Technologie zur Entsalzung durch Sonnenenergie

Durch die enge Kombination des Solarentsalzungssystems mit der konventionellen modernen Entsalzungstechnologie, die auf dem fortschrittlichen Herstellungsprozess und den Errungenschaften bei der verbesserten Wärme- und Masseübertragung beruht,und ergänzt die Vorteile der Solarenergie selbst, kann ein idealerer Effekt erzielt werden.

1. Technologie zur Entsalzung durch Solarenergie

Die traditionelle Entsalzungstechnologie erfordert hohe Investitionen und verbraucht zu viel Energie, wobei die Energie hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen wie Öl und Kohle stammt.die Förderung der Entsalzungstechnologie erschwert.

Datenstudien haben gezeigt, dass ein Meerwasserreinigungssystem mit einer täglichen Ausgabe von 1.000 Kubikmetern Süßwasser 10.000 Tonnen Öl pro Jahr verbraucht.Vor allem in einigen abgelegenen Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte und ohne großflächigen Anschluss an das Stromnetz, ist es schwierig, herkömmliche Meerwasserentsalzungsanlagen zu bauen. Daher ist die Verwendung von allgegenwärtiger Solarenergie zur Entsalzung von Meerwasser und Brackwasser nicht die beste Wahl.

Das Solarentsalzungssystem ist eine Kombination aus Solarenergieanlagen und herkömmlichen Entsalzungsanlagen.Verwendung von Solarenergie anstelle traditioneller Energie zur Versorgung der Energie, die die Entsalzungsanlage benötigt.

Einige der Kombinationen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Abbildung 1 Schematisches Diagramm der Solarentsalzung

Abbildung 2 Trough-Solarkonzentrations-Wärmesystem

Das Trough-Solarthermie-System weist die Eigenschaften von großem Maßstab, langer Lebensdauer und geringen Kosten auf und ist derzeit die erwachsenste groß angelegte Solarthermie-Utilitationstechnologie.Es gibt drei Hauptmethoden zur Erzeugung von Dampf für die Sonnenentsalzung: Blitzverdampfung, direkte und indirekte Verdampfung.

1.1 Anwendung der mehrstufigen Blitzverdampfung

Die direkte Verdunstungsmethode kann Betriebsstabilitätsprobleme aufweisen.Die Flussunsicherheit kann zu einem Flussverlust im betroffenen Rohrbereich führen und sogar zu Überhitzung des Kollektorrohrs und dauerhaften Schäden an der selektiven Absorptionsbeschichtung führen.

Für die indirekte Verdunstungsmethode besteht der Hauptnachteil des Systems darin, dass die meisten Wärmeübertragungsflüssigkeiten besondere Eigenschaften aufweisen, wie z. B. schwierig zu zubereiten, brennbar und leicht zu zersetzen.

BlitzVerdunstungssystemkann die oben genannten Mängel wirksam vermeiden und hat die Vorteile einfacher Struktur, stabiler Betrieb, hoher Effizienz und geringer Baukosten.Daher eignet sich das Blitzverdampfungssystem als Forschungs- und Entwicklungsobjekt.

Abbildung 3 Prinzip der Verdunstung durch Sonnenblitze

1.2 Merkmale der mehrstufigen Blitzverdampfung

Es hat die Vorteile einer hohen Zuverlässigkeit, einer guten Anti-Scaling-Leistung und einer einfachen groß angelegten Entwicklung.

Derzeit werden 60% der weltweiten Entsalzung von Meerwasser durch die mehrstufige Blitzverdampfungsmethode erzielt.Mehrstufige Blitzverdampfung ist auch die Meerwasserentsalzungsmethode mit der größten Einzelleistung (bis zu 100,000 t/Tag), die für große und ultragroße Entsalzungsanlagen geeignet ist.

1.3 Arbeitsprinzip und Verfahren der mehrstufigen Blitzverdampfung

Das Prinzip des mehrstufigen Blitzverdampfungsprozesses ist wie folgt:Das Rohwasser wird auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann in die Blitzkammer eingeführt.Da der Druck in der Blitzkammer niedriger als der Sättigungsdampfdruck, der der Temperatur der heißen Sole entspricht, geregelt wird,, wird die heiße Sole nach dem Betreten der Blitzkammer zu überhitztem Wasser und wird schnell teilweise verdampft, wodurch die Temperatur der heißen Sole selbst reduziert wird.Der erzeugte Dampf wird kondensiert, um das benötigte Süßwasser zu erhalten..

