CN108558106A - 一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，属于海水淡化技术领域。原料海水通过离子阱、除氧器和降膜蒸发器后进入海水淡化系统。离子阱内填充铝制碎片或其他活性金属碎片，离子阱的出口海水铜、铁离子含量为0‑10 ppb，除氧器的出口海水含氧量为0‑200 ppb，降膜蒸发器换热管部分或全部使用铝合金换热管，降膜蒸发器内的喷淋装置与首排铝合金换热管之间设置布液缓冲管。通过对原料海水进行脱离子、脱氧，在降膜蒸发器内设置布液缓冲管的方法，降低了铝合金换热管在海水中的腐蚀速度，实现了铝合金管在海水淡化系统中的应用。本发明所述的系统和方法可以有效的降低铝合金换热管的平均腐蚀速率和点蚀几率，降低了海水淡化蒸发器的整体成本和整体质量。

Description

一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，属于海水淡化技术领域。
背景技术
现有的低温多效蒸发海水淡化技术，其降膜蒸发器主要采用铜管和钛管作为换热管。钛管价格昂贵，很大程度上升高了蒸发器整体造价；铜的密度较大，增大了蒸发器的总体质量，且单位铜管由于密度原因，质量较大，其价格同样较高。铝作为一种低密度、低价格、易加工、导热性能良好的金属，如果成为现有铜管和钛管换热管的替代品，可以大大降低蒸发器的总体造价和总体重量。但海水是一种天然卤素溶液，对铝管的腐蚀尤为明显，常规低温多效蒸发海水淡化蒸发器技术和方法无法直接保证铝制换热管在海水中的使用寿命和安全性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法。该海水淡化降膜蒸发器应利用离子阱去除原料海水中的铜离子和铁离子，保护铝合金换热管的表面氧化膜；利用除氧器除去原料海水中的溶解氧，减小了电位腐蚀的发生几率；降低铝合金换热管的腐蚀速率，保证铝合金换热管在海水淡化蒸发器中的安全使用和长使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，海水淡化降膜蒸发器包括降膜蒸发器及附属设备，海水淡化降膜蒸发器还包括离子阱和除氧器，原料海水通过离子阱、除氧器和降膜蒸发器后进入海水淡化系统；所述离子阱内填充铝制碎片或其他活性金属碎片，离子阱的出口海水铜、铁离子含量为0-10 ppb；所述除氧器的出口海水含氧量为0-200 ppb；所述降膜蒸发器换热管部分或全部使用铝合金换热管，降膜蒸发器内的喷淋装置与首排铝合金换热管之间至少设置一排布液缓冲管。
所述原料海水依次通过离子阱、除氧器和降膜蒸发器后进入海水淡化系统。
所述原料海水依次通过除氧器、离子阱和降膜蒸发器后进入海水淡化系统。
在上述的技术方案中，海水淡化降膜蒸发包括降膜蒸发器、除氧器、离子阱、其他海水淡化系统所必须的设备，如预热器、冷凝器、水泵、真空泵等。
一种连接关系是：离子阱入口与海水淡化系统连接，原料海水进入离子阱入口；离子阱出口与除氧器入口连接，离子阱出口同时与离子阱入口相连接；除氧器出口与第一效降膜蒸发器连接；降膜蒸发器的二次蒸汽出口、浓盐水出口与海水淡化系统连接。
另一种连接关系是：除氧器入口与海水淡化系统连接，原料海水首先进入除氧器；除氧器出口与离子阱入口连接；离子阱出口与第一效降膜蒸发器连接，离子阱出口同时与离子阱入口连接；降膜蒸发器的二次蒸汽出口、浓盐水出口与海水淡化系统连接。
此外，还可根据实际工况，在除氧器、离子阱、第一效降膜蒸发器之间加入预热器。
降膜蒸发器为水平管降膜蒸发器，设有蒸汽室、蒸发室、水平换热管束、布液缓冲管束、除沫器。其有益效果是利用布液缓冲管束减轻铝合金换热管的冲蚀损伤。布液缓冲管束可选用铝合金换热管，也可以选用钛管或其他耐冲蚀金属管。
本发明的有益效果是：这种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器利用离子阱去除原料海水中的铜离子和铁离子，避免了电位腐蚀，保护了铝合金换热管的表面氧化膜；离子阱同时去除了大量的钙离子，减小了硫酸钙的形成，铝合金管表面结垢现象得到抑制，不易形成封闭低pH值空间，减小了平均腐蚀速率；利用除氧器除去原料海水中的溶解氧，减小了电位腐蚀的发生几率；除氧器同时也脱出了原料海水中的大部分不凝气，减小了蒸发器内换热管表面由于分压变化而析出的不凝气气泡破裂对铝合金管氧化层的破坏；利用布液缓冲管降低了顶排管的冲蚀速度，降低了铝合金换热管上表面氧化层破坏速度。此方法可极大程度上降低铝合金换热管的腐蚀速率，保证了铝合金换热管在海水淡化蒸发器中的安全使用和长使用寿命。
