氣波蒸汽再壓縮機制及含鹽廢水處理工藝

《氣波蒸汽再壓縮機制及含鹽廢水處理工藝》是依託大連理工大學,由代玉強擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：氣波蒸汽再壓縮機制及含鹽廢水處理工藝
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：代玉強

項目摘要

蒸汽再壓縮多效蒸發（MED-VR）技術處理含鹽廢水，節能效益好，潛力巨大。然而，現有機械蒸汽再壓縮（MVR）技術存在著蒸汽壓縮機開發瓶頸，而熱力蒸汽再壓縮（TVR）技術又有增壓效率低等突出問題，制約了MED-VR技術在鹽水處理中的套用。本項研究以降低增壓設備開發瓶頸和提高增壓效率為目標，提出利用相變波轉子完成驅動蒸汽過度膨脹冷凝、運動激波二次蒸汽制熱的非定常氣波再壓縮（WVR）機制，從理論和實驗兩方面系統研究： ①伴隨自發凝結等非平衡熱力過程的運動激波制熱效應和非定常增壓機制；②含有真實氣體效應的激波、膨脹波和接觸面的周期性反射規律，以及氣波蒸汽制熱和再壓縮機制的工作波圖開發；③適用進出氣條件和工作波圖的制熱增壓波轉子設備結構開發；④氣波蒸汽再壓縮多效蒸發技術的單體和整體熱力學模型建立和熱力性能評價。 該項研究成果可豐富和完善氣波蒸汽再壓縮技術的科學理論，為其投入工業套用提供堅實基礎。

結題摘要

蒸汽再壓縮多效蒸發技術處理含鹽廢水，節能效益好，潛力巨大。現有機械蒸汽再壓縮技術存在著蒸汽壓縮機開發瓶頸，而熱力蒸汽再壓縮技術又有效率低等突出問題，制約了該技術在鹽水處理中的套用。本項研究以降低增壓設備開發瓶頸和提高增壓效率為目標，提出利用相變波轉子完成驅動蒸汽過度膨脹冷凝、運動激波二次蒸汽制熱的非定常氣波再壓縮（WVR）機制用於含鹽污水連續蒸發處理工藝。 項目系統研究完成了伴隨自發凝結等非平衡熱力過程的運動激波制熱效應和非定常增壓機制，建立了包含真實氣體效應的驅動蒸汽和被驅動蒸汽工藝參數和制熱、增壓特性的定量描述方法，編制完成考慮真實氣體效應的水蒸汽運動激波增壓、制熱特性的一維非定常程式，計算結果得到真實氣體效應的CFD結果初步驗證。 揭示了含有真實氣體效應的蒸汽激波、膨脹波和接觸面等的相遇、相交、反射、透射等互動作用規律。 提出了利用多重激波增壓和多重膨脹波膨脹多級氣波蒸汽增壓波圖、激波對撞型氣波增壓波圖和膨脹波疊加型氣波引射波圖，並完成相應工作波圖的定量分析，確立了相應的進出氣匹配條件。 開發完成三連線埠波轉子蒸汽增壓器的試驗樣機，並初步完成相關改造；開發完成兩種新型動量交換增強型熱力噴射器的試驗樣機以用於對比。 建立完成含有泄露等因素在內的單體巨觀熱力學模型，提出並建立氣波蒸汽再壓縮連續蒸發（MEE-WVR）工藝及工藝評價方法，設計並搭建了相應的大型試驗台，實驗初步驗證了氣波蒸汽再壓縮處理含鹽污水工藝的技術可行性，通過對比熱力蒸汽再壓縮工藝，顯示出氣波再壓縮工藝的技術優越性和經濟可行性。 該項研究對於豐富真實氣體動力學、多相可壓流體力學以及非定常氣體波動理論有重要意義，有利於完備利用膨脹波降壓、激波增壓直接進行壓力能傳遞的革新性技術基礎理論。