Technologia odsalania słonecznego

Dzięki ścisłemu połączeniu systemu odsalania słonecznego z konwencjonalną nowoczesną technologią odsalania, wykorzystując zaawansowany proces produkcji i osiągnięcia w zakresie zwiększonego przesyłu ciepła i masy,i uzupełnienie zalet energii słonecznej, można osiągnąć bardziej idealny efekt.

1Technologia odsalania słonecznego

Tradycyjna technologia odsalania wymaga dużych inwestycji i zużywa zbyt dużo energii, przy czym energia pochodzi głównie z paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa i węgiel.utrudniające promowanie technologii odsalania.

Badania danych wykazały, że system oczyszczania wody morskiej o dziennej produkcji 1000 metrów sześciennych wody słodkiej zużywa 10 000 ton ropy naftowej rocznie.w szczególności niektóre odległe obszary o niskiej gęstości zaludnienia i bez dużego połączenia z siecią energetycznąW związku z tym wykorzystanie wszechobecnej energii słonecznej do odsalania wody morskiej i wody słonecznej nie jest najlepszym wyborem.

Układ odsalania słonecznego to kombinacja urządzeń wykorzystujących energię słoneczną i tradycyjnych urządzeń odsalania.wykorzystanie energii słonecznej zamiast tradycyjnej energii do dostarczania energii wymaganej przez urządzenie odsalania.

Niektóre z tych kombinacji przedstawiono w tabeli 1.

Rysunek 1 Schematyczny schemat odsalania słonecznego

Rysunek 2 System cieplny koncentrujący energię słoneczną

System termiczny słoneczny w tronie ma cechy dużej skali, długiej żywotności i niskiego kosztu i jest obecnie najbardziej dojrzałą technologią wykorzystania termicznego słonecznego na dużą skalę.Istnieją trzy główne sposoby wytwarzania pary do odsalania słonecznego: parowanie nagłe, parowanie bezpośrednie i parowanie pośrednie.

1.1 Stosowanie wieloetapowego parowania błyskawicznego

Metoda bezpośredniego parowania może mieć problemy ze stabilnością pracy.Niestabilność przepływu może prowadzić do utraty przepływu w dotkniętej sekcji rury, a nawet powoduje przegrzanie rury kolektorów i trwałe uszkodzenie powłoki selektywnego absorpcji.

W przypadku metody odparowania pośredniego główną wadą systemu jest to, że większość płynów cieplnych ma specjalne właściwości, takie jak trudność przygotowania, łatwość zapłonu i łatwość rozkładu.

błysksystem parowaniamoże skutecznie uniknąć powyższych wad i ma zalety prostej struktury, stabilnej pracy, wysokiej wydajności i niskich kosztów budowy.W związku z tym system parowania błyskawicznego nadaje się jako obiekt badań i rozwoju.

Rysunek 3 Zasada parowania błysków słonecznych

1.2 Charakterystyka wieloetapowego parowania błyskawicznego

Ma zalety wysokiej niezawodności, dobrej wydajności antyskalacyjnej i łatwego rozwoju na dużą skalę.

Obecnie 60% światowej produkcji odsalania wody morskiej otrzymuje się metodą wieloetapowego parowania błyskawicznego.wieloetapowe parowanie błyskawiczne jest również metodą odsalania wody morskiej o największej pojemności pojedynczej jednostki (do 100,000 t/dzień), który jest odpowiedni dla dużych i bardzo dużych instalacji odsalania.

1.3 Zasada działania i proces wieloetapowego parowania błyskawicznego

Zasada wieloetapowego procesu parowania błyskawicznego jest następująca:surowa woda morska jest podgrzewana do określonej temperatury, a następnie wprowadzana do komory błyskowej.Ponieważ ciśnienie w komorze błyskowej jest kontrolowane na poziomie niższym niż ciśnienie pary nasycone odpowiadające temperaturze gorącej solanki, gorąca sól słona staje się nadgorzoną wodą po wejściu do komory błyskowej i szybko częściowo odparowuje się, zmniejszając tym samym temperaturę samej gorącej solanki.Wygenerowana para jest skondensowana, aby stać się potrzebną wodą słodką.

