CN201395519Y - 带预热器的多效蒸馏海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于用蒸汽、热水等为热源，采用多效蒸馏方法以海水为原料制取淡水的带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，包括一效蒸发器(2)二效蒸发器(9)一直到n效蒸发器及挡液装置(6)、蒸发器海水喷淋装置(19)、冷凝器(14)和海水进料管，所述海水进料管包括海水进料总管和进入各效蒸发器的海水进料支管(18)，其特征在于：在沿海水流动方向的海水进料管上设置有第一海水预热器(20)第二海水预热器(21)一直到n海水预热器，各效进料海水走海水预热器管程，各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管(22)进入海水预热器壳程，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管(23)回到蒸发器中。本实用新型装置可以减少海水淡化装置总传热面积，降低成本。

Description

带预热器的多效蒸馏海水淡化装置

(一)技术领域

本实用新型涉及一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，主要用于用蒸汽、热水等为热源，采用多效蒸馏方法以海水为原料制取淡水的装置。属换热设备技术领域。

(二)背景技术

多效蒸馏是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来被分成2～n效组，用一定量的驱动热源输入进行多次蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热热源的蒸馏水的海水淡化技术。如图1所示图中所示为四效，效数可以是2～n效，经处理的海水通过海水进口15，进入冷凝器14进行预热后分成二路物流，一路作为冷却水通过海水冷却水排出口16排入大海，另一路作为蒸馏过程中的进料，进料海水加热后被引入到蒸发器的几效中，料液经蒸发器海水进口支管18进入蒸发器海水喷淋装置19被均匀分布到蒸发器的顶排管上，然后沿顶排管以薄膜型式向下流动，部分水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发，二次蒸汽在下一效中冷凝成产品水。驱动热源被输入到第一效中的蒸发器内，加热管外的海水产生与热量相当的二次蒸汽，由于第二效的操作压力要低于第一效，二次蒸汽经挡液装置6后进入下一效换热管，蒸发、过程在各效重复，每一效均产生蒸馏水，最后一效的蒸汽在冷凝器14中被海水冷凝。各效间的产品水罐通过凝结淡水连管8相连，蒸馏后的浓海水通过浓海水连管7相连，由于各效压力不同使凝结淡水和浓海水在下一效中闪蒸，并将热量带回蒸发器，这样凝结淡水和浓海水呈阶梯状流动，并逐级闪蒸冷却，回收热量提高系统总热量。经闪蒸冷却后的凝结淡水汇总后通过淡水出水管13进入淡水储罐。浓海水汇总后经过浓海水出口管12通过浓盐水泵排出。不凝性气体在冷凝器富集，通过不凝性气体排出口17由抽真空装置抽除。

对于多效蒸馏海水淡化装置，由于海水经过冷凝器加热后进入蒸发器中，各效进料海水的温度低于冷凝温度，更低于各效蒸发压力对应的饱和温度，进料海水处于过冷状态，所以蒸发器上部管排主要消除海水的过冷度，没有蒸汽产生，变为管内蒸汽和管外过冷水进行换热，造成换热系数较低，耗费的传热面积较大。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种可以减少海水淡化装置总传热面积，降低成本的带预热器的多效蒸馏海水淡化装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

方案一：

一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，包括一效蒸发器二效蒸发器一直到n效蒸发器及挡液装置、蒸发器海水喷淋装置、冷凝器和海水进料管，所述海水进料管包括海水进料总管和进入各效蒸发器的海水进料支管，在沿海水流动方向的海水进料管上设置有第一海水预热器第二海水预热器一直到n海水预热器，各效进料海水走海水预热器管程，各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管进入海水预热器壳程，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管回到蒸发器中。由于海水预热器的管外凝结换热系数远大于原蒸发器上部消除进料海水过冷度部分的换热系数，通过增加海水预热器可以减少海水淡化装置总传热面积，降低成本。

方案二：

在沿海水流动方向的海水总管上串联设置第一海水预热器一直到第n海水预热器，海水走海水预热器管程，将海水一级一级加热，将各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管进入海水预热器壳程，加热管程进料海水，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管回到蒸发器中。从第一海水预热器开始每个海水预热器出口分出一路进入海水进口支管通过蒸发器海水喷淋装置进入各效蒸发器壳程喷淋。剩余海水进入下一个海水预热器管程加热。通过海水由低到高被一级一级加热，通过海水由低到高一级一级加热，可以将低温效的部分热量通过进料海水带入到高温效中，使单位水量的热源消耗量减小，提高了造水比，减少运行成本。

