[發明專利]一種低溫海水淡化工藝方法及裝置

有效

• 申請號: 201010621743.2
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102531256A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 閆萍;閻雪峰;馬學虎;姚慶;李林;蘭忠;田衛國;白濤;王利;于志家;趙宗昌;朱林劍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;大連理工大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及海水淡化技術，特別是用于生產鍋爐用除鹽水的低溫多效海水淡化工藝方法及裝置。

背景技術

蒸餾法海水淡化技術是一個蒸餾過程，即通過蒸餾將海水加熱蒸發出來的蒸汽冷凝，制造淡水，并同時將海水濃縮的過程。

海水淡化蒸餾方法主要有多級閃蒸和多效蒸餾兩種工藝方法。其中，多級閃蒸是先利用蒸汽將海水預熱，然后逐級降壓，使海水快速蒸發而獲取淡水的海水淡化工藝。多效蒸餾是利用蒸汽在冷凝管內冷凝使海水在冷凝管外逐級多效蒸發而獲取淡水的海水淡化工藝。

目前，利用多級閃蒸方法和現有的多效蒸餾方法的海水淡化裝置，能耗大，從而限制了降低海水淡化的成本；此外，現有的蒸餾法海水淡化過程所產淡水用于鍋爐用除鹽水時需要進行后處理；現有低溫多效蒸餾的方法，操作溫度較低，不能充分利用加熱蒸汽的熱能，提高操作溫度，則將發生嚴重的結垢。

低溫多效海水淡化技術是指鹽水的最高蒸發溫度低于70℃的淡化技術。低溫多效蒸餾海水淡化技術，可利用電廠、化工廠或低溫核反應堆提供的低品位蒸汽，將海水多次蒸發和冷凝達到較高的造水比(10左右)，特別適合于利用低位余熱的大中型海水淡化使用。低溫多效蒸餾海水淡化技術生產的蒸餾水純度極高(鹽度＜5mg/L)，可作為鍋爐的補充用水、生產過程的工藝用水或者大規模的市政飲用水供水。

低溫多效蒸餾海水淡化技術以明顯的技術優勢及裝置組合的靈活性，使它可以利用各種形式的低位熱源。雖然低溫多效蒸餾法在技術上有許多優點，但是鹽水蒸發溫度不能超過70℃也成了該技術進一步提高熱效率的制約因素。冷凝和蒸發過程的傳熱系數隨其操作溫度提高而提高，另外由于低溫操作時蒸汽的比容較大，使得設備的體積較大，無形中增加了設備的投入。因此，盡可能地提高低溫多效過程的操作溫度，使之達到更高的造水比，是近幾年國際海水淡化界努力解決的問題，也是我國今后海水淡化技術研究和發展的方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用低品位余熱的低溫多效海水淡化工藝方法及裝置。利用工業低品味余熱為熱源，在低溫下進行海水淡化，生產適合于鍋爐用除鹽水，實現工業余熱的再利用。強化預處理工藝，經脫碳脫氧處理，有效地減輕和抑制污垢生長，降低腐蝕速率，提高首效溫度，充分利用熱能，增加裝置的使用壽命，保證系統長期穩定的運行。

本發明所述的低溫海水淡化工藝方法，包括以下步驟：

(1)進料海水通過劑量泵加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺后，經海水提升泵將壓力提升到0.6MPa，進入多介質過濾器，多介質過濾器采用自動反洗，設反洗水罐和反洗水泵，多介質過濾器出水作為反洗用水；

(2)多介質過濾器過濾后的海水，先經預熱器預熱到43℃，加硫酸調節pH值至4.3，加硫酸后海水進入脫氣塔，脫除海水中的二氧化碳和溶解氧，使氧氣含量小于3ppb，二氧化碳含量小于3ppm，脫除的二氧化碳和氧氣以及與塔壓成平衡的水蒸氣通過蒸汽噴射器抽走，維持脫氣塔的真空操作；

(3)脫氣塔出來的海水經加氫氧化鈉(NaOH)、還原劑亞硫酸鈉(Na₂SO₃)、有機硅系消泡劑后進入微濾器，除去多介質過濾器透過的小分子有機物質；

(4)微濾器出來的海水加入有機磷系緩蝕阻垢劑后被引入預熱器管程，海水被廢熱水加熱到72.4℃，進入蒸發器管程的液體分布器，海水在蒸發器中吸收殼程廢熱水的熱量，進行蒸發操作；

(5)蒸發出來的低溫蒸汽作為低溫多效蒸發塔的第一效熱源進入首個多效蒸發塔第一效的殼程，蒸發器下部出口的海水被打入首個多效蒸發塔的第一效管程中；

(6)進入首個多效蒸發塔的海水經液體分布器均勻分布到各蒸發管內表面，呈薄液膜向下流動，其中部分海水由于吸收了管外蒸汽冷凝的潛熱而汽化，經氣液分離后，這部分蒸汽進入首個多效蒸發塔第二效殼程作為熱源；被輕微濃縮的海水進入到多效蒸發器的第二效管程中受熱蒸發；產生的蒸汽和略微濃縮的海水分別進入第三效的殼程和管程，使海水繼續濃縮；首個多效蒸發塔第三效出口海水被引入第二個多效蒸發塔第四效管程，三效出口的二次蒸汽靠壓差進入第四效的殼程，在第二個蒸發塔的四～六效中，進一步完成海水濃縮，在第二個多效蒸發塔第六效管程出口得到濃海水排放到海水排放系統；在第二個多效蒸發塔第六效殼程出口得到淡水經冷凝器冷凝后進入產品水罐。