竞技麻将和番种列表|友间竞技麻将下载
您現在的位置: 中國污水處理工程網 >> 污水處理技術 >> 正文

氣液接觸蒸發高鹽廢水試驗研究與能耗分析

發布時間:2019-8-13 17:56:16  中國污水處理工程網

  由于生產工藝、加工對象、生產管理水平的差異,造成含鹽廢水水質及水量具有多變性,且易造成設備結垢、腐蝕等問題,使得含鹽廢水的處理難度遠高于常規廢水。胡朋飛等將直接接觸傳熱蒸發過程引入蒸餾領域,研發了用于熱敏物料蒸餾的直接接觸傳熱蒸發釜;王少雄設計不同開孔形式的雙相俱孔板作為氣液傳質傳熱的場所,探究了氣液接觸系統的影響因素和蒸發效率。本論文通過設計新的氣液接觸濃縮技術裝置,在較低的溫度條件下,綜合利用低品質熱能,降低能耗和成本,通過蒸發器內氣液直接接觸,廢水與空氣在介質表面進行劇烈的傳質和傳熱的過程,從而防止填料表面結垢,最終實現鹽水分離。該研究將極大提高含鹽廢水處理能效,具有重要的現實意義和應用推廣前景。

  1實驗材料與裝置

  1.1實驗材料

  實驗用分析純NaCl溶液配制質量濃度為30 g/L的Nacl

  溶液作為原水水樣。

  1.2實驗裝置

  該裝置包括加熱系統、氣液接觸蒸發系統及水循環系統,試驗設備有:氣液接觸蒸發器,風機,循環泵,電加熱裝置,循環水箱。實驗裝置原理如圖1所示。

  1.1實驗方法

  1.1.1氣液接觸蒸發高鹽廢水濃縮技術的影響因素分析

  分析天平秤取分析純NaCl晶體,配置質量濃度為30 g/L 的NaCl溶液,將配置好的一定體積的NaCl溶液注入帶有刻度的水箱,讀取初始水位讀數,由電加熱裝置預熱至較低的恒定溫度,調節進水閥門設置循環流量,通過循環水泵抽取原水至氣液接觸蒸發裝置底部進水管,通過水的反沖壓力旋轉布水器,將原水均勻地噴灑在填料上進行充分的傳質傳熱,濃縮后的濃溶液再流入水箱繼續經過加熱器加熱,運行系統一個小時后,測量此時水箱水位,得出每一組實驗的水分蒸發濃縮量,通過控制變量來探究氣液蒸發濃縮系統中循環流量、初始溫度對含鹽廢水蒸發濃縮的影響。

  1.1.2氣液接觸蒸發高鹽廢水濃縮技術能耗分析

  該系統運行過程中的能耗量由循環水泵和風機運轉產生。本實驗將循環水泵接線至單相導軌式電能表,通過電能表記錄系統運行過程中的功率,風機電機額定功率為0.12 kW,系統運行一小時后測量高含鹽原水的蒸發量,根據電能電耗量計算公式計算單位體積水分蒸發的能耗量。

  其中單位體積水分蒸發電能能耗量計算公式可用式(1) 表示:

  式中:W0—在Δt時間內蒸發單位蒸餾水所消耗的外界電能(J/g);P—功率(W);ΔV—在單位時間內高鹽水蒸發體積(L)。

  1實驗結果與分析

  1.1循環流量對系統蒸發效率的影響

  實驗在平均室溫33.5 ℃,平均環境濕度為64.2%的條件下進行,配置質量濃度為30 g/L的NaCl溶液預熱至40 ℃,設置不同的循環流量,測定NaCl溶液的蒸發量,探究循環流量對系統蒸發量的影響。具體聯系污水寶或參見http://www.pfdwn.tw更多相關技術文檔。

  實驗結果如圖2所示,隨著流量的增大,蒸發量逐漸增大,實驗范圍內最大蒸發量是在循環流量為2 500 L/h時,蒸發量為17 L/h。1 800~2 000 L/h流量范圍增速最大,當流量超過2 000 L/h時,增速放緩且趨向于零增速,當增大到一定值時開始下降。在系統運行過程中,水會在氣液接觸填料間形成水膜,增大熱量和質交換面積,在回流空氣的作用下, 快速穿過水膜,在水膜破裂與形成的循環過程中,促進蒸發。當流量較小時,形成的水膜厚度較薄,容易被回流空氣吹散,隨著流量的增大,形成的水膜越成熟,傳熱傳質更充分,但當流量過大時,水膜厚度過厚,傳熱熱阻增加,無法進行充分的熱量和質的交換,因此,蒸發量逐漸減少。

