反渗透自动控制系统(开题报告).doc

毕业设计（论文）开题报告 姓 名 专业 班级 学 号 指导教师 题目类型 题 目 某铝厂预热发电用水处理控制系统（反渗透部分自动控制） 一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主要参考文献） (一)选题背景 为提高发电用蒸汽锅炉的生产效率、延长其使用寿命，锅炉用水需经过过滤、软化、及脱盐等特殊工艺处理，使水质达到特殊要求。本设计选题于某铝厂预热发电项目背景下的水处理电气控制系统设计。截取反渗透脱盐处理部分的自动控制系统设计。 反渗透水处理技术是采用先进的反渗透膜料对原水进一步净化和脱盐处理。对其控制既要考虑产水水质，又要考虑生产效率等问题。 (1) 渗透：是指稀溶液中的水分子自发地透过半透膜进入浓溶液的过程。 (2) 渗透压：是指某溶液在自然渗透过程中，浓溶液液面不断升高，稀溶液液面相应降低，直到两侧形成的水柱压力抵消了水分子的迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透达到平衡点，此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。 (3) 反渗透：渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（RO）。 图1.1 反渗透的基本原理 (4) 渗透压的计算：渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身无关。计算公式如下（仅适用于稀溶液）： π＝CRT π——渗透压 C ——离子浓度差 R ——气体常数 T ——绝对温度 (5) 影响反渗透性能的因素： 产水通量和脱盐率是反渗透过程中的关键参数，针对特定系统条件，水通量和脱盐率主要受压力、温度、回收率、进水含盐量和pH值的影响。 基本关系式 1、产水率： 2、盐通量： (6) 反渗透预处理的选择： ① 反渗透预处理的必要性：反渗透的预处理是为了保证膜组件良好的设计性能和长时间的安全稳定运行、保证膜的使用寿命。 ② 反渗透预处理解决的问题：解决反渗透系统的污堵结垢和膜本身发生化学变化。 ③ 污堵：有机物、胶体在膜表面上的沉积。 ④ 结垢：部分盐类的浓度超过其溶度积在膜表面的沉淀，例如碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、磷酸钙等。 ⑤ 膜本身发生化学变化：使TFC膜的胺基受氧化而破坏、受到强酸强碱的溶解等。 (7) 反渗透系统的设计步骤： ① 考虑进水水源、水质，进水和产水流量以及所需的产水水质。 ② 选择系统排列和级数。 ③ 膜元件的选择。 ④ 膜平均通量的确定。 ⑤ 计算所需的元件数量。 ⑥ 计算所需的压力容器数。 ⑦ 段数的确定。 ⑧ 确定排列比。 ⑨ 分析和优化膜系统。 ⑩ 运用反渗透计算软件进行系统模拟运算。 （二）研究意义 反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。二级反渗透装置是借助压力使水分子强迫透过对水分子有选择透过作用的反渗透膜，即是反渗透净水的原理，这种装置为反渗透装置根椐各种物料的不同渗透压，可以大于渗透压的反渗透法进行分离、提取、纯化和浓缩。 反渗透技术应用很广如电子、医疗、食品、锅炉补给水等工业中纯水、超纯水的制备，太空水、蒸馏水的制备及啤酒和饮料用水的净化，高压锅炉补给水的预脱盐处理，海水、苦咸水的脱盐淡化，制药、轻纺、化工、食品等工业用于分离、浓缩、液体脱色为目的的工艺，其它以分离细菌、热源、胶体微粒及有机物为目的的分离过程等 反渗透技术在美国、日本的研究应用较早。我国的反渗透研究始于1965年，而1967年开始的全国海水淡化会战则为CA不对称反渗透膜的开发打下了良好的基础。因此我国对反渗透的开发与国外起步时间相差不大。但事实上由于原材料及基础工业条件限制，生产的膜元件性能偏低，生产成本高，还没有形成规模化生产。而对超滤的研究探索则开始于70年代初。近年来反渗透技术在我国已得到广泛应