本实用新型的有益效果是：通过增设海水预热器，将进料海水预热，温度提高，再进入各效蒸发器壳程喷淋，这样可以可以减少海水淡化装置总传热面积，降低成本。

(四)附图说明

图1以往多效蒸馏海水淡化装置的总体结构示意图。

图2为本实用新型方案一的结构示意图。

图3为本实用新型方案二的结构示意图。

图中：驱动蒸汽进口1、一效蒸发器2、工作蒸汽凝水出口3、蒸发器换热管束4、蒸发器出液端盖5、挡液装置6、浓海水连管7、凝结淡水连管8、二效蒸发器9、三效蒸发器10、四效蒸发器11、浓海水出口管12、淡水出水管13、冷凝器14、海水进口15、海水冷却水排出16、不凝性气体排出口17、蒸发器海水进料支管18、蒸发器海水喷淋装置19、第一海水预热器20、第二海水预热器21、蒸汽进海水预热器管22、凝水出海水预热器管23、第三海水预热器24、第四海水预热器25。

(五)具体实施方式

方案一：

如图2所示图中为四效，该多效蒸馏海水淡化装置由一效蒸发器2二效蒸发器9一直到n效蒸发器及挡液装置6、蒸发器海水喷淋装置19、冷凝器14、第一海水预热器20第二海水预热器21一直到n海水预热器和外部管路系统组成。在沿海水流动方向的各效蒸发器并联海水进口支管18上增设第一海水预热器20一直到第n海水预热器，各效进料海水走海水预热器管程，将各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管22进入海水预热器壳程，加热管程进料海水，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管23回到蒸发器中。经预热升温后的进料海水通过蒸发器海水喷淋装置19进入各效蒸发器壳程喷淋。驱动热源进入一效蒸发器2管程加热管外海水产生蒸汽，管程加热蒸汽自身凝结成淡水。产生的蒸汽进入下一效作为加热源，以此类推，各效间的产品水罐通过凝结淡水连管8相连，蒸馏后的浓海水通过浓海水连管7相连，由于各效压力不同使凝结淡水和浓海水在下一效中闪蒸，并将热量带回蒸发器，这样凝结淡水和浓海水呈阶梯状流动，并逐级闪蒸冷却，在最后一级将产生的淡水通过连接管路一同并入淡水出口管通过淡水泵打入淡水储罐；浓缩后的海水也通过连接管路一同并入浓海水出口管11，通过浓海水泵外排。

方案二：

如图3所示图中为四效，该多效蒸馏海水淡化装置由一效蒸发器2二效蒸发器9一直到n效蒸发器及挡液装置6、蒸发器海水喷淋装置19、冷凝器14、第一海水预热器20第二海水预热器21一直到n海水预热器和外部管路系统组成。在沿海水流动方向的海水总管上串联设置第一海水预热器20一直到第n海水预热器，海水走海水预热器管程，将海水一级一级加热，将各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管22进入海水预热器壳程，加热管程进料海水，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管23回到蒸发器中。从第一海水预热器20开始每个海水预热器出口分出一路进入海水进口支管18通过蒸发器海水喷淋装置19进入各效蒸发器壳程喷淋。剩余海水进入下一个海水预热器管程加热，海水由低到高被一级一级加热。

上述方案适用于水平布置的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器，加热热源可以是蒸汽、热水、太阳能等多种热源，可以带热压缩、吸收式热泵或低压透平等多种型式。

Claims (4)

1、一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，包括一效蒸发器(2)二效蒸发器(9)一直到n效蒸发器及挡液装置(6)、蒸发器海水喷淋装置(19)、冷凝器(14)和海水进料管，所述海水进料管包括海水进料总管和进入各效蒸发器的海水进料支管(18)，其特征在于：在沿海水流动方向的海水进料管上设置有第一海水预热器(20)第二海水预热器(21)一直到n海水预热器，各效进料海水走海水预热器管程，各效蒸发器管程的蒸汽通过蒸汽进海水预热器管(22)进入海水预热器壳程，蒸汽凝结后通过凝水出海水预热器管(23)回到蒸发器中。

2、根据权利要求1所述的一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，其特征在于：所述各海水预热器并联设置在沿海水流动方向的各效蒸发器海水进料支管(18)上。

3、根据权利要求1所述的一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，其特征在于：所述各海水预热器串联设置在沿海水流动方向的海水进料总管上，从第一海水预热器(20)开始的每个海水预热器出口分出一路海水进入海水进口支管(18)，剩余海水进入下一个海水预热器管程。

4、根据权利要求1、2或3所述的一种带预热器的多效蒸馏海水淡化装置，其特征在于：所述各效蒸发器蒸发器是水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器。

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