文献综述
一、研究背景与意义
水资源问题己然成为横亘在人类发展道路上的一个巨大障碍。在中国,由于南北水资源分布的极度不均、水资源利用率低下、废水处理回收体系的不完善等因素,水资源危机更是不容忽视,而且由于水资源危机不同于能源危机那样涉及面广且影响直接。中国作为世界上淡水资源最匾乏的个国家之一,人均水资源拥有量只有世界平均水平的四分之一。由此,在中国有大力发展节水、产水技术的迫切性。特别的,在海岛等海缺水地区可以鼓励蓄水、跨流域调水、节约用水等方法缓解水危机。作为解决水资源短缺的一个重要途径,海水淡化技术在海缺水地区有着至关重要的作用。
海水淡化作为解决水资源危机的一种重要途径,在现在的水资源配置中,占有越来越重要的地位,特别是在海岛等沿海缺水地区,苦咸水的淡化已成为关系民生的一项重要工程。目前海水淡化的方法主要有热法和膜法两个方面,热法主要有多级闪蒸、低温多效蒸馏、压汽蒸馏等膜法主要是指利用半透膜,在膜两侧存在一定压差下,允许水透过膜而其他组分被截留的技术,现在主要是指反渗透技术。
二、参考文献综述
通过大量的文献查阅以及简单的仿真实践，笔者熟悉了LABVIEW2010的编程，对于通讯网络的使用以及低温多效海水淡化装置的仿真建模有了一定的了解，熟悉了手动与气动电磁阀的工作原理，目前仍然需要进一步研究的是TCP/IP协议的编程方法。
在笔者查询的文献中，大部分的海水淡化系统一般采用两种基本的方法，一是加热法，一种是膜法。文献[1]介绍了一种利用降膜蒸发传热的基本理论，通过总线技术建立I/A series DCS系统，自适应的控制温度，压强流量之间的协调关系，确保海水沸腾，防止蒸汽倒灌。同时，作者在此系统的控制过程中，介绍了PID控制技术的应用。通过对比I/A series DCS系统与labview软件的操作环境，功能模块以及程序设计，该系统的设计也可以很好的在labview中实现。文献[2][7]中则介绍了多级闪蒸海水淡化法，电渗析法的等多种海水淡化方法，同时分析了各种淡化方法的能耗，根据我国海水淡化的发展趋势，借鉴文中研究内容，初步考虑膜法海水淡化技术，即全膜法（IMT）水处理技术。文献[3]同样是介绍了膜法海水净化方法，并且介绍了在科技不断发展的情况下，不采用加热蒸发浓缩的方法，而是膜浓缩，膜分离的方法，减少了蒸发以及浓缩两个环节的耗能。文献[4]则在labview软件的操作环境下，建立了一种自适应控制方法的炉温控制系统，以此完成对于炉温系统的监测，控制，数据分析。系统根据监测到的数据对电热炉进行实时的控制，并显示即时数据。并且对比常规的PID控制，无模型自适应控制，带BP神经网络补偿的无模型自适应控制，研究其抗扰动性能。文献[6]简略介绍了一种化水净化系统，该系统具有三台上位机，PLC组态软件TCP/IP方式与上位机连接，与笔者将要完成的系统相似。文献[7]在详细介绍了多级闪蒸（MSF）、多效蒸馏（MED）之外，提出一种节能的新思想，就是在海水淡化系统后接海水淡化废水的回用。文献[8]中介绍了一种多效蒸发海水淡化系统，与常规的多效蒸发方法相比，系统中加入水电联产优化设计，即利用热电厂发电之后的乏汽或者从汽轮机某级抽取较低参数的蒸汽，直接送到多效蒸发海水淡化系统的第一效蒸发器内作为加热蒸汽，对进料海水进行多效蒸发，充分利用了火力发电场低成本热源，提高了经济效益，但是对于系统内操作器件的消耗还是很大，在当前科技水平发展的前提下，全膜法的节能效果相比下会更好，若同时可以利用水电联产的思想，相信效益更高。文献[10][12][13]相比文献[8]内的系统，在利用了与大型发电厂耦合的“水电联产”的思想下，进行了低温多效处理。并在MATLAB平台仿真建模出板式换热器与低温多效海水淡化系统的能量关系。相比于常规的多效蒸馏法，该系统对于海水预处理要求不高，可以高效的利用低位热源，同时过程的循环动力消耗小，热效率高，与全膜法海水淡化法相比，其生产的淡水水质高，同时易于实现大型化，系统操作弹性大。但是该系统也存在一定的缺点，冷凝器出口海水温度严重影响了制水效率，同时TVC入口的动力蒸汽流量的限制也比较苛刻。文献[15][16][22]介绍了不同的膜净化方法，根据组分扩散到膜冷凝侧蒸汽冷凝方式的不同,膜蒸馏主要有以下几种类型直接接触膜蒸馏（DCMD）、气隙膜蒸馏（AGMD）、气扫式膜蒸馏（SGMD）、真空膜蒸馏（VMD）,根据各种蒸馏方式的不同，对不同的渗透膜以及膜组件进行研究，以达到更高的脱盐率、更强的抗污染能力以及更低的操作压力和更节能，并通过仿真建模对故障的应急处理进行了实验。文献[19][20]则介绍了两种已投入使用的膜法海水净化厂，对理论与实际淡水产量以及能耗原因进行了介绍。
[1] 倪泰文. 基于I/A series DCS的低温多效海水淡化系统自适应控制研究[D]. 成都理工大学, 2012.
[2] 满曰南, 王晓娟, 王银涛,等. 海水淡化技术研究新进展和发展趋势[J]. 工业水处理, 2014, 34(11):8-12.
[3] 陈晓东. 蒸发浓缩的分析和节能途径[J]. 现代制造, 2009(14):30-34.
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