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beyond81566新蟲 (初入文壇)
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基于熱泵技術(shù)的低溫蒸發(fā)廢水廢液系統(tǒng)
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海水或微咸水的脫鹽通常通過以下兩個(gè)主要過程中的任一個(gè)進(jìn)行：（a）通過蒸發(fā)水蒸氣或（b）通過使用半透膜將淡水與濃縮物分離。在相變或熱處理中，通過利用熱源實(shí)現(xiàn)海水的蒸餾。在膜過程中，電用于驅(qū)動(dòng)高壓泵或用于建立電場以分離離子。 基于熱能的重要商業(yè)脫鹽方法是多級(jí)閃蒸（MSF），多效蒸餾（MED）和熱蒸汽壓縮（TVC）。MSF和MED過程由連續(xù)降低溫度和壓力的許多連續(xù)階段組成。 多級(jí)閃蒸過程基于當(dāng)海水進(jìn)入真空室時(shí)由于突然減壓（閃蒸）而產(chǎn)生來自海水或鹽水的蒸汽。在連續(xù)降低壓力的情況下逐步重復(fù)該過程。通過再生加熱給水來完成蒸汽的冷凝。該過程需要外部蒸汽供應(yīng)，通常在約100℃的溫度下。最大操作溫度受到結(jié)垢形成的限制，因此該過程的熱力學(xué)性能也受到限制。 對(duì)于多效蒸餾系統(tǒng)，通過在一系列級(jí)聯(lián)室中的每一個(gè)中以給定壓力加熱海水來產(chǎn)生水蒸氣。在一個(gè)階段產(chǎn)生的蒸汽或“效應(yīng)”用于加熱下一階段的鹽水，其處于較低的壓力。這些系統(tǒng)的熱性能與級(jí)數(shù)成比例，資本成本限制了所使用的級(jí)數(shù)。 在熱蒸汽壓縮系統(tǒng)中，在從鹽溶液產(chǎn)生水蒸氣之后，使用高壓蒸汽供應(yīng)對(duì)水蒸氣進(jìn)行熱壓縮，然后冷凝以產(chǎn)生飲用水。 第二類重要的工業(yè)脫鹽工藝使用膜技術(shù)，主要是反滲透（RO）和電滲析（ED）。反滲透利用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)泵，將給水壓力增加到所需值。所需壓力取決于進(jìn)料的鹽濃度。泵通常是電驅(qū)動(dòng)的。用于反滲透系統(tǒng)，這是目前最經(jīng)濟(jì)的脫鹽系統(tǒng)，水的生產(chǎn)成本可高達(dá)US $ 3 /米3為較小的容量（例如，5至100米的植物3/天）。此外，反滲透設(shè)備需要專業(yè)人員來進(jìn)行操作和維護(hù)。電滲析過程還需要電能通過合適的離子交換膜產(chǎn)生離子遷移。反滲透和電滲析都可用于咸水淡化; 然而，反滲透對(duì)于大規(guī)模海水淡化的多級(jí)閃蒸工藝也具有競爭力。 多級(jí)閃蒸工藝占熱脫鹽工藝的75％以上，而反滲透工藝占水生產(chǎn)的膜工藝的90％以上。多級(jí)閃蒸設(shè)備通常有能力從10萬至幾乎百萬米3 /天。在操作中，最大的反滲透目前植物是植物阿什凱隆，在33萬米3 /天。 脫鹽的其他方法包括諸如離子交換過程，液 - 液萃取和氣體水合物過程的過程。除非需要為特殊應(yīng)用生產(chǎn)高純度（總?cè)芙夤腆w<10ppm）的水，否則大多數(shù)這些方法都沒有被廣泛使用。 最近引起廣泛關(guān)注的另一個(gè)有趣的過程是正向滲透過程。在該過程中，載體溶液用于產(chǎn)生比海水更高的滲透壓。結(jié)果，海水中的水通過滲透作用流過膜到達(dá)載體溶液。然后將該水與稀釋的載體溶液分離以產(chǎn)生純水和濃縮溶液，將其送回滲透池。該技術(shù)尚未在商業(yè)上得到證實(shí)。 作為本發(fā)明根源的技術(shù)被稱為加濕 - 除濕（HDH）。