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移动式海水淡化装置工艺解析
-作 者: zy012     
-时 间: 2014/10/9 15:51:00
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  随着经济的发展和人们生活水平的提高,对水的需求量越来越大;而受全球气候变暖和环境污染等因素影响,淡水资源短缺问题越来越严重。为解决水资源不足问题,海水淡化技术及工艺研究成为热门话题。本文主要介绍了机电一体化的移动式海水淡化装置

  海水淡化是将海水中的盐分和水分进行分离的技术和过程。海水实现淡化主要有2条途径,一是从海水中提取水,二是从海水中析出盐。目前,实际使用的主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法。本文采用一级反渗透脱盐技术工艺,设计了机电一体化的移动式海水淡化装置,主要由动力系统、净化系统以及控制系统等组成。该装置不需外接电源,可直接从海水中制取饮用淡水,作为淡水生产应急补充装备,适合在远离陆地的海岛及舰船上使用。

  1移动式海水淡化装置-淡化工艺

  移动式海水淡化装置的净水工艺由预过滤、反渗透脱盐及终端消毒等3部分组成。预过滤包括粗滤及精密过滤。粗滤可以滤除海水中细小纤维、悬浮物和颗粒物;精密过滤主要去除水中较小的悬浮固体,降低水的浊度,为反渗透膜的正常工作提供水质保证。反渗透脱盐可以除去海水中的可溶性盐类、有机物及微生物。终端消毒采用紫外消毒,防止细菌泄漏到产水中,以保证产水水质。

  设计的海水淡化工艺流程为:海水→粗滤→增压泵→精密过滤→高压泵→反渗透脱盐→紫外消毒→淡水

  工艺流程图1

  

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  2移动式海水淡化装置-结构设计

  2.1整体结构

  移动式海水淡化装置主要由动力系统、净化系统、管路系统、控制检测系统以及框架组成。其结构见图2。

  

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  装置的整体结构分为上下两层:上层为净化单元,主要包括精密滤器、高压泵、反渗透膜组件及紫外线消毒器;下层安装增压泵、发电机及控制系统,其中粗滤器与增压泵相连。装置的重心在下层,稳定性好。底角安装4只脚轮,便于移动。

  2.2动力系统

  动力系统包括增压泵、高压泵及发电机。增压泵的作用是提取海水,把海水输送到高压泵,其额定功率为0.37kW,具有一定自吸功能。高压泵是海水淡化工艺中的关键部件,本装置选用柱塞泵,操作压力为13.73MPa,功率消耗0.55kW。

  由于该海水淡化装置主要供远离陆地的海岛及舰船上使用,因此安装发电机,可独立使用,不须外接电源。根据增压泵和高压泵电机的总功率消耗以及启动电流,选用的发电机为单相通用柴油发电机,额定频率为50Hz,额定电压为230V,额定输出功率为2.8kW,最大功率3.2kW,额定转速为3000r/min。

  2.3净化系统

  净化系统包括:粗滤、精密过滤、反渗透脱盐及紫外消毒。

  粗滤器由孔直径为1mm的多孔不锈钢片制成(见图3),规格为Φ50mm,位置在增压泵的前端,通过软管与增压泵连接。精密过滤采用过滤精度为5μm的PP滤芯,规格为Φ50mm×250mm,数量为2支,串联连接。反渗透膜元件选用2支BW2514海水膜,膜壳材料为玻璃钢,采用一级两段设计,减轻了精密滤器(预处理)的负担,提高了水的回收率,但浓水中的无机盐、胶体、有机物和微生物的附着聚集,容易产生浓差极化,导致膜透水性能下降,影响膜的正常使用寿命。

  

d3.jpg

  2.4管路系统

  海水淡化装置的管路系统包括高压系统和低压系统,而且系统必须耐海水腐蚀。该装置的高压管件选用SS316不锈钢,以及高压复合橡胶软管管件选用低压钢衬胶管及UPVC塑料管。

  2.5控制检测系统

  该装置采用机电一体化设计,实现了全过程自动控制。设计了水路系统的欠压保护,以防止高压泵因水量不足连续运行而造成的损坏。设计了水路系统的过压保护,以防止压力过高而损坏膜元件。控制检测系统能在线检测进水压力、操作压力、产水流量及产水电导率,保证装置安全、稳定、可靠地运行。

  3移动式海水淡化装置-技术参数

  产水流量:30-50L/h;

  海水脱盐率:99%;

  海水回收率:15%;

  电源:220V/50Hz;

  功率消耗:0.9kW;

  发电机油耗:370g/kW・h;

  产水水质:符合军队标准及国家相关规范规定;

  质量:120kg;

  体积:800mm×480mm×750mm。

  4移动式海水淡化装置-应用

  该移动式海水淡化装置作为淡水生产应急补充装备,非常适合沿海地区、远离陆地的海岛及舰船上使用。目前,该移动式海水淡化装置在能耗、质量、体积及操作灵活性方面还有待进一步改进。

  以上是对移动式海水淡化装置解析,本装置对淡水资源紧缺的我国以及很多城市来说是非常好的选择。



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