碳酸氢铵用作汲取液正渗透海水淡化工艺研究

摘要

正渗透技术作为一种新型的海水淡化方法，由于操作压力低、污染低和回收率较高等特点，受到国内外学者的广泛关注。目前，正渗透技术用于海水淡化的应用研究大多为实验室规模的正渗透本体研究，对于海水淡化正渗透工艺的中试研究较少。 本文采用NH4HCO3溶液为汲取液，针对模拟海水（0.6mol/L NaCl溶液）设计并建立了一套包括正渗透膜分离单元与汲取液回收单元的正渗透海水淡化中试装置。探究了不同操作条件下正渗透过程膜组件压降、水通量以及NaCl截留率的变化，并采用汲取液部分解吸与吸收工艺研究了不同操作条件对氨解吸率、耗电量与氨吸收率等的影响。实验结果表明：提高汲取液浓度，正渗透水通量和NaCl截留率均增加；提高汲取液和原料液进料流量，正渗透水通量和膜组件的压降均有所增加。在NH4HCO3汲取液回收过程中，解吸塔进料浓度和进料流量对氨解吸率的影响不大；氨吸收率随吸收塔进料流量的提高而增加，但随浓度的变化不大；正渗透海水淡化系统的能量消耗主要在于碳酸氢铵汲取液的解吸过程中，降低解吸塔进料浓度、进料流量和提高进料温度，能够降低解吸塔耗电量。 以正渗透海水淡化系统的产水 TDS和系统总耗电量为指标，在优化条件下进行了正渗透及汲取液回收中试系统的运行考核。在0.6mol/L NaCl溶液为原料液，1.7mol/L NH4HCO3溶液为汲取液的条件下，正渗透过程的水通量维持在13.4±0.4L/(m2·h)，解吸后的产水TDS含量约为1330mg/L，整个中试系统的耗电量为205kW·h/(m3淡水)。实验结果为正渗透海水淡化技术的工业化应用提供理论依据。

目录

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第1章 文献综述

1.1 海水淡化技术的发展

1.2 正渗透技术

1.3 本论文研究内容

第2章 正渗透海水淡化实验装置的设计

2.1 正渗透海水淡化实验装置组成

2.2 正渗透海水淡化实验装置的设计

2.3 本章小结

第3章 海水正渗透实验研究

3.1 实验试剂及仪器

3.2 实验装置

3.3 实验内容与方法

3.4 实验结果与讨论

3.5 本章小结

第4章 碳酸氢铵汲取液回收实验研究

4.1 实验原理

4.2 实验装置

4.3 实验内容与方法

4.4 碳酸氢铵汲取液回收过程模拟

4.5 结果与讨论

4.6 本章小结

第5章 正渗透海水淡化实验研究

5.1 实验工艺流程

5.2 中试装置运行参数

5.3 分析测试方法

5.4 实验结果与讨论

5.5 本章小结

第6章 结论

6.1 实验结论

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