基于低温蒸馏_喷雾蒸发集成工艺的海水淡化_侯经纬

第38卷第8期

2010年8月

化 学 工 程

C H E M IC A L ENG I N EER I NG (CH I NA )

V o.l 38N o .8

A ug .2010

基金项目:国家/十一五0科技支撑计划项目(2006BAB03A04);山东省科技攻关项目(2007GG10005001)

作者简介:侯经纬(1985)),男,硕士研究生,主要从事海水淡化与综合利用研究;成怀刚(1978)),男,博士,通讯联系人,E -ma i :l

chenghg @ou c 。

基于低温蒸馏-喷雾蒸发集成工艺的海水淡化

侯经纬,成怀刚,伍联营,高从堦

(中国海洋大学化学化工学院,山东青岛 266100)

摘要:考察了利用低温蒸馏-喷雾蒸发集成工艺进行海水深度淡化的可行性,使用喷雾蒸发技术深度浓缩蒸馏淡化过程排出的浓盐水,并将余热用于驱动蒸馏过程。考察了蒸馏柱进液量、浓盐水喷雾量、加热空气温度及流速对淡水产量的影响。结果表明,较高的加热空气温度有利于淡水产量的提高,而为获得较高的淡水产量,加热空气流速、浓盐水喷雾量以及蒸馏柱进液量则应控制在一定的范围之内,即10)15m 3/h ,0.4)0.6kg /h 和0.8)1kg /h 。对于该集成装置,蒸馏柱淡水产量、总淡水产量及淡水产量与输入淡化系统的蒸汽当量之比(造水比)分别可达5kg /(h #m 2),1kg /h 及1.2,回收率可以达到70%以上。关键词:海水淡化;喷雾蒸发;回收率;热效率

中图分类号:P 747 文献标识码:A 文章编号:1005-9954(2010)08-0094-04

Seawater desali nation based on low te mperature

distillation and s pray evaporation

HOU Ji n g -w e,i CHENG Hua-i gang ,W U L ian -ying ,GAO Cong -jie (Co llege o fChe m istry and Che m ical Eng i n eering ,O cean Un iversity of Ch i n a ,

Q ingdao 266100,Shandong Pr ov i n ce ,China)

Abst ract :The feasibility of sea w ater deep desa li n ation by the i n tegrated process of lo w te m perat u re distillation and spray evaporati o n w as exa m i n ed .

I n the pr ocess the d istillation brine w as furt h er concentrated by using spray

evaporation and the w aste heatw as used to drive the d istillation .The effects o f feed rate of distillate column,brine

spray rate ,te m perature and flo w rate o f heati n g a ir on the fresh w ater y ield w ere exa m i n ed .The resu lt show s that higher heating air te m perature is good for raisi n g fresh w ater y i e l d .To obtain h i g her fresh w ater yie l d ,higher heati n g a ir te m perature and su itab le operati n g ranges for fl o w rate o f heati n g air ,brine spray rate and feed rate o f

distillate co l u m n are required as 10-15m 3

/h ,0.4-0.6kg /h and 0.8-1kg /h ,respectively .For t h e w ho le process ,co l u m n fresh w ater producti v ity ,gross fresh w ater producti o n ,ga i n ed output ratio (GOR )w hich is the ratio of gross fresh w ater productivity to stea m equ i v a lence enteri n g desa li n ation syste m,

and recovery rate can reach

5kg /(h #m 2

),1kg /h, 1.2and 70%respecti v e l y .K ey w ords :sea w ater desali n ation ;spray evaporation ;recovery rate ;t h er m a l efficiency 海水淡化是缓解世界缺水问题的重要手段。然而随着能源及环境压力的加大,海水淡化产业对降低能耗和减少浓水排放的要求也在逐步提高。开发一种可以利用废弃能源或可再生能源,并且具有高回收率、浓缩率的海水淡化技术就显得极具吸引力。

喷雾蒸发技术浓缩率很高,非常适用于高浓溶液的浓缩,因此近年来有研究者提出可将喷雾

技术用于海水淡化所排放浓盐水的深度处理,并

进一步提高海水淡化过程的回收率[1-5]

。这是一种将喷雾技术用于海水淡化的新尝试

[6]

,是基于

低温相转换过程的淡化方法。其原理是将浓盐水雾化,并在热空气中迅速蒸发,所产生的水蒸气再被冷凝成淡水予以回收。但因喷雾尾气温度较低,因此其余热往往难以实现直接回用,致使过程热损失较大,能耗较高。