CN109476510B - 具有多效蒸发器和流化床结晶器的热脱盐系统 - Google Patents
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Abstract
一种热脱盐系统，包括一个多效蒸发器，所述多效蒸发器包括被配置为生产产物水和盐水的多个效果器和被配置为从水中除去溶解矿物质和/或固体物的一个流化床结晶器，其中所述流化床结晶器被布置在所述多效蒸发器的至少两个效果器之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种热脱盐系统和一种操作热脱盐系统的方法。
背景技术
在一个包括具有多个效果器的一个多效蒸发器的热脱盐系统中，给水被供应到例如通过流通在加热管中的蒸汽来加热的一个第一效果器。水蒸气从给水中蒸发并被通入到随后的效果器的加热管中，并且一系列效果器可以以这种方式形成链。所述水蒸气冷凝并作为产物水除去。根据系统的配置，可以将蒸汽引入第一个或最后一个效果器。
系统的操作温度的限制因素，以及因此影响系统的回收效率及其成本效益，由于给水中存在溶解的矿物质而升高了。在海水中，特别的问题是存在形成碳酸钙（CaCO3）的钙和碳酸盐。在较高温度下，碳酸钙更容易沉淀，因此导致最后面效果器的操作温度受到溶解矿物质比例的限制。常规地，通过以低回收率和/或相对低的温度操作系统或通过用化学品实施给水的预处理阶段以降低溶解的矿物质含量来解决该问题，这些是不希望的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种热脱盐系统，包括一个多效蒸发器，所述多效蒸发器包括被配置为生产产物水和盐水的多个效果器和被配置为从水中除去溶解矿物质和/或固体物的一个流化床结晶器，其中所述流化床结晶器位于所述多效蒸发器的至少两个效果器之间。
所述流化床结晶器可以从一个第一效果器接收给水并且将给水供应到一个第二效果器。
第一个效果器可能是一个较冷的效果器，第二个效果器可能是一个较热的效果器。
所述第二个效果器可能是最热的效果器。
所述流化床结晶器可以连接在包括多个第一效果器的第一组和包括多个第二效果器的第二组之间。
所述系统可进一步包括一个后处理单元，其中由流化床结晶器除去的矿物质的至少一部分被引入到所述后处理单元以使所述产物水再矿化。
所述溶解的矿物质和/或固体物可以是钙和/或镁化合物。
所述流化床结晶器可以配置为在晶种材料上沉淀所述矿物质。
所述晶种材料可包括沙粒。
所述系统可包括多个流化床结晶器，它们设置在所述多效蒸发器的相应效果器之间。
根据本发明的第二方面，提供了一种操作用于处理水的热脱盐系统的方法，包括将离开预处理单元的水引入包括多个蒸发器效果器的多效蒸发器中，将来自所述多个蒸发器效果器的一个第一效果器的水引导到一个流化床结晶器中，所述流化床结晶器被配置为从水中除去溶解的矿物质和/或固体物，并将来自所述流化床结晶器的水引导到一个第二效果器。
所述第一个效果器可能是一个较冷的效果器，所述第二效果器可能是一个较热的效果器。
所述方法可包括将来自一个包含多个第一效果器的第一组的给水引导至所述流化床结晶器，并将来自所述流化床结晶器的给水引导至一个包含多个第二效果器的第二组。
所述方法可以包括将在所述流化床结晶器中除去的所述矿物质的至少一些引入到一个后处理单元中以使所述水再矿化。
附图说明
本发明的实施例通过参考如下附图的示例来介绍，其中；
图1是包括一个多效蒸发器水处理装置和一个流化床结晶器的水处理系统的图示。
具体实施方式
现在具体参考附图，要强调的是，所示的细节仅是示例性的，仅用于说明性讨论本发明的优选实施例的目的，并且被认为用于提供对本发明的原理和概念方面的最有用和易于理解的描述。在这方面，没有试图显示比对本发明的基本理解所必需的更详细的结构细节，通过附图进行的描述使得本领域技术人员对本发明的几种形式如何在实际中实施是显而易见的。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应该理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明适用于其他实施例或以各种方式实践或实施。而且，应该理解，这里采用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。