Na tej zasadzie opiera się wieloetapowe parowanie błyskawiczne, w którym gorąca sól słona przepływa przez szereg komór błyskawicznych przy stopniowo malejącym ciśnieniu, parowanie i chłodzenie krok po kroku.W tym samym czasie, sól słona jest stopniowo skoncentrowana, aż jej temperatura zbliża się do (ale jest wyższa niż) naturalna temperatura wody morskiej.

Przepływ procesu wieloetapowego systemu parowania błyskawicznego przedstawiony jest na rysunku 3 powyżej. Głównym wyposażeniem jest podgrzewacz solanki, sekcja odzysku ciepła wieloetapowego urządzenia parowania błyskawicznego,sekcja wydechowa ciepła, urządzenie do wstępnej obróbki wody morskiej, system próżni urządzenia wydechowego gazu nie kondensacyjnego, pompa cyrkularna solanki oraz pompy do wprowadzenia i wyprowadzenia wody itp.

2.Podstawowe parametry procesu

(1) Przepływ solanki w obiegu

Charakterystyka wieloetapowego parowania błyskawicznego polega na tym, że opiera się na krążącej solance, aby stale chłodziła się przez wiele etapów, uwalniając własne ciepło,w ten sposób odparowanie części wody w podgrzanej solance w celu uzyskania świeżej wody i skoncentrowanej solany.

Z punktu widzenia bilansu cieplnego zatem ciepło rozsądne uwalniane przez każdy etap cyrkującej solanki jest równe ciepłu ukrytemu wymaganemu dla wytworzonej wody słodkiej.dla całego wieloetapowego systemu parowania błyskawicznego, istnieje następująca zależność: RS ((t0-tn) = DL

gdzie R jest przepływem krążącej solanki (kg/h);

S-średni ciepło właściwe soli (kcal/kg·°C);

t0: temperatura wejściowa pierwszego etapu krążącej solanki (°C);

tn - końcowa temperatura wyjścia krążącej solanki (°C);

D-całkowita produkcja wody słodkiej na każdym poziomie (kg/h);

L-średnia ciepła ukryta odparowania wody słodkiej (kcal/kg).

Powyższy wzór można wykorzystać do uzyskania natężenia przepływu soli solnej w obiegu w określonych warunkach produkcji wody słodkiej.

Bilans soli FCf = BCb

Bilans wody F ((1-Cf) = D+ B ((1-Cb)

W formule,

Cf jest stężeniem masy soli w wodzie surowej (kg/kg);

Stężenie soli Cb w rozpuszczonej solance (kg/kg)

Zastępując stosunek stężenia α = Cb / Cf w dwóch powyższych równaniach, możemy uzyskać:

Można zauważyć, że pod warunkiem, że wynik wody słodkiej jest znany,przepływ F wody surowej uzupełniającej i przepływ B rozpuszczonej solanki są głównie określane przez współczynnik stężenia w systemie.

Wskaźnik stężenia odnosi się do stosunku końcowego stężenia solanki (ogółem rozpuszczonych ciał stałych TDS) urządzenia do parowania błyskawicznego do stężenia wody morskiej do uzupełniania (TDS).Zasadniczo ogranicza się do bezpieczeństwa zapobiegania skali opartej na specyficznych warunkach jakości wody, a stężenie rozpuszczania soli na ogół nie może się zbliżyć do 70 000 mg/l.

W przypadku odsalania wody morskiej nie istnieje "jedno" najlepsze rozwiązanie w zakresie wyboru technologii.włącznie z skalą, koszty energii, jakość wody surowej, warunki klimatyczne oraz wymagania techniczne i bezpieczeństwa.

Ogólnie rzecz biorąc, odwrotna osmoza jest odpowiednia dla niezależnie utworzonych instalacji odsalania wody morskiej, ale jeśli istnieje elektrownia cieplna (ostatnia elektrownia jądrowa),Technologia destylacji termicznej jest bardziej ekonomiczna i niezawodna.

Wieloetapowa metoda parowania błyskawicznego jest stosowana nie tylko do odsalania wody morskiej, ale również jest szeroko stosowana w dostawach wody z kotłów w elektrowniach cieplnych i elektrowniach petrochemicznych,oczyszczanie i odzyskiwanie ścieków przemysłowych i wód słonnych kopalni, a także odzyskiwanie odpadów płynu alkalicznego w przemyśle drukarskim i barwiącym oraz w przemyśle papierniczym.