[發(fā)明專利]高溫海水淡化蒸餾的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110253561.9
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102424436A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 馬敬環(huán)
• 申請（專利權）人: 天津歐納海洋科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發(fā)明涉及一種高溫海水淡化蒸餾的裝置和方法。它是由一級預熱器、二級預熱器、各效預熱器、多效蒸發(fā)器、各效氣液分離器、循環(huán)泵組成。目的在于提高熱效率、減少加熱蒸汽熱損失、充分利用系統(tǒng)自身余熱，達到提高淡水回收率的目的。本發(fā)明適用于除鈣或除鈣鎂后海水，加熱溫度可為40～170℃，加熱溫度范圍寬，不受結垢限制，淡化后濃鹽水TDS可為50000～250000mg/L，淡水回收率為40～75％。

背景技術

海水淡化已被列入國家水資源的統(tǒng)一規(guī)劃，將成為水資源的重要補充。因而，海水淡化的未來發(fā)展前景極其廣闊。目前蒸餾法海水淡化主要采用低溫多效、多級閃蒸技術。已建成海水淡化項目絕大多數都采用低溫多效海水淡化技術。由于海水中的鈣、鎂離子含量較高，蒸發(fā)過程中設備的結垢問題促使海水淡化只能采用低于72℃以下的低溫多效蒸發(fā)技術，多級閃蒸技術由于能耗較高，目前采用的較少。

中國專利CN87214093U提出的多級閃蒸塔式多效蒸發(fā)器并非針對海水淡化設計，只是可以用于海水淡化。該專利采用塔頂冷凝器首先預熱原料水，預熱后海水再經各效預熱器由下向上預熱，過熱原料水進料，蒸發(fā)器產生的二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，預熱器的熱源為各效的凝結水，該工藝也是低溫多效海水淡化常采用的工藝，該工藝的缺點是凝結水與原料水換熱，只能利用凝結水的顯熱進行換熱，效率低，如用于海水未經脫硬處理，易于結垢，傳熱效率低。

中國專利CN200910246225.4、CN200920270558.6涉及一種采用降膜式冷凝器的低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)，系統(tǒng)包括多效蒸發(fā)器、降膜式冷凝器、抽真空裝置、通水管道、通氣管道及進料海水管，蒸發(fā)器效與效間連有通水管道和通氣管道，降膜式冷凝器分別與末效蒸發(fā)器、抽真空裝置和進料海水管連接。其中，防止海水結垢，低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)的運行溫度不高于70OC。中國專利CN?87214093涉及的多效蒸發(fā)器，采用多級閃蒸與多效蒸發(fā)相結合的方法，采用蛇管降膜式多效結構，各效預熱器組成一體與多效蒸發(fā)器并列放置。

中國專利CN200910067793.8涉及一種低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)，包括多組多效蒸發(fā)器，每組蒸發(fā)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(fā)器之間設置有效間泵；冷凝器一端與原料水泵連接，另一端與多組多效蒸發(fā)器中最后一組的蒸發(fā)器連接。還涉及利用低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)進行海水淡化的工藝流程：將低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)的蒸發(fā)器分為若干組，每組平行進料，同時在每組的最高溫效蒸發(fā)器的進料海水前設加熱器；前組蒸發(fā)器剩余的濃鹽水匯總，經效間泵打入下一個蒸發(fā)組，依此類推；產品水和濃鹽水在一系列閃蒸罐中呈階梯狀流動并逐級閃蒸冷卻，閃蒸出的蒸汽進入蒸發(fā)器，被冷卻的產品水和濃鹽水最后分別用相應的水泵抽出。

目前國內外低溫多效海水淡化裝置大多都是臥式蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度不高于72℃，海水高于100℃蒸發(fā)的多效蒸發(fā)器的相關報道很少。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫海水淡化蒸餾的裝置和方法。主要是海水通過脫除鈣離子、或脫除鈣鎂離子后，采用立式水平加熱管蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，設備初始運行階段，采用加熱蒸汽對除鈣后海水進行逐級預熱，設備正常運行后利用蒸發(fā)過程中產生的二次蒸汽對海水進行預熱，二次蒸汽預熱海水后產生的冷凝水用于對海水進行一級預熱，一效蒸發(fā)器采用外加蒸汽，二效以后蒸汽來源于上效蒸汽氣液分離器，各效蒸汽氣液分離器產生的冷凝水用來為二次蒸汽冷凝水預熱后海水的二級預熱。如此，不但充分利用了海水的蒸發(fā)潛熱，而且，海水可以預熱至近沸點，實現沸點進料，極大地提高了蒸發(fā)效率；蒸發(fā)器底部產生的濃鹽水用泵打回塔頂，進行循環(huán)濃縮，海水濃縮倍率可實現2～7倍，極大地提高了淡水回收率，同時為工廠化制鹽提供了高濃度、高溫、優(yōu)質原料，為海水淡化零排放奠定了堅實的基礎。本發(fā)明采用脫硬預處理技術去除海水中的鈣、鎂離子，再采用高溫多效蒸發(fā)器進行淡化，淡水回收率可達70～75％，遠高于低溫多效35～45％的回收率，極大地降低了淡化的投資和運行成本。