水平管束降膜蒸發(fā)中CO2解吸的數值模擬.pdf

1、水平管降膜蒸發(fā)技術具有傳熱效率高、預處理簡單、可利用低溫余熱廢熱等優(yōu)點，已成為熱法海水淡化的主流技術。降膜蒸發(fā)中產生的不凝氣不僅嚴重惡化傳熱，而且引起淡化設備的結垢和腐蝕，使得海水淡化投資成本和運行成本大幅升高，因此有必要對水平管降膜蒸發(fā)中CO2的解吸過程開展研究。
　　本文把水平管束微觀相變傳熱特性和海水流動特性與CO2解吸過程相結合，在管周向、軸向及管間劃分微元體，考慮微觀傳熱、流動、化學反應和傳質過程，建立水平管束降膜蒸發(fā)中

2、CO2解吸的數學模型。采用Matlab軟件編寫程序，計算得到CO2解吸單元體面積、碳酸鹽組分濃度、蒸發(fā)速率和CO2解吸量的分布規(guī)律，分析了降膜蒸發(fā)中熱力和幾何參數對CO2解吸的影響。
　　模擬結果顯示：管內外傳熱系數計算值與實驗值的吻合度較好，驗證了傳熱模型的準確性；沿豎直管排方向化學反應時間逐漸減小，并且減小的速度變緩。沿水平管長方向化學反應時間有增大的趨勢，且這種趨勢隨豎直管排節(jié)點的增大不斷增大；海水中決定CO2解吸的HCO3

3、-和CO32-離子濃度明顯高于CO2和H+濃度，各離子濃度在海水中的分布與 CO2解吸量和海水蒸發(fā)速率密切相關；單位面積蒸發(fā)速率和單位面積每噸海水CO2解吸量的變化趨勢相同，沿豎直管排和水平管長方向均呈現減小的趨勢；蒸發(fā)溫度和管徑對單元體分布和CO2解吸量的影響大于加熱蒸汽流速和管間距的影響，蒸發(fā)溫度升高，預熱單元數和總單元數增多，CO2解吸量減小，且減小的速率下降；管徑增大，預熱單元數和總單元數增多，CO2解吸量增大，且增大的速率下降