超聲波露點法海水淡化技術(shù)

1、超聲波露點法海水淡化技術(shù)第1頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第2頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三2.得到熱量之后的霧化液滴迅速蒸發(fā)1.超聲波的霧化作用：海水經(jīng)過超聲波的霧化作用形成微米級液滴4.采用露點凝結(jié)技術(shù)：實現(xiàn)在低溫度下進行冷凝,最終實現(xiàn)能耗的低消耗和產(chǎn)水率的提高3.由于水分子團簇尺寸的變小,有利于傳熱和傳質(zhì)的進行,提高了系統(tǒng)的運行溫度,大大降低了待蒸發(fā)海水的熱容量第一章：超聲波露點法海水淡化技術(shù)簡介超聲波霧化技術(shù)露點凝結(jié)技術(shù)第3頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三超聲波霧化過程第一節(jié)：超聲波霧化技術(shù)超聲波霧化技術(shù)

2、原理：運用了超聲波在液體傳播過程中的空化效應。將海水霧化成微米級液滴,極大的降低了海水的尺寸,增加了海水與換熱器的接觸面積;并且霧化液滴尺寸均勻,能夠達到微米級,有利于傳熱傳質(zhì)的進行,從而提高了蒸發(fā)器的換熱效率。 超聲波霧化作用優(yōu)點 第4頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第二節(jié)：1.露點蒸發(fā)海水淡化技術(shù)發(fā)展歷程簡介 國內(nèi)天津大學王世昌教授在露點蒸發(fā)的研究和實踐中取得了突破性進展1999 年9月美國內(nèi)務部開發(fā)局發(fā)布了脫鹽于水凈化研發(fā)計劃最后報告 1988 年由 W F Albers 等人正式提出,是由太陽能蒸餾淡化技術(shù)發(fā)展而來的2001 年 5 月美國國會越發(fā)重視露點蒸發(fā)

3、淡化技術(shù)，美國Arizona大學人員已取得了一些令人鼓舞的成果第5頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三過程幾乎在常壓下進行,無須使用真空系統(tǒng),降低了對設備強度的要求操作溫度一般在 90以下,由于較低的操作溫度,所以可以使用某些性能適宜且較廉價的高分子材料蒸發(fā)和冷凝的過程溫度梯度方向保持一致,使得熱利用方式更合理整個過程在常壓下進行, 能夠利用低品位熱源,例如太陽能、地熱能以及工業(yè)廢熱等低位熱能露點凝結(jié)設備的結(jié)垢傾向小,不易形成強烈的汽液夾帶,從而避免了使用通常沸點下劇烈蒸發(fā)不可缺少的汽液分離部件露點一詞來源于英文“Dewvaporation”,露點凝結(jié)淡化工藝作為一種新的

4、淡化技術(shù),與 多級閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED)、和反滲透(RO)等傳統(tǒng)蒸餾法海水淡化技術(shù)相比,有以下獨特優(yōu)勢和特點：獨特優(yōu)勢和特點第二節(jié)：2.露點蒸發(fā)淡化工藝獨特優(yōu)勢和特點簡介第6頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第二章：超聲波露點法海水淡化技術(shù)物理模型主要部件物理模型超聲波霧化噴嘴蒸發(fā)器太陽能集熱裝置冷凝器泵儲水器第7頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三經(jīng)過超聲波噴嘴霧化后的海水液滴,具有尺寸小,分布均勻等特點。超聲波霧化噴嘴 蒸發(fā)器冷凝器太陽能集熱裝置利用太陽能加熱淡水進入蒸發(fā)室橫管內(nèi)部,提供蒸發(fā)室內(nèi)換熱的熱量,淡水溫度降低后又進入太陽能

