1.      背景描述

真空沸腾式海水淡化装置，在真空条件下加热和汽化。

图1真空沸腾式海水淡化装置工作原理图

2.      技术路线

本文利用gPROMS自带的基础模型库搭建了与海水淡水装置同样工作原理的流程图，如图2所示。其中图2中的“HX1”模型是缸套冷却水与补给海水进行换热的换热器；图2中的“Pipe”模型的作用是类似于海水淡化装置中抽空气，是为了降压，使水分蒸发；图2中的“Seperator”模型类似于海水淡化装置中的冷凝器，是气液两相分离；图2中的“HX2”模型是冷却海水与淡水进行换热的换热器。

图2 gPROMS中搭建的海水淡化装置工作原理流程图

3.      模拟计算

海水温度：298.15K，组成：0.98/0.02(H2O/NaCl)，压力1bar

海水加热出口温度：325K

真空压力：1000Pa

淡水冷却出口温度：300K

计算结果如图3所示：

图3 计算结果

3.1装置压力对淡水流率的影响

装置压力对淡水出口流率是有显著影响的，下图4是装置压力对淡水出口流率的灵敏度分析流程图。

图4真空度对淡水出口流率的灵敏度分析流程图

其结果如下图5所示，可以得出海水装置中压力越小，淡水流率越大。

图5装置压力对淡水流率的影响

3.2海水经过加热器后的出口温度对淡水流率的影响

海水经过加热器后的出口温度对淡水出口流率是有显著影响的，下图6是海水经过加热器后的出口温度对淡水出口流率的灵敏度分析流程图。

 

图6 海水经过加热器出口温度对淡水出口流率的灵敏度分析流程图

其结果如下图7所示，可以得出海水经过加热器出口温度越大，淡水流率越大。

图7海水经过加热器出口温度对淡水流率的影响

4.      总结

本文在海水淡化装置稳定运行的假设下，研究了海水淡化装置的真空度和海水经过加热器后的出口温度对淡水出口流率的影响，计算结果表明：装置压力越小淡水出口流率越大，海水经过加热器出口温度越大淡水出口流率越大。

gPROMS不仅具有稳态模拟的功能，还能对动态进行模拟，之后将利用gPROMS对海水淡化装置进行更详细的模拟。