Technologie voor zonne-ontzalting

Door het zonne-ontziltingssysteem nauw te combineren met de conventionele moderne ontzilteknologie en gebruik te maken van het geavanceerde productieproces en de prestaties op het gebied van verbeterde warmte- en massaoverdracht,en de voordelen van zonne-energie zelf aanvullen, kan een meer ideaal effect worden bereikt.

1. Technologie voor zonne-ontzilting

De traditionele ontziltingstechnologie vereist een hoge investering en verbruikt te veel energie, waarbij de energie voornamelijk afkomstig is van fossiele brandstoffen zoals olie en steenkool.Het is moeilijk om de ontziltingstechnologie te promoten..

Uit gegevensstudies is gebleken dat een zeewaterzuiveringssysteem met een dagelijkse productie van 1.000 kubieke meter zoet water 10.000 ton olie per jaar verbruikt.met name sommige afgelegen gebieden met een lage bevolkingsdichtheid en geen grootschalige aansluiting op het elektriciteitsnetHet is moeilijk om traditionele zeewaterontziltingsapparatuur te bouwen. Daarom is het gebruik van alomtegenwoordige zonne-energie om zeewater en brak water te ontzillen niet de beste keuze.

Het zonneontzaltingssysteem is eigenlijk een combinatie van zonne-energie-gebruikapparatuur en traditionele ontzaltingsapparatuur.gebruik van zonne-energie in plaats van traditionele energie om de energie te leveren die nodig is voor het ontziltingstoestel.

Sommige combinaties zijn weergegeven in tabel 1

Figuur 1 Schematisch schema van de zonne-ontzilting

Figuur 2 Thermisch systeem voor concentratie van zonne-energie via de bodem

Het trogzonne-thermische systeem heeft de kenmerken van grootschalige, lange levensduur en lage kosten en is momenteel de meest volwassen grootschalige zonne-thermische benuttingstechnologie.Er zijn drie manieren om stoom te produceren voor zonne-ontzilting: flitsend verdampen, direct verdampen en indirect verdampen.

1.1 Toepassing van meerfasige flitsverdamping

De directe verdamping kan problemen met de operationele stabiliteit opleveren.Onstabiliteit van de stroom kan leiden tot stroomverlies in het getroffen buisgedeelte en zelfs tot oververhitting van de collectiebuis en permanente schade aan de selectieve absorptiecoating.

Voor de indirecte verdamping methode is het belangrijkste nadeel van het systeem dat de meeste warmteoverdrachtvloeistoffen speciale eigenschappen hebben, zoals moeilijk te bereiden, ontvlambaar en gemakkelijk af te breken.

flitsverdampingssysteemkan de bovenstaande gebreken effectief voorkomen en heeft de voordelen van eenvoudige structuur, stabiele werking, hoge efficiëntie en lage bouwkosten.Daarom is het flitsverdampingssysteem geschikt als onderzoeks- en ontwikkelingsobject.

Figuur 3 Beginsel van de verdamping van zonneflitsen

1.2 Kenmerken van meerfasige flitsverdamping

Het heeft de voordelen van hoge betrouwbaarheid, goede anti-scaling prestaties en gemakkelijke grootschalige ontwikkeling.

Momenteel wordt 60% van de wereldwijde desalinatie van zeewater verkregen door de meerfasige flitsdampingsmethode.de meerfasige flitsdamping is ook de zeewaterontzaltingsmethode met de grootste capaciteit per eenheid (tot 100,000 t/dag), die geschikt is voor grote en zeer grote ontziltingsinstallaties.

1.3 Werkingsbeginsel en proces van meerfasige flitsdamping

Het principe van het meerfasige flitsverdampproces luidt als volgt:het rauwe zeewater wordt verwarmd tot een bepaalde temperatuur en vervolgens in de flitskamer gebracht.Aangezien de druk in de flitskamer lager wordt gecontroleerd dan de verzadigde dampdruk die overeenkomt met de temperatuur van de hete pekel, wordt het hete pekelwater na binnenkomst in de flitskamer oververhit water en wordt het snel gedeeltelijk verdampt, waardoor de temperatuur van het hete pekel zelf wordt verlaagd.De geproduceerde stoom wordt gecondenseerd tot het vereiste zoet water.

