CN102531078B - 一种低温多效蒸馏法海水淡化设备及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统、布水系统、蒸发装置、淡水系统和浓水系统，所述蒸发装置包括蒸发器、冷凝器、闪蒸罐和蒸汽管道，所述蒸发器为多效蒸发器，包括筒体、封头、法兰和必要管道；所述封头通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和必要管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道一端与封头连通，另一端通过蒸汽管组合件与冷凝器连通。本发明热量传递更加合理，不可逆损失降至最小，提高了热量的利用率，节约了成本，提高了造水比，占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化领域，特别是涉及一种低温多效蒸馏法海水淡化设备及工艺方法。
背景技术
海水淡化，又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的技术和过程。
蒸馏法即热法是最早采用的海水淡化技术，是海水淡化最主要的方法。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。
多效蒸发，是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，每个蒸发器又称为“效”，前一效蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一效蒸发器的热源，并冷凝成为淡水，这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直重复，每效都产生了相当数量的蒸馏水。在多效蒸发方法中，低温多效蒸馏(LT—MED)是蒸馏法中最常见的方法之一，它要求温度控制在100。C以下，这样可以减少设备的结垢。 低温多效蒸馏法的蒸发器包括供汽系统、布水系统、蒸发管束、管板、捕沫器、淡水箱、浓水箱。
例如申请号为200710150385.X，公开号为101182051的中国专利“一种低温多效蒸馏法海水淡化设备及其工作方法”，公开了一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统、布水系统、蒸发器、淡水箱及浓水箱，供汽系统的生蒸汽入口置于中间效蒸发器上。工作方法为：(1)布水系统对海水进行喷淋；(2)输入生蒸汽到中间效蒸发器的蒸发管内部；(3)蒸汽在蒸发管内冷凝传出热量，蒸发管外吸收热量产生蒸发；(4)新蒸汽输送至其两侧的蒸发管内；(5)管内发生冷凝，管外吸收热量、产生蒸发；(6)各效蒸发器重复蒸发和冷凝过程；(7)蒸馏水进入淡水箱；(8)浓盐水进入浓水箱。
采用上述方法存在以下缺点：1、温差较大，容易产生热量损失，浪费能源；2、成本过高，尤其是蒸汽的费用；3、容易造成首效结垢，导致蒸发器清洗困难； 4、设备占地面积比较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中设备存在的上述问题，提出一种低温多效蒸馏法海水淡化设备及工艺方法。本发明通过过滤器、蒸发器、冷凝器及法兰的改进结合，克服现有技术存在容易产生热量损失、浪费能源、成本过高、蒸发器清洗困难及设备占地面积比较大的技术问题；使设备内的热量传递更加合理，而且通量大，使得不可逆损失降至最小，提高了热量的利用率，节约了能源和成本，提高了造水比，减少了设备占地面积。
本发明采用以下技术方案来实现：
一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统、布水系统、蒸发装置、淡水系统和浓水系统，其特征在于：所述蒸发装置包括蒸发器、冷凝器、闪蒸罐和蒸汽管道，所述蒸发器为多效蒸发器，包括筒体、封头、法兰和必要管道；所述封头通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和必要管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道一端与封头连通，另一端通过蒸汽管组合件与冷凝器连通。
所述蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器为一侧设有闪蒸罐。
所述蒸发器为4-7效两侧都设有闪蒸罐。
所述蒸汽管组合件为三通管，蒸汽管道设有加强板；蒸汽管道与蒸汽管组合件之间设有蒸汽喷射泵，没有连接的接口为蒸汽进气口。
所述冷凝器为降膜式冷凝器，包括壳体和设置在壳体内的布水装置、传热管束以及接水盘，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积。
所述法兰，包括盘体和管体，盘体套在管体上，盘体为环状，盘体设有定位孔，盘体设有用于夹住管体的盘壁；法兰适用于PN0.6或PN1.0的压力等级。
所述管体的内径为32-450cm，盘体的厚度为15-32cm。
所述供汽系统设有蒸汽过滤器，过滤器包括罐体、上封盖和下封盖，上封盖设有出水口，下封盖设有排污口；罐体内设置有滤袋，滤袋内设置有内网层，滤袋外设置有外网层；外网层上设置有半圆型拦网，罐体的长径比为4：1；下盖封内设有底盘，底盘为两片“L”型过滤片组合而成；所述底盘设有上下对称或不对称的液体进口和液体出口。