  2.2高鹽水初始溫度對系統蒸發效率的影響

  實驗在平均室溫33.5 ℃,平均環境濕度為64.2%的條件下進行,配置濃度為30 g/L的NaCl溶液預熱至不同的初始水溫,調節進水閥設置循環流量為1 400 L/h,測定不同的初始水溫條件下NaCl溶液的蒸發量,探究初始水溫對系統蒸發效率的影響。

  實驗結果如圖3所示,可以得出:蒸發量隨著溫度的升高而不斷增加,本組實驗最大值是當溫度為45 ℃時,蒸發量為

  18.2 L/h。水分蒸發的過程是水分子發生相變和進行熱交換的過程,熱量的傳遞交換需要不斷地消耗和補充熱量,本系統利用的是低品質熱能,熱消耗速度快,因此,熱量補充越充分就越能夠促進蒸發,所以當溫度不斷升高時,蒸發量也隨之不斷增加。

  2.3 氣液接觸蒸發高鹽廢水濃縮技術能耗分析

  從表1實測數據可知,該氣液接觸蒸發高鹽廢水濃縮技術中初始水溫越高,蒸發速率越快;隨著溫度的升高,對應的單位體積蒸發水量電能耗量降低。當NaCl溶液質量濃度為30 g/L,水溫為45 ℃時,單位體積蒸發水量電能耗量為123 230.77 J,噸能電耗量約為34.23 kW·h.該技術應用到低溫多效蒸發技術中進行大試,噸水電能耗量低至15 kW·h, 相較于常用的蒸汽機械壓縮技術(MVR)(噸水電能耗量

  46.84 kW·h),氣液接觸蒸發技術的蒸發效率提高了約 3倍,且低溫多效蒸發技術多是利用70~50 ℃的低品熱蒸汽, 而本實驗最高利用蒸汽溫度是45 ℃,蒸汽溫度越高其能耗越低,因此,將該技術應用到實際工程中,能耗將更低。

  3結語

  實驗表明氣液接觸蒸發濃縮實驗過程中:隨著流量的增大,蒸發量逐漸增大,實驗范圍內最大蒸發量是在循環流量為2 500 L/h時,蒸發量為17 L/h。1 800~2 000 L/h流量范圍增速最大,當流量超過2 000 L/h,增速放緩且趨向于零增速,當增大到一定值時開始下降;蒸發量隨著溫度的升高而不斷地增加,本組實驗最大值是當溫度為45 ℃時, 值為18.2 L/h。

  實驗表明當初始水溫為45 ℃時,氣液接觸蒸發濃縮高鹽廢水技術是其他蒸發技術效率的3倍,應用到現場大試中其噸能電耗量低至15 kW·h,并且蒸汽溫度越高其能耗越低,若將初始水溫提高到50~70 ℃,應用到實際工程中,能耗將更低。

  氣液接觸傳質傳熱技術,在暖通空調領域應用廣泛,常用于開式循環冷卻塔,氣液接觸傳熱降低了熱損耗,極大地降低了能耗成本。在工業企業或者其他外來熱源不足或供能較低的情況下,利用氣液直接接觸傳質和傳熱,對廢水循環濃縮,可以聯合采用多級多效的方式,也是盡量利用蒸汽余熱,可對廢水中鹽分進行回收,實現零排放,降低能量損耗的措施。對設備進行市場推廣應用,對設備進行全面的電氣自動化和機械加工實體設計,研發適用于不同氣候地區(例如太陽能技術的聯用)或不同工業企業的工藝設備。(來源:現代鹽化工)

相關推薦
技術工藝案例
竞技麻将和番种列表 娱乐城网址 韩国快乐8开奖结果 新彊时时彩三星走势图 极速时时彩软件 山西快乐10分前三走势 2013年全球股票指数 五分彩兼职有人做过吗 什么网阅读文章赚钱 湖北30选5开奖号 山东11选5走势图-前三走势