现在参照图1，包括一个多效蒸发器11的水处理设备通常用10表示。一个给水供应在12处示出，在这种情况下用于供应海水到为热脱盐设备的水处理设备。所述多效蒸发器包括多个效果器11a-11h。多个效果器可以被连接以形成并联的效果器组。在该示例中，效果器都成对连接，使得组13a包括效果器11a和11b，组13b包括效果器11c和11d，组13c包括效果器11e和llf，以及组13d包括效果器11g和11h。一个降膜元件14接收来自供应12的给水，并且不可冷凝的气体通过NCG去除装置15除去。第一泵16b将来自所述降膜元件14的给水输送到13d，第二泵16b输送来自组13d的给水到组13c，以及第三泵16c将来自组13c的给水输送到组13b。来自每组效果器的产物由产物闪蒸室列17接收并被引导至产物出口18，来自效果器11a的冷凝物在管线19上被除去并被引导至冷凝物出口20。来自最后面组13a的盐水通过盐水闪蒸室列21去除并被引导至盐水出口22。加热蒸汽从蒸汽源23供应，并供应至组13a以提供给水的初始加热。
连续的效果器组更热，即它们具有比上游的前一组更高的操作温度。在图1系统中，组13a是最热的组，组13d是最冷的组。
显而易见的是，当给水在连续的效果器组之间转移时，它将变得更加浓缩，并且给水中的总溶解固体物将增加。
为了除去溶解的矿物质并使最后面的组13a的操作温度升高，在较冷的组13b和较热的组13a之间提供一个流化床结晶器30。在流化床结晶器中，待处理的水被迫向上通过例如为沙子的晶种颗粒床，使得晶种颗粒处于悬浮状态。溶解的矿物质沉淀在晶种颗粒上并落到所述装置的一个下部，从而减少了给水中溶解的固体物并使沉淀的矿物质易于除去。
第四泵16d将来自组13b的给水传送到流化床结晶器30。然后来自所述流化床结晶器30的给水通过管线31传送到第一组13a，在该实例中通过第五泵16e来泵送，但是如果需要可以省略。虽然在该实施例中所有的给水都显示为通过流化床结晶器30，但是可以提供旁通管线来使只有可控部分的给水通过所述流化床结晶器30。
一个除盐管线32连接到所述流化床结晶器30，以接收所述被除去的矿物质。
因此，通过以这种方式使给水通过流化床结晶器，可以降低给水中的总溶解固体物，并且最后面的组13a中的操作温度增加，在该实施例中为90℃或更高。有利地，由于所述流化床结晶器位于MED工艺的中间，进入所述流化床结晶器的所述给水可能具有非常高水平的溶解矿物质，并且实际上可能被CaCO3过饱和，因为矿物质含量在水处理过程中浓缩。常规地，在用流化床结晶器处理水之前或期间，需要用试剂剂量和调节给水pH，以促进溶解的矿物质的沉淀和结晶。然而，由于在该实施例中所述给水的浓度非常高或过饱和，因此在CaCO3的结晶阶段中仅需要使用最少量的化学处理，或者实际上可以完全省略。
尽管仅示出了单个流化床结晶器30，其连接在最热组13a和较冷组13b之间，但显然所述流化床结晶器可以连接在任何其他一对组之间，或者甚至连接在多于两组之间，或者而是在单个的效果器之间。 根据给水中溶解的矿物质的浓度，可以提供多个流化床结晶器，其适当地位于任何组或效果器之间，并且可以另外将来自一个更热效果器或效果器组的给水供应到一个更冷的效果器或效果器组。
从水净化或蒸馏装置例如从本文所述的水处理系统产生的产物水必须在净化后进行处理以将pH调节至约为8。通常，这例如通过使用碳酸化或在适当时通过与水源水混合来进行。在该实施例中，通过重新引入来自所述流化床结晶器30的矿物质来提供适当的后处理。一个后处理装置（未示出）可以在管线31上接收来自流化床结晶器30的去除的矿物质和在管线18上的接收产物水，用回收的矿物质处理产物水，以将处理过的水的pH降低到所需的水平。根据需要，所述后处理装置可以是任何合适的常规装置，这取决于接收的来自流化床结晶器30的去除矿物质的形式。显然，这种改进有利地提供了一种处理来自水处理系统10的产物水的简单和现场方法。
在以上描述中，实施例是本发明的示例或实现。出现的“一个实施例”，“实施例”或“一些实施例”不一定都指代相同的实施例。