所述底盘设有内胆，半圆型拦网的网壁上设置有均匀的孔；罐体底部一侧设有进水管，进水管与罐体轴向呈50-75度夹角，进水管上设置有进水压力表。
一种低温多效蒸馏法海水淡化工艺方法，包括供汽系统、布水系统、蒸发装置、淡水系统和浓水系统，其特征在于：还包括以下步骤：
（1）布水系统对海水进行喷淋；
（2）供汽系统产生的蒸汽经过蒸汽过滤器过滤，从蒸汽进气口进入蒸汽喷射泵，蒸汽喷射泵将蒸汽通过蒸汽管道喷射到第一效蒸发器；从而蒸汽进入蒸发装置的模块化蒸发间；
（3）蒸汽在蒸发管内发生冷凝传出热量，同时蒸发管外吸收热量产生与冷凝量基本相同的蒸发；
（4）步骤（3）产生的新蒸汽同时输送下一效蒸发器的蒸发管内；
（5）蒸汽在步骤（4）中所说的蒸发器的蒸发管内发生冷凝，传出热量，蒸发管外吸收热量、产生蒸发；
(6)各效蒸发器依次重复上述所说的蒸发和冷凝过程；
(7)每效产生的蒸馏水进入淡水系统；
(8)各效蒸发器蒸发后产生的浓盐水进入浓水系统。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
1、本发明采用蒸发装置包括蒸发器、冷凝器、闪蒸罐和蒸汽管道，蒸发器为多效蒸发器；蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器为一侧设有闪蒸罐；克服现有技术海水淡化利用效率不高、成本高，很多环境无法采用蒸馏设备的技术问题，能够充分利用蒸汽的热能，装置本身的热效率高，淡化成本低，占地面积效，适用于很多没有蒸汽热源地区无法采用蒸馏设备的环境。
2、本发明采用蒸发器为4-7效两侧都设有闪蒸罐；可以提高闪蒸的效率，也提高出水量。
3、本发明采用蒸汽管组合件为三通管，蒸汽管道设有加强板；蒸汽管道与蒸汽管组合件之间设有蒸汽喷射泵，没有连接的接口为蒸汽进气口；结构简单、进气方便、使用方便，并且适用于很多没有蒸汽热源地区无法采用蒸馏设备的环境。
4、本发明采用冷凝器为降膜式冷凝器，能够对进料海水预热脱气，提高了蒸发器的凝结换热效率，减轻了对设备的腐蚀，降低了制水成本。
5、本发明采用法兰用于蒸发器与蒸发器之间的连接，施工简单、结构简单且稳固，连接强度高，而且装拆十分方便，可重复使用，减少浪费。
6、本发明采用蒸汽过滤器，结构简单、使用方便、占地面积小；双重过滤使得过滤精度高，而且通量大。
7、采用本发明的设备，通过过滤器、蒸发器、冷凝器及法兰的改进结合，克服现有技术存在容易产生热量损失、浪费能源、成本过高、蒸发器清洗困难及设备占地面积比较大的技术问题；使设备内的热量传递更加合理，而且通量大，使得不可逆损失降至最小，提高了热量的利用率，节约了能源和成本，提高了造水比，减少了设备占地面积。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明蒸发装置结构示意图
图3为本发明法兰结构示意图
图4为本发明蒸汽过滤器结构示意图
图中标记：1、供汽系统，2、布水系统，3、蒸发装置，4、淡水系统，5、浓水系统，6、清洗装置，7、蒸发器，8、闪蒸罐，9、冷凝器，10、蒸汽管道，11、封头，12、蒸汽管组合件，13、蒸汽喷射泵，14、加强板，15、盘体，16、管体，17、盘壁，18、定位孔，19、罐体，20、上封盖，21、下封盖，22、出水口，23、排污口，24、滤袋，25、底盘，26、进水管，27、进水压力表。
具体实施方式
实施例1：
一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统1、布水系统2、蒸发装置3、淡水系统4和浓水系统5，所述蒸发装置3包括蒸发器7、冷凝器9、闪蒸罐8和蒸汽管道10，所述蒸发器为多效蒸发器，包括筒体、封头11、法兰和必要管道；所述封头11通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和必要管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器7壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐8固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器9固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道10一端与封头连通，另一端通过蒸汽管组合件12与冷凝器9连通。
本实用新型中：所述蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器7为一侧设有闪蒸罐8；所述蒸汽管组合件12为三通管，蒸汽管道10设有加强板14；蒸汽管道10与蒸汽管组合件12之间设有蒸汽喷射泵13，没有连接的接口为蒸汽进气口；所述冷凝器9为降膜式冷凝器，包括壳体和设置在壳体内的布水装置、传热管束以及接水盘，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积；所述法兰，包括盘体15和管体16，盘体15套在管体16上，盘体15为环状，盘体15设有定位孔18，盘体15设有用于夹住管体16的盘壁17；法兰适用于PN0.6或PN1.0的压力等级；所述管体16的内径为32cm，盘体15的厚度为15cm；所述供汽系统设有蒸汽过滤器，过滤器包括罐体19、上封盖20和下封盖21，上封盖20设有出水口22，下封盖21设有排污口23；罐体19内设置有滤袋24，滤袋24内设置有内网层，滤袋24外设置有外网层；外网层上设置有半圆型拦网，罐体19的长径比为4：1；下盖封21内设有底盘25，底盘25为两片“L”型过滤片组合而成；所述底盘25设有上下不对称的液体进口和液体出口；所述底盘25设有内胆，半圆型拦网的网壁上设置有均匀的孔；罐体19底部一侧设有进水管26，进水管26与罐体19轴向呈50度夹角，进水管26上设置有进水压力表27。
