科创中国

生物产业,制造业

①课题来源与背景；本课题来源于广东省重大科技专项粤港招标项目。淡水短缺是海岛发展的瓶颈，而当前海水淡化存在能耗高、成本贵的问题。海岛一般通过柴油发电机供电，但其效率低，大部分以废热形式排放。②研究目的与意义；本项目通过回收柴油机废热作为驱动热源，通过低温多效蒸馏实现海水淡化，不仅实现淡水生产，而且节能环保，可产生重大的经济、社会和环境效益。③主要论点与论据；为此，本项目主要开展以下工作：（1）柴油机冷却水废热驱动的低温多效蒸馏海水淡化系统最优工作流程及运行参数研究（2）高效低阻力除沫器研发（3）多效蒸馏器内强化热、质传递技术研究（4）日产60吨淡水的海水淡化系统设计与制造（5）日产60吨淡水的柴油机废热海水淡化系统的自动控制（6）日产60吨淡水的海水淡化系统的调试和运行④创见与创新； 设计了一套日产60吨淡水的柴油机冷却水废热驱动的低温四效蒸馏海水淡化系统；研发出一种适合海水淡化装置的高效、低阻、耐腐蚀、不结垢的非金属丝网除沫器；开展了多效蒸馏器内强化热、质传递技术研发，掌握了水平管降膜传热规律。完成了系统核心设备四效低温蒸馏海水淡化装置的设计、制造；开展了海水淡化示范系统的设备安装、系统取排水及预处理、柴油机余热利用、系统数据采集及自动控制工程，建成了日产60吨淡水的柴油机废热低温多效蒸馏海水淡化示范系统。柴油机废热低温多效蒸馏海水淡化示范系统成功运行，经中国赛宝实验室和中国广州分析测试中心检测，系统可达到如下技术指标：以额定功率为1000 kW的柴油发电机的缸套冷却水余热为热源，当柴油机缸套水废热负荷大于600 kW，海水淡化装置产水量可达***吨/小时（即日产60吨淡水），每吨淡水消耗电量≤2千瓦时，每吨水运行成本≤2元，海水淡化系统除盐率≥99%，出水水质达到国家饮用水卫生标准（GB57492006）。项目申请专利15件，其中发明专利9件；已授权发明专利4件和实用新型专利4件，外观设计专利授权1件，登记计算机软件著作权1项；发表论文10篇，其中SCI/EI检索论文7篇。⑤社会经济效益，存在的问题本项目成果已成功在珠海桂山岛示范运行，与南方海上风电联合开发有限公司的海岛微电网系统的柴油发电机配套形成电水联产系统，产水用于解决岛上工作人员及设备的淡水需求，额外淡水将用于加工销售。