摘要:海水淡化技术已经成为当前的研究热点,通过该项技术,可以提高对海水的应用率。基于对MVR技术原理和类型的研究,本文提出了该项技术在海水淡化中的应用方法,并完成了对相关参数的确定工作,让该项技术能够更好发挥应有优势。
关键词:MVR技术;海水淡化;技术应用
引言:MVR技术本质上为机械式蒸汽再压缩技术,通过该项技术,可以将海水的蒸汽再处理,最终获取淡水资源。同时在海水淡化中,也能够获取大量的无机盐,实现对海水的高效利用。在当前的技术研发中,已经获取了多种技术形式,在海水的淡化工作中,要完成对技术类型的选择,提高对海水的淡化处理质量。
1 MVR技术原理
当前的海水淡化技术常用的为反渗透膜法、多级闪蒸方法和低温多效蒸馏法,存在的主要问题为,海水淡化的成本较高,同时要消耗较高的能量,与当前和今后的发展理念不符。
MVR技术的原理为,完成对二次蒸汽的压缩工作,将其作为热源应用,同时蒸发过程中的温度较低,最终成品在系统中停留的时间较短,可以更好完成对成品的蒸发和浓缩工作。
该技术的详细原理为,借助系统中设置的压缩机,完成对系统中蒸汽的压缩工作,蒸汽的冷凝过程中,会向被加工物质中传热,生成蒸汽,将其被压缩后,输送到冷凝室中,将液化后的物质导出,即为成品。可以看到,该项技术在应用中,对自加热系统的要求较低,同时去除了传统海水淡化应用的电极等内容,消耗的能量大幅下降。
2 MVR技术在海水淡化中的应用方法
2.1海水水质参数
海水水质参数中,除了水之外,其余物质主要为各类无机盐,溶解性无机盐的含量达到3.5%,包括NaCl、CaSO4等,当存在这类物质时,传统的淡化工艺应用效果较差,对于加热法来说,由于溶解性无机盐的含量较高,海水的沸点也相对较高,需要消耗更高能量才可达到淡化效果,对于反渗透膜工艺,海水中的无机盐会污染渗透膜,导致整个系统的运行质量下降,降低了渗透膜的使用寿命。
我国的海水中无机盐的含量变化幅度较大,可溶性无机盐的含量基本处于20000mg/L,其中含有的硫酸盐含量较少,然而难以从海水中分离,常用的其余淡化技术,会在海水中引入其余物质,一些情况下,最终获取的海水不可应用,导致海水淡化技术的发展较为鸡肋。
2.2加工流程确定
在MVR技术中,要经过海水的预处理和MVR技术两个过程。其中预处理为将取得的海水除杂,只有在各项参数都能够,满足MVR技术应用的标准之后,才可完成实际的海水淡化工作。
在海水的取水中,要完成对海水中各类物质的检测工作,包括海水中的无机盐类型、无机盐含量、有机物含量等多种内容,在水样的获取中,要从与实际加工同一海域的水体中取样,借助专用测量仪器,完成对样本的测量和分析工作。
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在获取了相关信息的基础上,需要完成对海水的预处理工作,首先需要去除海水中的大颗粒不溶物,主要为沙粒等,应用的方法为静置沉降处理,同时做好对先关阀门设备的防锈蚀处理,当发现大颗粒杂质已经沉降后,向预处理的海水中加入明矾等物质,这类物质的作用为,吸附海水中的直径较小的悬浮物和胶体,当络合物的质量高于海水浮力时,这类物质会在海水中产生沉降效果,保证经过预处理的海水中只含有可溶性无机盐。
在完成预处理工作后,将海水抽入到加工池中,借助水泵将海水泵入到MVR海水淡化设备中,经过频繁的换热工作,可以让海水生成蒸汽,并实现对海水蒸汽的应用,完成对海水的淡化工作。
2.3加工参数确定
MVR技术中的最核心设备为压缩机,所以在各类参数设置中,要完成对该项系统的研究和完善工作,依照在系统运行中产生的相关变化,完成对各项参数的设置工作。
在具体的参数确定工作中,要分析温度对压缩机功耗与结垢速度两个方面的影响。前者的影响为,当蒸发温度上升时,二次蒸汽的温度升高,比体积下降,研究发现,当蒸发温度上升,同时系统的压强不变时,整个系统的能耗与蒸发温度呈线性关系,即温度上升时,系统压缩机功耗下降,从而可以发现,在具体的海水蒸发工作中,需要最大限度提高蒸发温度,以达到降低能耗的效果。
对于蒸发温度和结垢速度的关系方面,主要分析硫酸钙的结垢效果,可以通过应用建模仿真软件完成对结垢效果的检测工作。通过建模仿真,发现当在温度升高时,一段区间内的硫酸盐结垢效果不明显,但是当蒸发温度超过70℃时,发现海水中的硫酸盐能够以各种形式结晶,主要为硫酸钙结晶,与水管融合后,很难被消除,导致整个系统中出现管道堵塞问题,降低了系统的运行质量。
在这两个参数的共同作用和分析下,可以确定的蒸发温度不高于70℃,在降低系统运行能耗的同时,防止海水淡化中出现结晶问题。
2.4水质质量分析
在海水蒸发处理后,要完成水质分析工作,确定该项技术能否发挥应有作用,最终结果表明,当海水经过预处理工作后,海水的清洁度大幅上升,经过检测,发现海水的浊度下降20%,色度澄清50%,同时海水的硬度下降20%,从中可以看出,经过预处理工作后,海水中的不溶性杂质被全面消除,同时海水中的离子也发生了一定程度上的下降,并去除了海水中的胶体等杂质,能够满足MVR技术的海水淡化要求。
在出水检测工作中,发现出水的水质色度低于5,水体中的固体含量低于10mg/L,另外由于可溶性盐的沸点要远低于MVR技术的沸点,所以在系统的具体运行中,这类物质不会进入到蒸汽中,所以最终的出水中,水质中基本不含有这类可溶性物质。
另外在获取相同质量水体的基础上,本文分析了不同海水淡化工艺中能耗量,最终结果表明,采用膜法处理,在短期内的耗费成本最低,但是在长期运行中,对海水的处理质量较差,所以在具体的工作中,要定期替换工作膜,在一定程度上提高了成本。热法处理技术的最终水体,能够满足饮用水要求,但是该项技术消耗成本较高,而MVR法在海水处理质量能够满足饮用水标准的基础上,成本较低且稳定运行年限更高,为最经济适用的海水淡化方法。
3.结语:综上所述,在海水淡化中,MVR法由于具备工作成本较低且淡化效果较高两个优势,有较高的应用意义。在该项技术的具体应用中,首先要完成海水水质检测工作,其次完成对海水的预处理工作,最后完成MVR法海水处理工作,最终结果表明,获取的淡水满足饮用水标准。
参考文献:
[1]苗纯正,朱小飞,唐慧波,李新卫,吴文烈.MVR技术在海水淡化中的应用研究[J].中国资源综合利用,2019,37(03):165-168.
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论文作者:彭永磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
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