本实用新型在使用时，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，能够充分利用蒸汽的热能，装置本身的热效率高，淡化成本低；降膜式冷凝器，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积；能够对进料海水预热脱气，提高了蒸发器的凝结换热效率，减轻了对设备的腐蚀，降低了制水成本；法兰与管件一起将蒸发器与蒸发器之间连接且连通，形成模块化的蒸发间，结构简单且稳固，连接强度高，而且装拆十分方便，可重复使用，减少浪费；罐体19的长径比为4：1；下盖封21内设有底盘，所述底盘25为两片“L”型过滤片组合而成；底盘25设有上下不对称的液体进口和液体出口；过滤精度高，可自动清除小颗粒的悬浮物及部分胶体、藻类、污物，通水量大；每小时过滤大于70M。
还可与清洗装置6配合使用，清洗装置6包括清洗卸液泵、清洗泵、清洗药剂搅拌箱和清洗箱组成；可以对设备进行清洗。
实施例2：
一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统1、布水系统2、蒸发装置3、淡水系统4和浓水系统5，所述蒸发装置3包括蒸发器7、冷凝器9、闪蒸罐8和蒸汽管道10，所述蒸发器7为多效蒸发器，包括筒体、封头11、法兰和必要管道；所述封头11通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和必要管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器7壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐8固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器9固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道10一端与封头连通，另一端通过蒸汽管组合件12与冷凝器9连通。
本实用新型中：所述蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器7为一侧设有闪蒸罐8；所述蒸发器为4-7效两侧都设有闪蒸罐8；所述蒸汽管组合件12为三通管，蒸汽管道10设有加强板14；蒸汽管道10与蒸汽管组合件12之间设有蒸汽喷射泵13，没有连接的接口为蒸汽进气口；所述冷凝器9为降膜式冷凝器，包括壳体和设置在壳体内的布水装置、传热管束以及接水盘，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积；所述法兰，包括盘体15和管体16，盘体15套在管体16上，盘体15为环状，盘体15设有定位孔18，盘体15设有用于夹住管体16的盘壁17；法兰适用于PN0.6或PN1.0的压力等级；所述管体16的内径为200cm，盘体15的厚度为22cm；所述供汽系统设有蒸汽过滤器，过滤器包括罐体19、上封盖20和下封盖21，上封盖20设有出水口22，下封盖21设有排污口23；罐体19内设置有滤袋24，滤袋24内设置有内网层，滤袋24外设置有外网层；外网层上设置有半圆型拦网，罐体19的长径比为4：1；下盖封21内设有底盘25，底盘25为两片“L”型过滤片组合而成；所述底盘25设有上下不对称的液体进口和液体出口；所述底盘25设有内胆，半圆型拦网的网壁上设置有均匀的孔；罐体19底部一侧设有进水管26，进水管26与罐体19轴向呈60度夹角，进水管26上设置有进水压力表27。
本实用新型在使用时，过滤精度高，可自动清除小颗粒的悬浮物及部分胶体、藻类、污物，通水量大；每小时过滤大于70M；还可与清洗装置6配合使用，清洗装置6包括清洗卸液泵、清洗泵、清洗药剂搅拌箱和清洗箱组成；可以对设备进行清洗。
实施例3：
一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统1、布水系统2、蒸发装置3、淡水系统4和浓水系统5，所述蒸发装置3包括蒸发器7、冷凝器9、闪蒸罐8和蒸汽管道10，所述蒸发器7为多效蒸发器，包括筒体、封头11、法兰和必要管道；所述封头11通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和必要管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器7壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐8固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器9固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道10一端与封头连通，另一端通过蒸汽管组合件12与冷凝器9连通。
