利用液化天然氣冷能的海水淡化技術(shù)研究.pdf

1、LNG的溫度很低,含有寶貴低溫冷能,所以在其氣化時,有很多冷量可以利用,目前,國內(nèi)外對LNG冷能利用的研究越來越多,有低溫發(fā)電,冷庫,空調(diào),空分,低溫粉碎,相變儲能等方面。淡水是人類的生存資源,淡水的缺乏已經(jīng)越來越嚴(yán)重,海水淡化技術(shù)受到了廣泛的重視,具體分為蒸餾法,膜法和冷凍法三種,其中冷凍法海水淡化技術(shù)是需要冷能來使得海水結(jié)晶的,由此考慮把LNG冷能和冷凍法海水淡化相結(jié)合起來,形成了本論文“利用液化天然氣冷能的海水淡化技術(shù)與裝置的研究

2、開發(fā)”。通過理論分析和實驗研究,設(shè)計的海水淡化裝置,實現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。本文著重進行以下幾方面的理論和實驗研究,取得了一定的進展和成果。(1)選擇了三種海水淡化冷凍法進行比選,即直接接觸法,真空法和間接法。經(jīng)過計算分析,得出直接接觸法傳熱效率高,設(shè)備尺寸小,不消耗額外的電能,但其結(jié)晶過程復(fù)雜,技術(shù)成熟度低,缺乏基礎(chǔ)研究理論知識。真空法是熱質(zhì)交換過程,所需LNG流量較少,但真空泵耗能較大,真空條件難以控制,技術(shù)成熟度較低。間接冷凍法技術(shù)

3、較為成熟,操作比較簡單,有借鑒的成熟產(chǎn)品。所以本實驗選用間接冷凍方式來設(shè)計樣機。(2)對中間冷媒進行比選,使得冷媒要滿足低溫條件下運行,也要滿足具體實驗的要求,最后選擇了環(huán)保冷媒R410A。同時根據(jù)冷媒在運行時是否發(fā)生相變而提出了兩種方案,通過軟件的模擬分析,有相變流程具有流量小,功耗低的特點,最后選擇它作為本課題的流程方案。(3)對海水結(jié)晶器(制冰桶)進行比選,分析比較了板冰機和片冰機各自的優(yōu)缺點,片冰機由于具有傳熱效率高,能連續(xù)使得

4、海水結(jié)晶,脫冰過程不需要熱源等優(yōu)勢而被選用。對整個實驗流程中的關(guān)鍵參數(shù)進行模擬計算,給出的換熱系數(shù)隨冰層厚度,冰層厚度隨時間的關(guān)系圖,得出在結(jié)晶過程中換熱系數(shù)一直在減小,冰層生長速度也在慢慢減小。(4)分別研究了不同冷媒蒸發(fā)溫度,布水盤噴頭數(shù)量,海水流量對脫鹽效果的影響,實驗證明冷媒的蒸發(fā)溫度越高,噴頭數(shù)量越多,海水流量越大時,海水形成的冰晶純度較高,脫鹽效果好。本實驗裝置每消耗1kg液化天然氣能獲得2kg的冰融水,淡水流量到達了150