附图说明
图1是一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的系统示意图。
图2是另一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的系统示意图。
图中：1、离子阱，2、除氧器，3、降膜蒸发器，4、布液缓冲管。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细对本发明作进一步说明。
图1、2示出了铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的系统示意图。这种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，海水淡化降膜蒸发器包括降膜蒸发器3、附属设备、离子阱1和除氧器2。原料海水通过离子阱1、除氧器2和降膜蒸发器3后进入海水淡化系统。离子阱1内填充铝制碎片或其他活性金属碎片，离子阱1的出口海水铜、铁离子含量为0-10ppb。除氧器2的出口海水含氧量为0-200 ppb。降膜蒸发器3换热管部分或全部使用铝合金换热管，降膜蒸发器3内的喷淋装置与首排铝合金换热管之间至少设置一排布液缓冲管4。
图1示出了原料海水依次通过离子阱1、除氧器2和降膜蒸发器3后进入海水淡化系统。
图2示出了原料海水依次通过除氧器2、离子阱1和降膜蒸发器3后进入海水淡化系统。
采用上述的技术，离子阱内填充铝制碎片或其他活性更佳的金属碎片，金属碎片体积应保证相对较小，以增大与海水的接触面积，但同时又不能被原料海水带出离子阱系统。系统中的原料海水进入离子阱，与离子阱中的金属碎片充分混合，脱出其中的铜离子和铁离子，保证离子阱出口海水中的铜离子和铁离子的含量在0-10ppb范围内。
除氧器形式一般采用负压热力除氧器，在脱出氧气的同时给原料海水升温，提高能源利用效率。根据实际情况可选择其他类型除氧器。原料海水在进入除氧器后，需保证除氧器出口氧含量在0-200ppb范围内。
降膜蒸发器是海水淡化的主要设备，管束布置一般采用正三角形布管或转角三角形布管；喷淋装置一般采用非雾化喷嘴；需在喷淋装置和顶排铝合金换热管之间布置一排或多排布液缓冲管；布液缓冲管材质可选择铝合金管或者钛管；布液缓冲管可减小顶排换热管表面冲蚀速率，同时优化布液，避免干区形成。
上述技术的工作过程：海水经离子阱脱离子达到要求后进入除氧器脱出氧气和其中的不凝气，满足除氧器出口要求后进入第一效降膜蒸发器，由喷淋装置喷洒到布液缓冲管表面，在重力的作用下，原理海水在管表面形成液膜受热并逐排下落；蒸发出来的蒸汽和未蒸发的浓盐水进入海水淡化系统中的其他效降膜蒸发器或冷凝器中。

Claims (3)

1.一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，海水淡化降膜蒸发器包括降膜蒸发器（3）及附属设备，其特征是：海水淡化降膜蒸发器还包括离子阱（1）和除氧器（2），原料海水通过离子阱（1）、除氧器（2）和降膜蒸发器（3）后进入海水淡化系统；所述离子阱（1）内填充铝制碎片或其他活性金属碎片，离子阱（1）的出口海水铜、铁离子含量为0-10 ppb；所述除氧器（2）的出口海水含氧量为0-200 ppb；所述降膜蒸发器（3）换热管部分或全部使用铝合金换热管，降膜蒸发器（3）内的喷淋装置与首排铝合金换热管之间至少设置一排布液缓冲管（4）。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，其特征是：所述原料海水依次通过离子阱（1）、除氧器（2）和降膜蒸发器（3）后进入海水淡化系统。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金管应用于海水淡化降膜蒸发器的方法，其特征是：所述原料海水依次通过除氧器（2）、离子阱（1）和降膜蒸发器（3）后进入海水淡化系统。
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