本实用新型中：所述蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器7为一侧设有闪蒸罐8；所述蒸发器为4-7效两侧都设有闪蒸罐8；所述蒸汽管组合件12为三通管，蒸汽管道10设有加强板14；蒸汽管道10与蒸汽管组合件12之间设有蒸汽喷射泵13，没有连接的接口为蒸汽进气口；所述冷凝器9为降膜式冷凝器，包括壳体和设置在壳体内的布水装置、传热管束以及接水盘，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积；所述法兰，包括盘体15和管体16，盘体15套在管体16上，盘体15为环状，盘体15设有定位孔18，盘体15设有用于夹住管体16的盘壁17；法兰适用于PN0.6或PN1.0的压力等级；所述管体16的内径为450cm，盘体15的厚度为32cm；所述供汽系统设有蒸汽过滤器，过滤器包括罐体19、上封盖20和下封盖21，上封盖20设有出水口22，下封盖21设有排污口23；罐体19内设置有滤袋24，滤袋24内设置有内网层，滤袋24外设置有外网层；外网层上设置有半圆型拦网，罐体19的长径比为4：1；下盖封21内设有底盘25，底盘25为两片“L”型过滤片组合而成；所述底盘25设有上下对称的液体进口和液体出口；所述底盘25设有内胆，半圆型拦网的网壁上设置有均匀的孔；罐体19底部一侧设有进水管26，进水管26与罐体19轴向呈75度夹角，进水管26上设置有进水压力表27。
本实用新型在使用时，过滤精度高，可自动清除小颗粒的悬浮物及部分胶体、藻类、污物，通水量大；每小时过滤大于70M；还可与清洗装置6配合使用，清洗装置6包括清洗卸液泵、清洗泵、清洗药剂搅拌箱和清洗箱组成；可以对设备进行清洗。
Claims (7)
1.一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统（1）、布水系统（2）、蒸发装置（3）、淡水系统（4）和浓水系统（5），其特征在于：所述蒸发装置（3）包括蒸发器（7）、冷凝器（9）、闪蒸罐（8）和蒸汽管道（10），所述蒸发器（7）为多效蒸发器，包括筒体、封头（11）、法兰和管道；所述封头（11）通过法兰与筒体连接形成蒸发间，所述蒸发间与蒸发间之间通过法兰和管道连接形成模块化蒸发间；所述蒸发器（7）壳体底部两侧设有闪蒸罐支撑架，所述闪蒸罐（8）固定在闪蒸罐支撑架上；所述冷凝器（9）固定在第末效蒸发器上，且与第末效蒸发器连通；所述蒸汽管道（10）一端与封头（11）连通，另一端通过蒸汽管组合件（12）与冷凝器（9）连通；所述法兰包括盘体（15）和管体（16），盘体（15）套在管体（16）上，盘体（15）为环状，盘体（15）设有定位孔（18），盘体（15）设有用于夹住管体（16）的盘壁（17）；所述供汽系统设有蒸汽过滤器，蒸汽过滤器包括罐体（19）、上封盖（20）和下封盖（21），上封盖（20）设有出水口（22），下封盖（21）设有排污口（23）；罐体（19）内设置有滤袋（24），滤袋（24）内设置有内网层，滤袋（24）外设置有外网层；外网层上设置有半圆型拦网，罐体（19）的长径比为4：1；下盖封（21）内设有底盘（25），底盘（25）为两片“L”型过滤片组合而成；所述底盘（25）设有上下对称或不对称的液体进口和液体出口。
2.根据权利要求1所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述蒸发器为1-7效，1-7效的蒸发器形成连续的模块化蒸发间，蒸发器为一侧设有闪蒸罐（8）。
3.根据权利要求2所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述蒸发器为4-7效两侧都设有闪蒸罐（8）。
4.根据权利要求1所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述蒸汽管组合件（12）为三通管，蒸汽管道（10）设有加强板（14）；蒸汽管道（10）与蒸汽管组合件（12）之间设有蒸汽喷射泵（13），没有连接的接口为蒸汽进气口。
5.根据权利要求1所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述冷凝器（9）为降膜式冷凝器，包括壳体和设置在壳体内的布水装置、传热管束以及接水盘，接水盘的面积大于上方的传热管束层的水平分布面积。
6.根据权利要求1所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述管体（16）的内径为32-450cm，盘体（15）的厚度为15-32cm。
7.根据权利要求1所述的一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，其特征在于：所述底盘（25）设有内胆，半圆型拦网的网壁上设置有均匀的孔；罐体（19）底部一侧设有进水管（26），进水管（26）与罐体（19）轴向呈50-75度夹角，进水管（26）上设置有进水压力表（27）。
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