耦合太阳能集热的MVR蒸发结晶系统性能分析

第7卷第3期新能源进展Vol.7No.32019年6月ADVANCESINNEWANDRENEWABLEENERGYJun.2019*收稿日期：2018-11-25修订日期：2019-03-07基金项目：广东省科技计划项目（2014B050505014）；中国科学院可再生能源重点实验室基金项目（y807j11001）†通信作者：何世辉，E-mail：hesh@ms.giec.ac.cn文章编号：2095-560X（2019）03-0258-05耦合太阳能集热的MVR蒸发结晶系统性能分析*田雨1,2,3,4，王汉治1,2,3，李帅旗1,2,3，何世辉1,2,3†，宋文吉1,2,3，冯自平1,2,3（1.中国科学院广州能源研究所，广州510640；2.中国科学院可再生能源重点实验室，广州510640；3.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广州510640；4.中国科学院大学，北京100049）摘要：针对高浓度含盐废水蒸发结晶过程中机械式蒸汽再压缩（mechanicalvaporrecompression,MVR）系统能效显著降低等问题，提出耦合太阳能集热的MVR蒸发结晶系统，并基于数值模型对系统关键运行参数进行了仿真分析。结果表明：针对质量浓度为2%的NaCl废水，耦合太阳能集热的MVR蒸发结晶系统压缩机耗功显著降低，系统性能系数（coefficientofperformance,COP）达到24.96；随蒸发器浓缩倍率由4升高至12，压缩机耗功增加71.5%，集热面积减少72.9%；低压闪蒸有利于降低系统温度并提高物料处理量，但压缩机耗功随之增大。关键词：太阳能集热系统；MVR；高浓度含盐废水；蒸发结晶；浓缩倍率中图分类号：TK17文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.2095-560X.2019.03.008PerformanceAnalysisofaSolar-AssistedMVREvaporativeCrystalizationSystemTIANYu1,2,3,4,WANGHan-zhi1,2,3,LIShuai-qi1,2,3,HEShi-hui1,2,3,SONGWen-ji1,2,3,FENGZi-ping1,2,3(1.GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,China;2.CASKeyLaboratoryofRenewableEnergy,Guangzhou510640,China;3.GuangdongProvincialKeyLaboratoryofNewandRenewableEnergyResearchandDevelopment,Guangzhou510640,China;4.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)Abstract:Toimprovethethermalefficiencyofthemechanicalvaporrecompression(MVR)systeminhigh-salinitywastewaterevaporativecrystallizationprocess,anovelsolar-assistedMVRsystemwasproposed.Basedonthenumericalmodel,somekeyoperationparameterswereanalyzed.Resultsshowedthattheproposedsystemrequiredlowercompressionwork,andastheNaClmassconcentrationwaslowerthan2%,thecoefficientofperformance(COP)reached24.96.Astheconcentrationratiooftheevaporatorincreasedfrom4to12,thecompressionworkincreasedby71.5%andthecollectorareadecreasedby72.9%.Lowerflashingpressurewasbeneficialtoreducethesystemtemperatureandincreaseprocessingcapacity,whilethecompressionworkincreased.Keywords:solarthermalsystem;MVR;high-salinitywastewater;evaporativecrystallization;concentrationra