低温多效蒸发海水淡化系统的工艺模拟与分析

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1、万方数据第40卷第3期2011年5月盐业与化工JoumalofSahandChemicalIndustry37低温多效蒸发海水淡化系统的工艺模拟与分析郝冬青，沙作良，王彦飞，舒畅，曾向东，赵晓昱，熊粲(天津科技大学天津市海洋资源与化学重点实验室，天津300457)摘要：应用流程模拟软件AspenPlus建立低温多效海水淡化装置模型，并用法国sIDEM公司4效低温多效海水淡化装置进行可信性验证。模拟北疆电厂海水淡化装置，进行不同工艺流程的模拟计算。关键词：低温多效蒸发；AspenPlus；模拟计算中图分类号：P747文献标识码：A文章编号：1673—

2、6850(2011)03—0037一03EstablishIJT—MEDSimulationSvstemwithAsDenP1usHAODongqing，SHAZuoliang，WANGYanfei，SHUChang，ZENGXiangdong，ZHAOXiaoyu，X10NGCan(TianjinKeyLaboratoryofMarineResources肌dChemistry，TianjinUniversityofScience&7rechnology，Tianjin300457，China)Abstract：Simulationmodelso

3、fIJ—MEDunitisbuiltwithAspenPlussofha托，andthefollr—e艉ctLT—MEDbySIDEMcorpomtionis蚰e艉ctive印pmachforevaluatingdependability．SimulationoftheseawaterdesalinationunitofBeijiangpowerplantisperfomledtocalculateindif．ferentprocess．Keywords：【

4、T—MED；aspenplus；simulationcalculation随着世界的发展，

5、淡水资源的匮乏日趋严重，发展海水淡化技术，向相对无限的大海要淡水已经成为当今世界各国的共识。在众多海水淡化技术中，低温多效海水淡化以其易实现大型化、运行维护成本低等特点，成为海水淡化的主要研究方向⋯。所谓的低温多效海水淡化技术是使用真空技术降低海水和浓缩海水的沸点，并多次利用蒸汽，降低能量消耗的一项海水淡化技术。一般来讲，浓盐水的最高蒸发温度(TBT)低于70qC。其特征是将一系列的蒸发器串联起来，一定量的低温蒸汽(一般为65℃～75℃)进入首效蒸发器作为热源与海水进行换热后冷凝，而作为冷源的海水则蒸发产生二次蒸汽，作为下一效的热源，并在下次换热后

6、冷凝为淡水，如此逐效多次蒸发和冷凝旧J。流程模拟软件AspenPlus，是美国AspenTech公司开发的大型通用流程模拟系统，该软件通过建立或者应用已经建立的能足够准确的描述整个工艺收稿日期：20lO—10—25作者简介：郝冬青(1985一)，男，山东德州人，化学工程专业硕士研究生。过程的数学模型，在计算机上对数学模型求解，得到该过程的全部信息，如过程内各物流的组成、状态及各单元设备的状态变量等旧J。实验应用AspenPlus软件，建立低温多效海水淡化系统的模型，并使用实际系统的运行数据验证模型的可信性。应用所建立的模型，对天津北疆电厂海水淡化系

7、统进行不同工艺流程的模拟计算。l利用AspenPlus软件建立模型海洋因其开放性，导致其组成是非常复杂的，但在海水淡化工程中，海水利用前都会经过一系列的预处理，去除了大部分的成分，所以在模拟过程中对海水的组分采取了一定的简化，仅考虑最为重要的两种组分：水(H：O)和氯化钠(NaCl)。模型以法国SIDEM公司的典型4效装置为基础，进料海水的氯化钠质量分数为3．6％。物性方法的选择是流程模拟计算结果准确程度的关键，选择接近的物性方法将提高模拟结果的精万方数据盐业与化T第40卷第3期2叭1年5月确度。模型呆川的海水体系(H、0+Nacl)属于典型的电解

8、质溶液，根据Asne¨Pb100用户指南和物眭数据．选取EI．EcNRTL物性方法。AspenPlus软件对工艺流程模拟的基础为其齐争的单元操作模型．对于低温多效海水淡化工艺流程而言，土要需要模拟换热和蒸发装置，基础的依据为热量和物料平衡。在模拟中采用H删叭F】asl，2和Mmr的不同组台模拟淡化工艺巾，的蒸发器，闪蒸器等操作单元。建立的模型如图I所示。运行^即nPl岍模型，对流程进行摸_}!：l，计算结果与smEM公司所示数据对比b分析见表2和图3。$2slDcMo目*$女*装I±

9、≯mj模m"算镕$目＆———立美墼址—————照婴监垫—∥豢戮意

10、淞‘誊篱喾器上竖墨——————』些旦————————塑LL目l《m}*#＆*十女*#■#m*g2模型的验证法国sIDEM公