降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化系统实验研究

基于横管与竖管降膜蒸发与降膜凝结的强化传热传质机理,设计建造了一台具有四效回热性能的小型低温多效式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,提高了系统的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为10kPa左右时,装置的性能系数可达到3.0左右。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。

水平管降膜蒸发器温度损失的计算与分析

为了研究降膜蒸发管束阻力造成的压降及其对传热的影响,以降膜蒸发器内广泛应用的正三角排列管束为物理模型,采用由实验数据拟合出来的压降系数,计算了压降对应的温度损失,分析了蒸汽产率、饱和温度、管列数和喷淋密度对蒸发温度损失的影响。结果表明:温度损失随喷淋密度、管列数和蒸汽产率的增加而升高,随饱和温度的升高而减小;在相同的蒸汽质量流量下,45℃蒸汽的温度损失是70℃时的6倍,而喷淋密度为0.08kg/(m·s)时的温度损失约是0.02kg/(m·s)时的2倍;大型降膜蒸发器内管束区内的温度损失随管列数的增加呈现抛物线型升高。为保证各效蒸发器的传热效率,提出每一效蒸发器温度损失都相等的等温度损失设计思想,其对低温多效蒸发器的设计具有指导意义。

氨水溶液降膜蒸发实验

发生器和吸收器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温地热(余热)在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用50%和60%的氨水溶液作为循环工质,对约6 m长的竖管降膜蒸发器的传热特性进行实验研究,分别讨论喷淋密度和热水温度对垂直降膜蒸发器的传热系数、氨蒸气量和蒸发压力的影响。结果表明,降膜蒸发器的传热系数和氨蒸气量随喷淋密度的增加先增大后减小,传热系数和蒸发压力随着热源温度的增大而增加;50%和60%的氨水溶液喷淋密度最佳值分别在0.2200～0.2500 kg/(m.s)和0.2600～0.2900 kg/(m.s);传热系数和热源温度呈线性关系。氨水溶液的实验传热系数明显高于现有文献中水的实验传热系数,通过两种不同浓度的溶液对比发现,60%的氨水溶液传热性能明显优于50%的氨水溶液。

横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计

随着横管降膜蒸发技术在低温多效蒸发海水淡化系统中的应用和推广,低温多效蒸发海水淡化技术以其传热系数高、热耗量小、要求供热的温位低等优点成为未来第二代海水淡化技术的主流技术。本文开展了横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计,比较了不同流程下低温多效蒸发海水淡化系统的热力特性,串并结合流程以其传热面积小、设备制造成本低、造水比最大等优点成为最佳选择。基于此,对6效低温多效蒸发海水淡化系统进行了优化设计,得出在4+2,3+3和2+2+2三种串并结合设计模式中,4+2模式会产生最优的设计结果。

水平管低温多效蒸发技术在废水蒸发中的应用

为有效降低蒸发能耗,提出了将水平管低温多效蒸发技术应用于废水处理;通过将多效水平管降膜蒸发器和成熟的竖管降膜蒸发器耦合,能够在混合式废水蒸发器中实现对热量的分级利用。阐述了多效混合式废水蒸发器的工作原理和技术特点,对其工程实例进行的经济性分析表明,通过将水平管低温多效蒸发技术与竖管降膜蒸发系统耦合,废水蒸发的能耗得到了大幅度降低,相对于其它废水蒸发方法,该技术具有独特的优势。

双降膜螺旋板短程多效蒸发器组合探析

为有效利用低位热能再生淡水,提出双降膜螺旋板短程多效蒸发组合技术,克服静液柱压差和二次蒸汽流动压降。50～70℃热源温度下的实验表明,在3～6℃的小传热温差范围,系统能稳定工作。3℃传热温差下,产水能力约11kg/(h·m2),实测总传热系数达2500W/(m2·K),具有工业应用前景。

降膜蒸发器在造纸法再造烟叶萃取液浓缩工艺中的应用

为探讨降膜蒸发器在造纸法再造烟叶中萃取浓缩工艺中的应用,通过黏度检测、致香成分分析、感官评吸和冷凝水检测等来比较双效沸腾式外循环蒸发器和多级列管式低温降膜蒸发器的浓缩效果。结果表明:双效沸腾式外循环蒸发器浓缩温度高,浓缩时间长,浓缩浸膏的黏度较高,流动性差,涂布时致香成分不易保留,冷凝水的各项水质污染物指标均较多级列管式低温降膜蒸发器冷凝水高;而多级列管式低温降膜蒸发器能实现较低温度下的浓缩,且浓缩时间短,浓缩浸膏黏度较低,流动性好,涂布时渗透性好,致香成分得到了最大限度的保留。综合来看,多级列管式低温降膜蒸发器的浓缩效果优于双效沸腾式外循环蒸发器。

大型低温多效蒸发器管束区域内三维流动特性研究

基于大型低温多效海水淡化蒸发器典型的正三角形管束排列结构,使用多孔介质模型对大型多管束降膜蒸发器进行了三维数值模拟研究。结果表明:管束区域蒸汽出现了分层流动,管束顶部区域和底部区域蒸汽速度很小,压力较高;除雾器布置会对管束区域二次蒸汽的流动产生影响,靠近除雾器管束区域的蒸汽速度明显较大,且沿着管长方向蒸汽速度逐渐增大,在末端处达到最大速度;蒸汽速度沿着管排方向先增大后减小,沿着管列方向先减小后增大;二次蒸汽沿着轴向通道流动时,蒸汽速度逐渐增大,到达轴向通道出口时蒸汽速度达到最大,当蒸汽流出轴向通道后速度逐渐减小,并在蒸发器出口上部和下部形成大漩涡;蒸发器内蒸汽的阻力损失主要发生在速度梯度变化较大的轴向通道,而在管束区域内的阻力损失较小。

真空蒸汽在热敏性药物浓缩的应用探讨

选择温度低于100℃的真空蒸汽作为热源,通过间壁列管式降膜蒸发器对热敏性药物中的乙酸乙酯蒸发、冷凝、回收,从而提高热敏性药物的纯度。提高蒸发效率,降低设备占地面积。以工业应用为例对设备选型及加热介质选择进行阐述。