[發明專利]低溫多效蒸餾海水淡化系統及其工藝流程

有效

• 申請號: 200910067793.8
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101462780A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 齊春華;趙河立;初喜章;謝鋒;范明明
• 申請（專利權）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本發明涉及一種用于海水淡化領域中低溫多效蒸餾海水淡化工藝，特別是涉及一種利用壓差閃蒸出蒸汽提高效率的同時，又利用閃蒸出的蒸汽，對分組進料某幾效蒸發器的進料海水進行預熱的工藝。

背景技術

低溫多效蒸溜是指在70℃以下進行操作，1981年前后，該技術已正式應用于工業性的海水淡化系統，其特征是將一系列水平管噴淋降膜蒸發器串聯起來，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發和冷凝，后面一效的蒸發溫度均低于前面一效，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水。

低溫多效蒸溜過程中，進料海水在冷凝器中被預熱和脫氣之后被分成兩股物流。其中，一股物流作為冷卻水排回大海，另一股物流變成蒸餾過程的進料液，被引入到蒸發器溫度最低的一組中。噴淋系統把料液分布到各蒸發器傳熱管束的頂排管上，在自上而下流動的過程中，部分海水吸收管內冷凝蒸汽的潛熱而汽化。生蒸汽輸入到溫度最高一效的蒸發管內部，在管內冷凝的同時，在管外產生了基本等量的蒸發。二次蒸汽穿過汽液分離器，進入下一效傳熱管內，第二效的操作溫度和壓力要略低于第一效。這種蒸發和冷凝過程沿著一串蒸發器的各效重復，最后一效的蒸汽在冷凝器被海水冷卻而冷凝。

目前，低溫多效蒸溜的典型流程分為以下兩種：

(1)分組進料，閃蒸罐閃蒸蒸汽。此種流程具體蒸發過程是在如前所述的基礎上，只是將蒸發器分為若干個蒸發組(一般為2～3組)，原料水分組進料噴淋，原料海水首先進入到最后的蒸發組，平行進入到此組的各效蒸發器噴淋蒸發；此組蒸發器剩余的濃鹽水匯總，經效間泵打入下一個蒸發組，依此類推。

此過程中所產生的產品水和濃鹽水分別流入一系列的閃蒸罐中，每一個閃蒸罐連接到下一低溫效的冷凝側，這樣產品水和濃鹽水呈階梯狀流動并逐級閃蒸冷卻，放出的熱量提高了系統的總效率。被冷卻的產品水和濃鹽水最后分別用相應的水泵抽出。

(2)平行進料，蒸發器室內閃蒸，設加熱器逐級加熱進料海水。此種流程具體蒸發過程也是在如前所述的基礎上，只是在海水被冷凝器預熱后，原料海水平行進入各效。在原料海水進入各效之前，海水在加熱器中被此效的二次蒸汽預熱，部分海水進入此效，剩余的海水再進入下一效預熱后進入相應蒸發器，依次類推。

此過程中高溫效的產品水和濃鹽水分別流入低溫效的管程和殼程進行閃蒸，用以提高系統的總效率，產生的蒸汽與本效二次蒸汽混合，一部分進入加熱器預熱上一高溫效的進料海水，一部分進入下一低溫效作為加熱蒸汽。被冷卻的產品水和濃鹽水最后分別用相應?的水泵抽出。

上述所述兩種典型流程各有其優缺點，第一種分組進料流程相對于第二種平行進料流程由于對原料海水進行了重復利用，可大大降低原料水進料泵的耗電量，從而降低整套裝置的電耗；但在第一種分組進料流程中，進入每一組的各效蒸發器海水的溫度與該效的蒸發溫度溫差不同，最高的常達13℃左右；在第二種平行進料流程中，由于每效都設有加熱器，所以進料海水溫度與蒸發溫度溫差每效均為4℃左右。

如前所述，海水噴淋到蒸發器管束，在其表面先升溫，然后再被蒸發。若噴淋海水溫度與蒸發溫度差異較大，在加熱蒸汽一定的情況下，蒸發出的二次蒸汽的量減少，從而降低整個淡化裝置的效率。

對于加熱器，傳熱面積計算公式：F＝Q/(KΔt)；式中：F——加熱器的加熱面積，m²；Q——蒸汽放熱量，kcal/kg；K——傳熱系數，kcal/m²·h·℃，Δt——對數平均溫差℃。由上式可見，噴淋海水溫度與蒸發溫度差異越大，加熱器所需傳熱面積就越小，造價越低。因此，較為理想的低溫多效蒸餾海水淡化工藝流程應同時具有上述第一種分組進料流程和第二種平行進料流程的優點。

發明內容

為了克服現有技術中常用的典型的海水淡化工藝流程中存在淡化效率較低的缺陷，本發明提供一種低溫多效蒸餾海水淡化系統及其對應的工藝流程，該流程通過將現有技術中低溫多效蒸溜的兩種典型流程的優點加以結合，并充分考慮到了實現該工藝流程裝置的造價因素。

為了解決上述技術問題，本發明低溫多效蒸餾海水淡化系統予以實現的技術方案是：該系統包括冷凝器、閃蒸罐、多效蒸發器和多個泵體，所述多效蒸發器為多組，每組蒸發器中至少設置有一為進料海水進行預熱的加熱器，相鄰的兩組多效蒸發器之間設置有效間泵；所述冷凝器一端與原料水泵連接，另一端與多組多效蒸發器中最后一組的蒸發器連接。