新型吸附式盐溶液水分离装置设计与机理研究.pdf

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1、第53卷第6期2017年3月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGlNEERINGV01．53NO．6Mar．2017DoI：10．3901／JME．2017．06．152新型吸附式盐溶液水分离装置设计与机理研究冰高文忠王栋李长松徐畅达(上海海事大学商船学院上海201306)摘要：为了在盐水分离领域更高效地利用太阳能、地热及发动机余热等低温热源，参考传统海水淡化装置，设计一种将喷雾闪蒸、热管传热与固体吸附耦合集成的新型吸附式盐溶液水分离装置，并对氯化钠含量为3％的盐溶液进行水分离试验，结果表明：溶液经雾化

2、闪蒸后温度骤降，接触热管冷端后吸收大量热量蒸发，该装置可利用40～100℃的低温热源，单级可分离盐溶液中18％～60％的水分；热源温度是影响分离率的关键因素；吸附剂的吸附作用在相同热源温度下可大幅降低闪蒸室蒸发压力，提高过热度；整个吸附及脱附周期内压力呈规律性变化，不仅受吸附床切换而骤变，还受闪蒸室热源与吸附剂内冷却水温度的变化影响；降低冷却水温度可明显降低蒸发室平衡压力，保证蒸发器内液滴持续蒸发，提高分离率。关键词：吸附；盐水分离；热管；闪蒸中图分类号：TKl24DesignandExperamentalResearch

3、ofNovelAdsorbentWaterSeparationDeviceforSaltSolutionTreatmentGAOWenzhongWANGDongLIChangsongXUChangda(MerchantMarineCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306)Abstract：Inordertouselowtemperatureheatsourcesuchassolarenergy,geothermalandenginewasteheatmoreeffi

4、ciently,anovelsaltsolutionseparationdevicereferencedtraditionaldesalinationdeviceisdeveloped．Itcouplesthesprayflash，heatpipeandsolidadsorptiontechnologies．andartificialseawaterwith3％saltinessisexperimented．Theresultsshowthat：thetemperatureofatomizedsolutiondroplet

5、dropsafterflashing，thenmassiveheatisabsorbedwhenthedropletscontactheatpipe，lowtemperatureheatsourceof40—100℃Canbeusedandthewaterseparationraterangesfrom18％to60％：theheatsourcetemperatureisthekeyfactorofseparationrate；absorptionreducespressureofflashchambersignifica

6、ntlywiththesameheatsourcetemperature，namelyimprovesthedegreeofthesuperheat；thepressurechangesregularlyduringthewholecycleofabsorption，itchangessharplywhenadsorptionbedswitchesanditisinfluencedbytheheatsourceandcoolingwatertemperature；asthetemperatureofcoolingwater

7、decreased，theequilibriumpressureofevaporationchamberdroppedobviously,thisensuresthecontinuousevaporationofliquiddropletsintheevaporatorandincreasestheseparationrate．Keywords：adsorption；salt—waterseparation；heatpipe；flash0前言海水淡化，是解决水资源危机的重要途径之一}lJ。规模化生产淡水的方法主要有多级闪蒸

8、(Multistageflash，MSF)、反渗透(Reverseosmosis，RO)、多效蒸馏(Multi—effectdistillation，MED)矛D蒸汽压缩蒸馏(Vaporcom．pression，vc)等弘J，以上方法利用电厂低温热源来生产淡水，实现电．水联产。另外，工业余热、太阳能、地