HDH過程涉及在加濕器中從加熱的水源（例如，海水）中蒸發(fā)水，其中蒸發(fā)的水加濕載氣。然后將加濕的載氣送到除濕器，在那里水從載氣中冷凝出來。 HDH循環(huán)的前身是簡單的太陽能蒸餾器。在太陽能蒸餾器中，容納在外殼中的水被太陽光加熱以引起蒸發(fā)，并且蒸發(fā)的水冷凝在外殼的玻璃蓋上并被收集。太陽能仍然是最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是其效率低（通常產(chǎn)生的增益輸出比小于0.5）。太陽能的低效率主要是通過蒸餾器的玻璃蓋立即損失冷凝潛熱的結(jié)果。一些設(shè)計(jì)恢復(fù)和重復(fù)使用冷凝熱，提高了靜止的效率。這些設(shè)計(jì)（稱為多效靜止圖像）實(shí)現(xiàn)了靜止效率的一些提高，但整體性能仍然相對(duì)較低。 引導(dǎo)載氣流通過至少一個(gè)加濕器中的加濕室; 加熱液體混合物; 將加熱的液體混合物噴灑在加濕室中的填充材料上，其中加熱的液體混合物直接接觸載氣流以用從液體混合物蒸發(fā)的水加濕載氣，產(chǎn)生加濕的氣流，其中加濕中的總壓力腔室小于環(huán)境大氣壓; 引導(dǎo)加濕氣流通過至少一個(gè)除濕器中的除濕室; 對(duì)除濕室內(nèi)的加濕氣流進(jìn)行除濕，使來自加濕氣流的水冷凝，其中除濕室內(nèi)的總壓力小于環(huán)境大氣壓; 和 收集冷凝水， 其中，加濕和除濕室中的低于大氣壓的壓力基本上由以下組成： 位于除濕室下方的充水容器和從除濕室底部延伸到充水容器中的充水導(dǎo)管; 和 填充有液體混合物的容器和填充有液體混合物的導(dǎo)管，該容器從加濕室的底部延伸到填充有液體混合物的容器中。 引導(dǎo)載氣流通過至少一個(gè)加濕器中的加濕室; 加熱液體混合物; 使載氣流與加濕室內(nèi)的加熱液體混合物直接接觸，用鹽水溶液蒸發(fā)的水加濕載氣，產(chǎn)生加濕氣流; 在加濕室的底部收集鹽水溶液的未蒸發(fā)的內(nèi)容物，并將收集的未蒸發(fā)的鹽水溶液的內(nèi)容物通過導(dǎo)管向下引導(dǎo)到加濕室下方的鹽水溶液填充的容器中; 引導(dǎo)加濕氣流通過至少一個(gè)除濕器中的除濕室，其中除濕器基本上與加濕器熱隔離; 對(duì)除濕室內(nèi)的加濕氣流進(jìn)行除濕，使來自加濕氣流的水冷凝; 從加濕室或除濕室中的至少一個(gè)中間位置抽取氣流，并將來自每個(gè)抽取的中間位置的氣流分別輸送到除濕室或加濕室中的相應(yīng)中間位置，從而允許操作氣體質(zhì)量流量和更大的熱量回收; 和 在除濕室的底部收集冷凝水并將收集的水通過導(dǎo)管向下引導(dǎo)到除濕室下方的充水容器中，其中在加濕室和在除濕室中的低于大氣壓的壓力下通過基本上由（a）位于加濕室下方的鹽水溶液填充的容器和從加濕室的底部延伸到鹽水中的導(dǎo)管組成的裝置產(chǎn)生的靜壓頭產(chǎn)生至少10％的環(huán)境大氣壓力。 - 填充溶液的容器和（b）位于除濕室下方的充水容器和從除濕室的底部延伸到充水容器中的導(dǎo)管。 引導(dǎo)載氣流通過至少一個(gè)加濕器中的加濕室; 加熱液體混合物; 將加熱的液體混合物噴灑在加濕室中的填充材料上，其中加熱的液體混合物直接接觸載氣流以用從液體混合物蒸發(fā)的水加濕載氣，產(chǎn)生加濕的氣流，其中加濕中的總壓力腔室小于環(huán)境大氣壓; 引導(dǎo)加濕氣流通過至少一個(gè)除濕器中的除濕室; 對(duì)除濕室內(nèi)的加濕氣流進(jìn)行除濕，使來自加濕氣流的水冷凝，其中除濕室內(nèi)的總壓力小于環(huán)境大氣壓; 收集冷凝水; 和 使液體混合物循環(huán)通過加濕器并通過由選自下列中的至少一種的能量源提供動(dòng)力的泵通過除濕器：太陽能和風(fēng)能。 |
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