5、集熱器吸收太陽輻射能采用橫管降膜蒸發(fā)器,優(yōu)點有其傳熱系數(shù)數(shù)值較高,對于光滑管而言,橫管的傳熱系數(shù)為閃蒸的三倍,為豎直蒸發(fā)裝置的兩倍。將新進的海水作為冷卻介質(zhì)與蒸發(fā)器發(fā)生的蒸汽凝結(jié),并實現(xiàn)海水的二次預熱.第一節(jié)：主要物理模型概括第8頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三采用橫管降膜蒸發(fā)器：橫管降膜蒸發(fā)由于傳熱壁面兩側(cè)均產(chǎn)生相變,以及蒸發(fā)側(cè)液膜的波動效果,因而傳熱效率高、傳熱溫差小,低溫傳熱性能優(yōu)良,操作穩(wěn)定另一個特點是：采用超聲波噴嘴進行噴淋。經(jīng)過噴淋之后霧化液滴尺寸小且均勻,并且由以前實驗可以得出鹽度對超聲波霧化的影響因素很小,從而減少了鹽度對噴淋裝置本身結(jié)垢的影響和傳熱效

6、果的影響。蒸發(fā)器示意圖第9頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三冷凝器示意圖 濕空氣進入冷凝器內(nèi),當冷凝器表面溫度低于濕空氣的露點溫度,水蒸氣就要凝結(jié),從而在冷凝器表面形成一層流動的水膜。緊靠水膜處為濕空氣的邊界層,這時可以認為與水膜相鄰飽和空氣層的溫度與冷凝器表面上的水膜溫度近似相等。第10頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第三章：超聲波露點法海水淡化工作原理海水支路 循環(huán)空氣支路 熱水支路 裝置主要由以下三個支路構(gòu)成：第11頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第一節(jié)：超聲波露點法海水淡化裝置流程圖第12頁，共18頁，2022

7、年，5月20日，10點19分，星期三儲水器中海水經(jīng)過蒸發(fā)凝結(jié)的高溫濃縮鹽水進行熱量交換,實現(xiàn)海水的第一次預熱之后然后海水進入冷凝器中作為冷卻介質(zhì)將蒸發(fā)器發(fā)生的蒸汽凝結(jié),實現(xiàn)海水的二次預熱,作為蒸發(fā)過程的進料。在溫控裝置中加熱到一定溫度,通過水泵和流量計,達到一定溫度、壓力和流速的海水進入超聲波霧化噴嘴,在壓縮空氣的作用下噴射成微米級的霧滴,并在熱空氣作用下在蒸發(fā)室中蒸發(fā)。第二節(jié)：三個支路詳細解說海水支路第13頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三進料海水經(jīng)超聲波霧化噴嘴被均勻分布到蒸發(fā)器的頂排管上,在管子上形成液膜,在重力作用下沿頂排管子以薄膜形式均勻向下流動海水吸收蒸發(fā)管

8、內(nèi)蒸汽的汽化潛熱而產(chǎn)生部分蒸發(fā)。形成蒸汽的霧滴,擴散到空氣中實現(xiàn)空氣的增濕過程,通過排出的空氣帶走而未及時蒸發(fā)的霧滴集合成濃縮海水,從蒸發(fā)室的下端排出并收集。第14頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三蒸發(fā)器真空泵 室外空氣經(jīng)風機和過濾器處理之后,流經(jīng)換熱器預熱后,在空氣加熱裝置中加熱,在此加熱到所需的出口溫度,經(jīng)過壓縮機處理后,通過閥門、壓力表和流量計改變空氣的流量和壓力,通過空氣分配至蒸發(fā)室 冷凝器 與噴射的海水霧滴蒸發(fā)成水蒸氣進行熱質(zhì)交換,經(jīng)過蒸發(fā)室之后氣體實現(xiàn)加濕后,到達冷凝器,流經(jīng)冷凝器的過程實現(xiàn)降溫除濕,得到淡化水進行冷凝回收 循環(huán)空氣支路 同時空氣經(jīng)過真空泵抽至蒸發(fā)室內(nèi)得到循環(huán)利用 第15頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三經(jīng)過太陽能加熱的淡水從蒸發(fā)室上端進入橫管內(nèi)部提供蒸發(fā)室內(nèi)換熱的熱量,與管外的空氣進行熱量交換,循環(huán)利用,以便節(jié)約能源。溫度降低之后進入太陽能集熱器,吸收太陽輻射能, 熱水支路第16頁，共18頁，2022年，5月20日，10點19分，星期三第四章：超聲波露點法海水淡化技術(shù)前景展望 這項技術(shù)的發(fā)展不但可以彌補嚴重的淡水缺乏和不足;海水在霧化過程中能夠釋放大量負離子可以更有效的提高海水淡化水的