CN100391570C - 一种多效蒸发淡化浓缩方法及装置 - Google Patents

一种多效蒸发淡化浓缩方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多效蒸发浓缩淡化方法和装置，该方法主要包括预热、蒸发、冷凝等步骤，以加热蒸汽(或热水)为热源，进行浓缩淡化；相应的装置包括相互连接的多效蒸发器，所述的每一效蒸发器由一组或多组板式蒸发单元所组成；每组蒸发单元的蒸发池中的浓缩液，通过管道与下一效同组蒸发单元相连；也可以将每效多组蒸发单元的浓缩液汇集后，送到下一效。本发明的优点是蒸发单元模块化，传热效率高，不易结垢，适用于淡化浓缩双重目的。

Description

一种多效蒸发淡化浓缩方法及装置
技术领域
本发明涉及一种多效蒸发淡化浓缩方法及该方法所使用的装置，特别是一种采用逐级预热待浓缩液，多组板式蒸发单元模块，板式蒸发器采用板片边缘进气、进浓缩液的方法和装置。可广泛用于海水淡化浓缩、含盐污水淡化浓缩处理。
背景技术
目前，世界上现行的多效蒸发浓缩的方法和装置，大多采用升膜或降膜方法和管式蒸发装置。其缺点在于：
①管式蒸发器制造工艺复杂，制造成本较高；管壁表面结垢，清理困难。
②升膜蒸发中无论是自然循环还是强制循环，由于管式蒸发器结构所限，液位较高，由此产生的液位压力使得浓缩液沸腾温度升高，减小了各效间换热温差，降低换热效率。
③降膜蒸发中，浓缩液在管壁表面形成薄膜，当浓缩液浓度较高时，管壁表面极易形成结晶或结垢，影响换热。
目前的板式蒸发器，由于采用板片平面端设进气、进液口。蒸汽进口及浓缩液进口面积很小，流量受限，只能用于单效蒸发，同时浓缩液流量小、流速低、容易结垢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多效蒸发淡化浓缩方法及装置，以解决现有技术存在的制造、维护、保养复杂，制造难度大、成本高，以及传热效率低的问题。
本发明是这样实现的：
一种多效蒸发淡化浓缩方法，在每一效中包括预热、蒸发、冷凝步骤，其中：
所述的预热步骤中待蒸发浓缩的液体，由最末效(温度最低效)通过多级浓水、淡水预热器逐级预热至第一效(温度最高效)。
所述的蒸发步骤中待蒸发浓缩的液体，预热后依次在第一效、第二效直至最末效被逐级蒸发浓缩，完成的浓缩液从最末效抽出；每效冷凝水从第一效逐级进入下一效汇集后作为淡化水从最末效抽出。
所述的蒸发步骤中第一效蒸发器的热量由外界供给，第二效及以下各效的热量由上一效蒸发器蒸发出的二次蒸汽来提供。
一种所述的多效蒸发浓缩方法所使用的装置，包括相互连接的多效蒸发器，其特征在于：每效蒸发器由一组或多组板式蒸发单元所组成。每组蒸发单元的蒸发池中的浓缩液，通过管道与下一效同组蒸发单元相连；也可以将每效多组蒸发单元的浓缩液汇集后，送到下一效。
所述的板式蒸发单元，由一个或多个板式蒸发器浸在蒸发池中组成。
所述的板式蒸发器，其蒸汽进口和浓缩液进口设在板片的边缘侧。
本发明具备如下特点：
1.方法流程合理，装置结构模块化。可用相同的蒸发单元模块组合成不同产量规模的多效浓缩淡化装置，设计、制造、维修更加简单，具有互换性，适合大规模生产，从而降低制造成本。
2.减轻设备腐蚀。由于高浓度在低温效，低浓度在高温效，因此减轻了设备的腐蚀。
3.由于板式换热器采用板片边缘侧进汽、进液，增大了过流面积和流量，减小因蒸汽阻力造成的蒸汽压力损失，同时，减轻了浓缩液在板片上的结晶、结垢，使得板式换热方式在多效蒸发中应用成为可能。
4.传热效率高。由于采用板式蒸发器提高了传热系数，传热效率较管式蒸发器大为提高。
附图说明
图1是本发明装置的总体构成示意图；
图2是本发明蒸发单元的构成示意图；
图3是本发明板式蒸发器的构成示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的装置是以每效为一个独立单元；每效之间的蒸汽、浓缩液和淡水用管道连接。
每效由单个或多个蒸发单元A(本图所示每效为三个蒸发单元)组成；每效均配有独立浓水预热器D和淡水预热器E，用来逐级预热待浓缩液。
参见图1和图2，每个蒸发单元A由单个或多个板式蒸发器B(本图所示每蒸发单元为三个板式蒸发器)组成，并浸在蒸发池C中。
在上述的装置中，浓水预热器D和淡水预热器E完成本发明方法中的浓缩液预热步骤，板式蒸发器B和蒸发池C完成方法中的蒸发浓缩和冷凝步骤。
参见图3，本发明的板式蒸发器B由两种板片(X板和Y板)相互交替层叠组成。
X板与Y板之间形成蒸汽腔，蒸汽在这里放出热量而被冷凝成凝水。
Y板与X板之间形成浓缩液腔，由于板式蒸发器整体浸在蒸发池C的浓缩液中，浓缩液进入Y板与X板间，并被蒸汽腔通过板片传来的热量加热蒸发出二次蒸汽，本身被浓缩。
板片边缘设有密封条F和支撑块G。密封条F保证蒸汽腔与浓缩液腔互不相通；支撑块G的间隙保证蒸汽、凝水或浓缩液的畅通流动。
本发明的工作过程如下：
1.待浓缩液给料过程：待浓缩液由最末效(最低温效)依次进入以上各效的淡水预热器和浓水预热器中预热，经预热，最后进入第一效蒸发池。
2.浓缩液流程：进入第一效经预热的待浓缩液在第一效蒸发池的板式蒸发器中被外部热源蒸汽(或热水)蒸发、浓缩，成为浓缩液和二次蒸汽，被浓缩液通过管道、浓水预热器进入二效蒸发池。由于二效蒸发池温度压力均较上一效低，因此在二效蒸发池中闪发出小部分蒸气，其本身温度降为二效蒸发温度，同时在二效蒸发池中被二效板式蒸发器蒸发浓缩。二效板式蒸发器的热源蒸汽来自第一效蒸发出的二次蒸汽。以后各效依此类推，直至最末一效。浓缩液被逐级蒸发浓缩由最末效经泵抽出。
3.蒸汽及凝水流程：外部加热蒸汽进入第一效板式蒸发器蒸汽腔，放出热量，将第一效蒸发池的浓缩液加热蒸发出二次蒸汽，本身凝结成水；再经本效的淡水预热器放出部分热量，进入下一效淡水预热器。
由第一效板式蒸发器蒸发出的二次蒸汽进入第二效板式蒸发器的蒸汽腔，放出热量，将第二效蒸发池中的浓缩液加热蒸发出二次蒸汽，本身凝结成水与第一效的凝水汇合后进入下一效淡水预热器。以下各效依此类推，直至最末一效。全部凝水都由凝水泵抽出，作为淡化水。
本发明克服了原有管式多效蒸发淡化浓缩的诸多缺陷，是新一代蒸发淡化浓缩的理想方式。

