超声波露点法海水淡化技术

1、超声波露点法海水淡化技术第1页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第2页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三2.得到热量之后的雾化液滴迅速蒸发1.超声波的雾化作用：海水经过超声波的雾化作用形成微米级液滴4.采用露点凝结技术：实现在低温度下进行冷凝,最终实现能耗的低消耗和产水率的提高3.由于水分子团簇尺寸的变小,有利于传热和传质的进行,提高了系统的运行温度,大大降低了待蒸发海水的热容量第一章：超声波露点法海水淡化技术简介超声波雾化技术露点凝结技术第3页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三超声波雾化过程第一节：超声波雾化技术超声波雾化技术

2、原理：运用了超声波在液体传播过程中的空化效应。将海水雾化成微米级液滴,极大的降低了海水的尺寸,增加了海水与换热器的接触面积;并且雾化液滴尺寸均匀,能够达到微米级,有利于传热传质的进行,从而提高了蒸发器的换热效率。 超声波雾化作用优点 第4页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第二节：1.露点蒸发海水淡化技术发展历程简介 国内天津大学王世昌教授在露点蒸发的研究和实践中取得了突破性进展1999 年9月美国内务部开发局发布了脱盐于水净化研发计划最后报告 1988 年由 W F Albers 等人正式提出,是由太阳能蒸馏淡化技术发展而来的2001 年 5 月美国国会越发重视露点蒸发

3、淡化技术，美国Arizona大学人员已取得了一些令人鼓舞的成果第5页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三过程几乎在常压下进行,无须使用真空系统,降低了对设备强度的要求操作温度一般在 90以下,由于较低的操作温度,所以可以使用某些性能适宜且较廉价的高分子材料蒸发和冷凝的过程温度梯度方向保持一致,使得热利用方式更合理整个过程在常压下进行, 能够利用低品位热源,例如太阳能、地热能以及工业废热等低位热能露点凝结设备的结垢倾向小,不易形成强烈的汽液夹带,从而避免了使用通常沸点下剧烈蒸发不可缺少的汽液分离部件露点一词来源于英文“Dewvaporation”,露点凝结淡化工艺作为一种新的

4、淡化技术,与 多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)、和反渗透(RO)等传统蒸馏法海水淡化技术相比,有以下独特优势和特点：独特优势和特点第二节：2.露点蒸发淡化工艺独特优势和特点简介第6页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第二章：超声波露点法海水淡化技术物理模型主要部件物理模型超声波雾化喷嘴蒸发器太阳能集热装置冷凝器泵储水器第7页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三经过超声波喷嘴雾化后的海水液滴,具有尺寸小,分布均匀等特点。超声波雾化喷嘴 蒸发器冷凝器太阳能集热装置利用太阳能加热淡水进入蒸发室横管内部,提供蒸发室内换热的热量,淡水温度降低后又进入太阳能

5、集热器吸收太阳辐射能采用横管降膜蒸发器,优点有其传热系数数值较高,对于光滑管而言,横管的传热系数为闪蒸的三倍,为竖直蒸发装置的两倍。将新进的海水作为冷却介质与蒸发器发生的蒸汽凝结,并实现海水的二次预热.第一节：主要物理模型概括第8页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三采用横管降膜蒸发器：横管降膜蒸发由于传热壁面两侧均产生相变,以及蒸发侧液膜的波动效果,因而传热效率高、传热温差小,低温传热性能优良,操作稳定另一个特点是：采用超声波喷嘴进行喷淋。经过喷淋之后雾化液滴尺寸小且均匀,并且由以前实验可以得出盐度对超声波雾化的影响因素很小,从而减少了盐度对喷淋装置本身结垢的影响和传热效

6、果的影响。蒸发器示意图第9页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三冷凝器示意图 湿空气进入冷凝器内,当冷凝器表面温度低于湿空气的露点温度,水蒸气就要凝结,从而在冷凝器表面形成一层流动的水膜。紧靠水膜处为湿空气的边界层,这时可以认为与水膜相邻饱和空气层的温度与冷凝器表面上的水膜温度近似相等。第10页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第三章：超声波露点法海水淡化工作原理海水支路 循环空气支路 热水支路 装置主要由以下三个支路构成：第11页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第一节：超声波露点法海水淡化装置流程图第12页，共18页，2022

7、年，5月20日，10点19分，星期三储水器中海水经过蒸发凝结的高温浓缩盐水进行热量交换,实现海水的第一次预热之后然后海水进入冷凝器中作为冷却介质将蒸发器发生的蒸汽凝结,实现海水的二次预热,作为蒸发过程的进料。在温控装置中加热到一定温度,通过水泵和流量计,达到一定温度、压力和流速的海水进入超声波雾化喷嘴,在压缩空气的作用下喷射成微米级的雾滴,并在热空气作用下在蒸发室中蒸发。第二节：三个支路详细解说海水支路第13页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三进料海水经超声波雾化喷嘴被均匀分布到蒸发器的顶排管上,在管子上形成液膜,在重力作用下沿顶排管子以薄膜形式均匀向下流动海水吸收蒸发管

8、内蒸汽的汽化潜热而产生部分蒸发。形成蒸汽的雾滴,扩散到空气中实现空气的增湿过程,通过排出的空气带走而未及时蒸发的雾滴集合成浓缩海水,从蒸发室的下端排出并收集。第14页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三蒸发器真空泵 室外空气经风机和过滤器处理之后,流经换热器预热后,在空气加热装置中加热,在此加热到所需的出口温度,经过压缩机处理后,通过阀门、压力表和流量计改变空气的流量和压力,通过空气分配至蒸发室 冷凝器 与喷射的海水雾滴蒸发成水蒸气进行热质交换,经过蒸发室之后气体实现加湿后,到达冷凝器,流经冷凝器的过程实现降温除湿,得到淡化水进行冷凝回收 循环空气支路 同时空气经过真空泵抽至蒸发室内得到循环利用 第15页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三经过太阳能加热的淡水从蒸发室上端进入横管内部提供蒸发室内换热的热量,与管外的空气进行热量交换,循环利用,以便节约能源。温度降低之后进入太阳能集热器,吸收太阳辐射能, 热水支路第16页，共18页，2022年，5月20日，10点19分，星期三第四章：超声波露点法海水淡化技术前景展望 这项技术的发展不但可以弥补严重的淡水缺乏和不足;海水在雾化过程中能够释放大量负离子可以更有效的提高海水淡化水的