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首页低温多效海水淡化AspenPlus模拟:系统建模与验证
本文主要探讨了在2011年通过使用Aspen Plus软件对低温多效海水淡化系统进行模拟和分析的研究方法。低温多效蒸发海水淡化技术是一种节能高效的海水淡化过程,它利用低温热源和多级蒸发原理,将海水逐步转化为淡水。研究者郝冬青、沙作良、王彦飞和舒畅,来自天津科技大学海洋资源与化学重点实验室,针对这一系统的关键部分构建了一个完整的操作单元模型。 Aspen Plus是一款广泛应用于化学工程领域,特别是模拟和设计复杂过程的软件。在这个项目中,研究人员利用其强大的模拟功能,精确地再现了法国SIDEM公司四效低温多效海水淡化系统的运行模式。他们首先通过Aspen Plus建立了一个详细的系统模型,包括蒸发器、冷凝器、热交换器等关键设备,以及温度、压力、流体流量等关键参数的动态变化。 在模拟过程中,他们关注了能量效率、热损失以及各效之间的物料和能量传递,确保模型能够真实反映实际操作中的性能。通过对模型的深入分析,研究者可以评估系统的经济性和环境影响,同时优化设计参数以提高淡化效率和降低成本。 论文的收稿日期为2010年10月21日,经过修订后于2011年2月发表在《天津科技大学学报》上。关键词包括低温多效蒸发、海水淡化、Aspen Plus和模拟计算,表明了这项研究的重要性和实用性,对于理解和改进海水淡化技术具有重要的理论和实践意义。 这篇论文提供了关于如何使用Aspen Plus工具来模拟和优化低温多效海水淡化系统的方法,为该领域的工程师和研究人员提供了一种有效的设计和分析工具,促进了海水资源的可持续利用。通过这样的模拟研究,可以为实际的海水淡化设施提供科学依据,推动整个行业的技术进步。
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第 26 卷 第 1 期
2011 年 2 月
天津科技大学学报
Journal of Tianjin University of Science & Technology
Vol.26 No. 1
Feb. 2011
收稿日期:2010–10–21;修回日期:2010–11–18
作者简介:郝冬青(1985—),男,山东人,硕士研究生;通信作者:沙作良,教授,zsha@tust.edu.cn.
低温多效海水淡化系统的 Aspen Plus 模拟
郝冬青,沙作良,王彦飞,舒 畅
(天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津 300457)
摘 要:应用 Aspen Plus 软件,模拟低温多效蒸发海水淡化系统的操作单元,建立完整的系统模型,并对模型进行分
析.用法国 SIDEM 公司的四效低温多效海水淡化系统,对建立模拟系统的可信性进行验证.
关键词:低温多效蒸发;海水淡化;Aspen Plus;模拟计算
中图分类号:P747 文献标志码:A 文章编号:1672-6510(2011)01-0047-04
Simunlation of Low Temperature Multi-Effect Distillation Seawater
Desalination with Aspen Plus
HAO Dong-qing,SHA Zuo-liang,WANG Yan-fei,SHU Chang
(Tianjin Key Laboratory of Marine Resources and Chemistry,College of Marine Science and Engineering,
Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China)
Abstract:Simulation models of operation unit of low-temperature multi-effect distillation(LT-MED)seawater distillation
were built with Aspen Plus software,then LT-MED system was simulated and analysed. Finally,the four-effect LT-MED
seawater desalination system of SIDEM corporation France was used as an example for evaluating dependability basing on
the simulation model.
Keywords:LT-MED;seawater distillation;Aspen Plus;simulation calculation
随着人类社会的进步和经济的迅猛发展,特别是
世界人口急剧增加,导致淡水资源的日益匮乏.2009
年,瑞士达沃斯世界经济论坛年会曾发布报告,全球
正面临“水破产”危机,并预测在今后 20 年内,人类
争夺水资源的竞争将愈演愈烈.各国能源生产领域
和农业领域等对水资源的需求量将大增,水资源今后
可能比石油还昂贵.中国人均水资源仅为世界人均
量的 1/4,是全球最缺水的 13 个国家之一
[1]
.发展海
水淡化技术,向大海要淡水已经成为当今世界各国的
共识.
海水淡化技术起源于 20 世纪中叶,经过几十年
的发展,现已遍及全世界一百多个国家.其中,多级
闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED)和反渗透(RO)已
成为海水淡化领域的三大主流技术,而低温多效海水
淡化技术以其易实现大型化、运行维护成本低等特
点,成为海水淡化技术的主要研究方向
[2]
.近年来随
着海滨电厂的兴建,水电联产成为海水淡化工程建设
的主要模式.
水电联产模式最大的优点就是可以降低能耗,而
节能降耗正是当前全球最为热点的话题,尤其是利用
工程软件模拟系统来改善工艺降低能耗,更是倍受关
注.美国 Aspen Tech 公司所开发的 Aspen Plus 软件
具有完备的物性数据库,可通过已经建立或者用户自
行建立的单元操作模型,对工艺流程进行模拟求解,
得到流程的详细信息,以寻找合理的工艺条件.西班
牙的 Bruno 等
[3]
使用 Aspen Plus 软件模拟过以太阳
能为能源的反渗透淡化系统;美国佛吉尼亚学院的
Al-Shayji 等
[4]
利用神经网络算法和 Aspen Plus 建立
的反渗透淡化模型分别对大规模海水淡化生产进行
预测,但尚未应用于低温多效蒸发海水淡化领域.应
用该软件建立海水淡化系统的模型,可以评价已有装
置的优化操作和新建、改建装置的优化设计.
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