Claims (2)

1.一种多效蒸发浓缩装置，包括多效蒸发器、浓水预热器和淡水预热器，相邻的每效蒸发器的浓缩液出口与入口和凝水出口与入口之间分别用管道串联一浓水预热器和一淡水预热器，上一效的蒸发器的蒸汽出口与相邻下一效的蒸发器的蒸汽入口用管道连接；待蒸发浓缩液由温度最低的最末效依次连接到前面各效的淡水预热器和浓水预热器进行预热，最后连接进入温度最高的第一效蒸发器的蒸汽入口，其特征在于：所述的每一效蒸发器由一组或多组板式蒸发单元所组成，该板式蒸发单元由一个或多个板式蒸发器浸在一蒸发池中组成；每组板式蒸发单元的蒸发池中的浓缩液通过管道与下一效同组蒸发单元相连；也可以将每效多组蒸发单元的浓缩液汇集后，连接到下一效；所述的板式蒸发器的蒸汽入口和浓缩液入口设在板片的边缘侧。
2.一种用权利要求1所述的装置进行多效蒸发淡化浓缩的方法，在每一效中包括预热、蒸发、冷凝步骤，其特征在于：
所述的预热步骤中待蒸发浓缩的液体，由最术效通过多级浓水预热器、淡水预热器逐级预热至第一效蒸发器的浓缩液入口；
所述的蒸发步骤中待蒸发浓缩的液体，预热后依次在第一效、第二效直至最末效被逐级蒸发浓缩，完成的浓缩液从最末效抽出；每效冷凝水从第一效逐级进入下一效汇集后作为淡化水从最末效抽出；
所述的蒸发步骤中第一效蒸发器的热量由外界供给，第二效及以下各效的热量由上一效蒸发器蒸发出的二次蒸汽来提供。
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