泄漏量，从而减缓氧腐蚀。,2024/11/24,19,3.2,防止结垢与腐蚀,3.2.2腐蚀2023/10/619 3.2防止结垢与腐蚀,2024/11/24,20,注意问题,药剂选择避免氯化物应力腐蚀,合金的电池效应产生选择性腐蚀,新建设备的“婴儿期腐蚀”,应对方法,硝酸洗剂,两性离子表面活性剂,预膜处理,3.2.3,化学清洗,2023/10/620注意问题药剂选择避免氯化物应力腐蚀合金,单位淡水产量的热耗率,q,为：,其中，,故热耗率,单位淡水产量的电耗率,eecr,为：,式中,T,en,环境温度，,K;T,h,蒸汽温度，,K,。,已知蒸汽温度为,300,，假设环境温度为,25,，,把,代入，得到电耗率,2024/11/24,21,式中,Q,蒸汽热能，,kJ/h,；,M,d,产水量，,t/h,；,r,h,系数，约为,2400 kJ/kg,；,P,r,造水比，,m,3,/t;,3.3,经济成本,-,TVC-MED,能耗分析,2023/10/621式中 Q 蒸汽热能，kJ/h；M,项目,TVC-MED,反渗透,备注,电费,0.924,3.33,按电价,0.585,元,kWh,-1,计,化学药品消耗费,0.019,0.391,蒸汽费用,2.20,0,人工费,0.05,0.04,按,10,人计，人均,4,万元,a,-1,膜更换费用,0,0.923,维修费,1.03,0.23,淡水生产费用总成本,4.223,4.914,2024/11/24,22,3.3,经济成本,表,海水淡化生产自用水成本及对照,一般认为海水淡化装置容量超过日产,6000t,淡水时，多效蒸馏法比反渗透法更经济。,项目TVC-MED反渗透备注电费0.9243.33按电价0.,2024/11/24,23,4,、研究综述,比较项目,海水反渗透,低温多效,产品水水质（,mg/L,）,300500,510,操作温度（）,445,70,装置总能耗（,kWh/m,3,）,5.06.0,5.0,原水预处理,要求高,要求低,水利用率（,%,）,40,1540,腐蚀结垢倾向,较小,建造材质要求,低,海水淡化技术比较表,劣势：对于新建电厂，多效蒸馏法需要启动蒸汽；由于没有备用设备，需要淡水水源作为工业用水的备用水源。,2023/10/6234、研究综述比较项目海水反渗透低温多效,2024/11/24,24,在预处理单元，我们设置了反冲洗过滤器代替传统预处理方法，提高了预处理的效率，也降低了腐蚀结垢的风险。,在设计工艺流程后，我们对,TVC-MED