多级闪蒸海水淡化系统的稳态模拟与优化

• 作 者: 高寒寒 江爱朋 蒋恩辉 王剑 黄景涛
• 机 构: 杭州电子科技大学自动化学院; 河南科技大学电子信息工程学院
• 出 处: 计算机与应用化学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 多级闪蒸 海水淡化 模拟 优化 机理模型
• 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61374142,U1504617)

多级闪蒸海水淡化是提供淡水资源的重要方法之一,而装置的产水性能受进料海水温度等多个参数影响,对系统进行模拟分析和优化操作具有重要意义。本文针对典型多级闪蒸海水淡化流程系统,在建立系统严格机理模型的基础上,对影响产水性能的多个参数进行了分析,并在此基础上以日运行费用最小为目标对系统进行了优化研究。首先,基于质量平衡、能量平衡以及热传递方程等建立了严格的数学模型,该模型考虑了闪蒸室的结构、物性随温度和浓度的变化、非理想性的差异等基本的物理化学现象。然后,在MATLAB平台下对系统进行了模拟分析,讨论了闪蒸级数、海水温度、循环水量、蒸汽温度对系统产水性能的影响。最后,针对固定淡水需求,以日运行费用最小为目标研究了不同海水进料温度情况下的优化操作问题,得到了不同海水进料温度下最优的循环盐水流量、热排放海水流量和加热蒸汽温度,以及在此情况下的费用情况。结果表明,该优化操作与常规操作相比可明显的降低系统运行费用,提高其造水比。