研制了一台2 t/d多效膜蒸馏与多级闪蒸耦合的海水淡化中试装置,开展了中试性能测试和条件实验研究,分析了操作温度、效间温差、真空度、料液温度、流量、浓度等因素对系统性能的影响。实验结果表明,操作温度从60℃升高到80℃,效间温差从4.5℃增大到8.0℃,产水负荷分别增大12.7%和减少9.5%;料液温度从75℃升高至90℃,产水负荷指数增大55%,膜通量从3.95 kg/(m^2·h)增大至6.12 kg/(m^2·h);渗透侧真空度从70 k Pa增大至82 k Pa,产水负荷线性增大25%,造水比减小4.5%。此外,料液流速和料液浓度对产水性能的影响相对较弱。
通过利用水平管降膜蒸发换热试验台分别对Φ19×0.75 mm的波纹管和光滑管进行实验研究。实验在变喷淋密度(0.007~0.130 kg/m·s)、变热通量(52~143 k W/m^2)、变传热温差(1.5~10.0℃)、变蒸发压力(0.020~0.065MPa)条件下进行。通过实验数据得到波纹管和光滑管传热系数与各影响因素(喷淋密度、热通量、传热温差、蒸发温度)之间的变化规律。实验结果表明:在一定范围内,降膜蒸发器的传热系数K随喷淋密度γ、热通量Q的增大、蒸发温度T的升高而增大,随传热温差Δt的增大而降低。当喷淋密度大于0.178 kg/(m·s)时,总传热系数趋于稳定,当热通量大于130 k W/m^2时,总传热系数的增速明显变缓。此外,不凝气含量对传热系数K的影响显著,在同等实验条件下波纹管的传热系数比光滑管提高近30%。