Op dit principe is gebaseerd de meerfasige flitsverdamping, waarbij hete pekel door een aantal flitskamers stroomt met geleidelijk afnemende druk, stap voor stap verdampt en afkoelt.Tegelijkertijd, wordt het pekelwater geleidelijk geconcentreerd totdat de temperatuur ervan de natuurlijke temperatuur van zeewater benadert (maar hoger ligt).

De processtroom van het meerfasige flitsverdampingssysteem is afgebeeld in figuur 3. De hoofdapparatuur omvat een zoutwaterverwarmer, het warmteherstelgedeelte van de meerfasige flitsverdampingsinstallatie,warmteafvoer, voorbehandeling van zeewater, vacuümsysteem van de niet-condenseerbare uitlaatgasinstallatie, zoutwatercirculatiepompen en in- en uitlaatwaterpompen, enz.

2.Basisprocesparameters

(1) Circulerende zoutwaterstroom

Het kenmerk van de meerfasige flitsdamping is dat de circulerende pekel door meerdere fasen voortdurend afkoelt, waardoor de eigen gevoelige warmte vrijkomt,het verdampen van een deel van het water in de oververhitte pekel om het doel te bereiken van het produceren van zoet water en geconcentreerd pekel.

Daarom is, vanuit het oogpunt van de warmtebalans, de bijzondere warmte die door elke fase van het circulerende pekelwater wordt vrijgegeven gelijk aan de latente warmte die nodig is voor het geproduceerde zoet water.voor het gehele meerfasige flitsverdampingssysteem, bestaat de volgende relatie: RS(t0-tn) = DL

waar R de circulerende zoutwaterstroom is (kg/h);

S-gemiddelde specifieke warmte van zout water (kcal/kg·°C);

t0: de inlaattemperatuur van de eerste fase van het circulerende pekelwater (°C);

tn-de einduitlaattemperatuur van circulerend pekelwater (°C);

D-totale zoetwaterproductie op elk niveau (kg/uur);

L-gemiddelde latente hitte van verdamping van zoet water (kcal/kg).

De bovenstaande formule kan worden gebruikt om de doorstroming van circulerend pekelwater te verkrijgen onder bepaalde vereisten voor de productie van zoet water.

Zoutbalans FCf = BCb

Waterbalans F ((1-Cf) = D+ B ((1-Cb)

In de formule,

Cf is de massaconcentratie van zout in ruw water (kg/kg);

Cb-massaconcentratie van zout in afgevoerd pekelwater (kg/kg)

Als we de concentratieverhouding α=Cb /Cf in de bovenstaande twee vergelijkingen vervangen, krijgen we:

Het is te zien dat, indien de zoetwaterproductie bekend is,de doorstroming F van aanvullend ruw water en de doorstroming B van afgebracht pekelwater worden voornamelijk bepaald door de concentratieverhouding van het systeem.

De concentratieverhouding verwijst naar de verhouding tussen de uiteindelijke zoutwaterconcentratie (totale opgeloste vaste stoffen TDS) van de flitsverdampingsinrichting en de aanvulconcentratie van zeewater (TDS).Het is over het algemeen beperkt tot de veiligheid op basis van specifieke waterkwaliteitsomstandigheden, en de concentratie van zoutvloeistof kan in het algemeen niet meer dan 70.000 mg/l bereiken.

Voor de ontzilting van zeewater is er geen "eenvoudige" beste oplossing voor de keuze van de technologie.met inbegrip van schaal, energiekosten, grondwaterkwaliteit, klimatologische omstandigheden en technische en veiligheidsvoorschriften.

Over het algemeen is omgekeerde osmose geschikt voor onafhankelijk opgerichte zeewaterontziltingsinstallaties, maar als er een thermische energiecentrale (laatste kerncentrale) is, is het mogelijk om de volgende installaties te gebruiken:De thermische distillatie is zuiniger en betrouwbaarder..

De meerfasige flitsverdampingsmethode wordt niet alleen gebruikt voor zeewaterontzilting, maar is ook veel gebruikt in watervoorziening met ketels in thermische energiecentrales en petrochemische installaties,de behandeling en terugwinning van industrieel afvalwater en mijnbraakwater, alsmede de terugwinning van afvalwater in de druk- en kleurindustrie en in de papierindustrie.