Auf diesem Prinzip beruht die mehrstufige Blitzverdampfung, bei der heiße Sole durch eine Reihe von Blitzkammern fließt, wobei der Druck allmählich abnimmt, sich schrittweise verdampft und abkühlt.Gleichzeitig, wird die Sole allmählich konzentriert, bis sich ihre Temperatur der natürlichen Meerwassertemperatur annähert (aber höher ist).

Der Prozessfluss des mehrstufigen Blitzverdampfungssystems ist in Abbildung 3 dargestellt.Wärmeabgasbereich, Meerwasservorbehandlungseinrichtung, Vakuumsystem der nicht kondensierbaren Abgasvorrichtung, Salzwasserzirkulationspumpe und Ein- und Auslasswasserpumpen usw.

2.Grundlegende Prozessparameter

(1) Durchfluss der zirkulierenden Sole

Das Merkmal der mehrstufigen Blitzverdampfung besteht darin, dass die zirkulierende Sole durch mehrere Stufen kontinuierlich abkühlt und dadurch ihre eigene sensible Wärme freisetzt.Auf diese Weise wird ein Teil des Wassers in der überhitzten Sole verdampft, um das Ziel der Herstellung von Süßwasser und konzentrierter Sole zu erreichen..

Aus Sicht der Wärmebilanz ist daher die durch jede Stufe der zirkulierenden Sole freigesetzte sensible Wärme gleich der latenten Wärme, die für das erzeugte Süßwasser erforderlich ist.für das gesamte mehrstufige Blitzverdampfungssystem, besteht folgende Beziehung: RS(t0-tn) = DL

wobei R die Durchflussrate der zirkulierenden Sole (kg/h) ist;

S-durchschnittliche spezifische Wärme von Salzwasser (kcal/kg·°C);

t0: Einlasstemperatur der ersten Stufe der zirkulierenden Sole (°C);

tn-die Endentmenge der Auslasstemperatur der zirkulierenden Sole (°C);

D-Gesamte Süßwasserproduktion auf jeder Ebene (kg/h);

L-durchschnittliche Latentwärme der Verdampfung von Süßwasser (kcal/kg).

Die oben genannte Formel kann verwendet werden, um den Durchfluss der zirkulierenden Sole unter bestimmten Anforderungen an die Süßwasserproduktion zu ermitteln.

Salzbilanz FCf = BCb

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

In der Formel:

Cf ist die Massenkonzentration von Salz in Rohwasser (kg/kg);

Cb-Massenkonzentration von Salz in entlassener Sole (kg/kg)

Wenn wir das Konzentrationsverhältnis α=Cb/Cf in die beiden obigen Gleichungen ersetzen, erhalten wir:

Es kann gesehen werden, dass unter der Bedingung, dass die Süßwasserleistung bekannt ist,Die Durchflussrate F des zusätzlichen Rohwassers und die Durchflussrate B der ausgelagerten Sole werden hauptsächlich durch das Konzentrationsverhältnis des Systems bestimmt..

Das Konzentrationsverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis der endgültigen Salzwasserkonzentration (Gesamtlösesteile TDS) der Blitzverdampfungsanlage zur Nachfüllwasserkonzentration (TDS).Es beschränkt sich im Allgemeinen auf die Sicherheitsvorbeugung auf der Grundlage spezifischer Wasserqualitätsbedingungen, und die Salzentladungskonzentration kann sich im allgemeinen nicht auf 70.000 mg/l beschränken.

Bei der Entsalzung von Meerwasser gibt es keine "einzigartige" beste Lösung für die Auswahl der Technologie.einschließlich der Skala, Energiekosten, Rohwasserqualität, Klimabedingungen sowie technische und Sicherheitsanforderungen.

Generell ist die Umkehrosmose für unabhängig eingerichtete Meerwasserentsalzungsanlagen geeignet, aber wenn es ein Wärmekraftwerk (das jüngste Kernkraftwerk) gibt,Die thermische Destillationstechnologie ist wirtschaftlicher und zuverlässiger.

Die mehrstufige Blitzverdampfungsmethode wird nicht nur für die Meerwasserentsalzung verwendet, sondern auch in der Wasserversorgung mit Kessel in Wärmekraftwerken und petrochemischen Anlagen weit verbreitet.Behandlung und Verwertung von Industrieabwässern und Bergbau-Brachwasser, sowie die Verwertung von Abfällen aus alkalischen Flüssigkeiten in der Druck- und Färbeindustrie sowie in der Papierindustrie.