深冷环境下海水冷冻淡化性能试验研究

提出利用液态天然气(LNG)冷能实现海水冷冻淡化,针对LNG的储运工艺,开展海水在超低温环境下的过冷度、结晶、脱盐等机理研究。试验测试了海水在电导率为20～40 mS/cm、冷冻温度为-30～-80℃冷冻条件下,制冰率、制冰速率、脱盐率等性能指标,并分析了影响各性能指标的因素,得出了超低温工况下系统最优过程参数。该研究结果为基于LNG冷能实现海水冷冻淡化的工程设计提供了必要的技术基础和设计依据。

基于LNG冷能的海水冷冻淡化机理研究

为利用液化天然气(LNG)的冷能实现海水冷冻淡化,研究了海水在超低温环境下的冷冻淡化机理,试验测试了海水在不同冷冻条件下的制冰淡化性能参数,分析了各因素对海水冷冻淡化过程的作用机理及性能影响,比较得出了该工艺系统的最优运行参数。该研究结果为基于LNG冷能的海水冷冻淡化系统工艺设计提供了重要的参考依据。

连续式冷冻法海水淡化装置的结构分析

冷冻法海水淡化装置具有节约能源、初投资低等优点。给出了连续式冷冻法海水淡化装置的两种基本结构(直接式、间接式),并对它们的特性、应用场合进行了分析与计算,可为构建适宜的连续式冷冻法海水淡化系统提供有益参考。

利用LNG冷能的间接冷冻法海水淡化流程比较

淡水资源缺乏已成为全球性问题,海水淡化方法的研究也日益引起重视。液化天然气在气化时有大量冷能可以利用,考虑到冷冻法海水淡化需要大量冷能,可以把LNG的冷能和冷冻法海水淡化结合起来,形成利用LNG能冷的冷冻法海水淡化流程。文中以间接冷冻法为例,介绍了LNG冷能在海水淡化中的利用;并针对系统中冷媒是否相变而提出了无相变流程和有相变流程,通过HYSYS软件进行模拟,比较分析了各自的优缺点。结果说明无相变流程设备简单、控制方便,但冷媒质量流量大;有相变流程冷媒质量流量小,但流程、设备与控制均较复杂,气相部分体积流量较大,使得气态管路直径较大,相应的换热器尺寸也会更大。

海水冷冻预淡化系统的试验研究

本文提出了一种基于冷冻脱盐的海水双级冷冻预淡化系统。该系统利用蒸发结晶器对海水进行冷冻,并通过振动分离与洗涤实现冰晶与卤水的分离,以此实现海水的初步脱盐,可作为反渗透淡化的预处理系统。同时,海水冷冻淡化过程中消耗的冷量可重新回收用于空调制冷,淡化成本得以有效降低。本文建立了海水双级冷冻预淡化系统的数学模型,获得了试验系统的关键设计参数,以此搭建了试验平台并完成了试验测试,并对海水双级冷冻预淡化系统进行了经济性分析。试验结果表明:经过海水冷冻预淡化系统,预淡化海水产量可维持在21~27 L/h之间;预淡化海水盐度可从35降低到约11;预淡化过程可回收总冷量7.91 kW;反渗透淡化总成本可降低约33%。

冷能利用片冰机海水淡化动态仿真

介绍了一种新型的冷冻海水淡化技术。到2019年末,液化天然气(LNG)生产能力已达4.3亿吨/年。LNG从再气化过程中释放出的巨大冷能量可用于冷冻脱盐过程,以最大限度地降低总能耗。本文采用HYSYS软件设计并仿真了利用LNG冷能的片冰机冷冻海水淡化(FD)过程。采用片冰机上的制冰桶作为海水结晶器,主要是由于其连续制冰和除冰无热源。利用gPROMS软件建立了冻结段的动态模型并进行了仿真。结果表明,用1kg当量液化天然气冷能可获得1.9~2.1kg的冰融水,该混合工艺的制冷剂泵功率能耗为3.725Wh/100kg,可忽略不计。

我国液化天然气冷能利用技术综述

介绍液化天然气冷能利用的领域、方式和途径,对各种冷能利用技术的优缺点及技术成熟性进行了比较。由于我国能源消费结构、消费市场和工艺技术水平与发达国家相比存在较大差异,宜在市场配套较完善的地区,选择成熟度高的技术,建立示范项目,再逐步形成我国的液化天然气冷能利用的循环经济产业。