尽管可以在单个实施例的上下文中描述本发明的各种特征，但是这些特征也可以单独提供或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见本文在单独的实施例的上下文中描述本发明，但是本发明也可以在单个实施例中实现。
此外，应该理解，本发明可以以各种方式实施或实施，并且本发明可以在除了以上描述中概述的实施例之外的实施例中实现。
除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语的含义应由本发明所属领域的普通技术人员按照通常的含义理解。
Claims (13)
1.一种热脱盐系统，包括
一个预处理单元，包括一个降膜元件及一个NCG去除装置；
所述降膜元件被配置为接收来自供应的给水；
所述NCG去除装置被配置为除去不可冷凝的气体；
一个包括多个被配置为产生产物水和盐水的效果器的多效蒸发器；
一个被配置为从水中除去溶解的矿物质和/或固体物的流化床结晶器；
还包括一个产物闪蒸室列及一个盐水闪蒸室列；
其中所述流化床结晶器被布置在所述多效蒸发器的至少两个效果器之间；
所述产物闪蒸室列被配置为接收来自每组效果器的产物，并引导至产物出口；以及在管线上除去来自效果器的冷凝物，并引导至冷凝物出口；
所述盐水闪蒸室列被配置为去除盐水，并引导至盐水出口。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流化床结晶器从一个第一效果器接收给水并将给水供给到一个第二效果器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一效果器是一个较冷的效果器，所述第二效果器是一个较热的效果器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第二效果器是最热的效果器。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述流化床结晶器连接在一个包括多个第一效果器的第一组和一个包括多个第二效果器的第二组之间。
6.根据前述权利要求2至4中任一项所述的系统，进一步包括一个后处理单元，其中由所述流化床结晶器除去的所述矿物质的至少一部分被引入到所述后处理单元以使所述产物水再矿化。
7.根据前述权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述溶解的矿物质和/或固体物是钙和/或镁化合物。
8.根据前述权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述流化床结晶器被配置为在一个晶种材料上沉淀所述矿物质。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述晶种材料包括沙粒。
10.一种操作用于处理水的热脱盐系统的方法，包括：
一个预处理单元，其包括一个降膜元件及一个NCG去除装置；
使用降膜元件接收来自供应的给水；
使用NCG去除装置除去不可冷凝的气体；
将离开预处理单元的水引入一个包括多个蒸发器效果器的多效蒸发器中；
将来自所述多个蒸发器效果器的一个第一效果器的水引入一个流化床结晶器中，所述流化床结晶器被配置为从水中除去溶解的矿物质和/或固体物；
将来自所述流化床结晶器的水引导到一个第二效果器；
使用产物闪蒸室列接收来自每组效果器的产物，并引导至产物出口；以及在管线上除去来自效果器的冷凝物，并引导至冷凝物出口；
使用盐水闪蒸室列去除盐水，并引导至盐水出口。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一个效果器是一个较冷的效果器，所述第二效果器是一个较热的效果器。
12.根据权利要求11所述的方法，包括将来自一个包含多个第一效果器的第一组的给水引导至所述流化床结晶器，并将来自所述流化床结晶器的给水引导至一个包含多个第二效果器的第二组。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，进一步包括将在所述流化床结晶器中吸附的所述矿物质的至少一些被引入一个后处理单元中以使产物水再矿化。
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