CN206308053U - 一种低温多效海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低温多效海水淡化系统，原物料在进入低温多效蒸馏系统之前，当原物料温度低于进入末效组蒸发器的物料设定温度时，通过浓海水换热器对原物料进行预热，以使原物料进入蒸发器时达到预设值；采用分效组分段进料，在后一效组蒸发器的浓水经过浓水换热器与第一效组蒸发器回收的浓水换热后进入在前一效组蒸发器。能够解决传统平行进料流程物料海水回收率低的问题，降低了运行加药和电耗成本；不仅解决了传统工艺方式的不足，而且提高了低温多效淡化系统的热效率，降低了设备投资和运行成本；该工艺流程具有造水比高、物料水回收率高，电耗低，热效率高，设备投资和运行成本低等优点。

Description

一种低温多效海水淡化系统

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，尤其是涉及一种低温多效海水淡化系统。

背景技术

低温多效蒸馏海水淡化技术是指海水的最高蒸发温度低于70℃的蒸馏淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。

低温多效海水淡化工艺流程主要由物料进水方式、蒸发器效组选择、换热器形式及位置的设置等组成。

选择不同的工艺流程，低温多效蒸馏海水淡化装置的性能指标都有所不同，带来的设备投资和运行成本差别很大。所以工艺流程的选择对低温多效海水淡化系统尤为重要。

传统的低温多效海水淡化工艺流程按物料进水方式的不同主要分为平行进料和分段进料两种。这两种工艺方式都有各自的优点，但同时也存在一定的不足。平行进料工艺一般需要大量的物料海水，海水的回收率较低。高温效物料水过冷度较大，系统需要设置多个回热加热器，设备成本较高。分段进料工艺，虽然海水回收率较高，但设备需要设置多个闪蒸罐来回收浓水热量，且系统较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种低温多效海水淡化系统，以解决平行进料工艺回收率低，及分段进料需要设置多个闪蒸罐来回收浓水热量、系统复杂、能耗高等问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种低温多效海水淡化系统，包括进气系统、进料系统及低温多效蒸馏系统；

所述低温多效蒸馏系统包括多效组蒸发器和凝汽器6；每一所述效组蒸发器至少包括一效蒸发器；第一效组蒸发器的浓水出口连接浓水回收管；沿蒸汽流动方向，前一效组蒸发器的蒸汽出口与后一效组蒸发器的蒸汽入口相连，末效组蒸发器的蒸汽出口与所述凝汽器6的蒸汽入口相连；所述凝汽器6的冷凝水出口及各效组蒸发器的冷凝水出口均连接有产品水回收管，自第二效蒸发器52产品水通过效间的淡水管自流至下一效淡水侧，直至汇集到末效蒸发器510，与所述凝汽器6冷却水一同通过产品水管排出设备；

所述进气系统的进气管出口与所述低温多效蒸馏系统的第一效组蒸发器的蒸汽入口相连；

所述进料系统包括进料管路，所述进料管路出液口与末效组蒸发器的物料水进口相连；后一效组蒸发器的浓水出口连接前一效组蒸发器的物料水进口；后一效组蒸发器的浓水出口与前一效组蒸发器的物料水进口之间，设有由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器13；所述汇集于凝汽器6的不凝气通过管道与不凝气抽除器2相连，第二效组蒸发器中的浓水经过不凝气抽除器2后进入第一效组蒸发器中。

进一步的，所述进料管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器13。

进一步的，所述进料系统还包括原海水管路，所述原海水管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的海水预热器17，所述原海水管路与所述凝汽器6相连，所述凝汽器6冷却水出口与所述进料管路入口相连，优选的，所述海水预热器17及浓水换热器13均为板式换热器。

进一步的，所述第一效组蒸发器中的第一效蒸发器51的冷凝水出口与凝结水冷却器18相连；所述凝结水冷却器18由原物料提供冷却水；所述第一效组蒸发器中的第一效蒸发器51的冷凝水出口还与所述原海水管路相连。

进一步的，所述产品水回收管上设有产品水冷却器16。

进一步的，所述不凝气抽除器2为真空泵。

进一步的，所述进气系统中的进气管路的入口连接动力蒸汽及蒸发器之间的任一蒸汽管。

进一步的，所述进气系统中的进气管路上设有TVC1。第一效蒸发器51热源来自TVC后减温4出口混合蒸汽，其余蒸发器的热源来自上一效的海水蒸发的二次蒸汽。

进一步的，所述进气系统中的进气管路上还设有TVC前减温装置3及TVC后减温装置4，所述TVC1设置在所述TVC前减温装置3与TVC后减温装置4之间。

进一步的，沿蒸汽流动方向，所述低温多效组蒸发器包括依次连接的第一效组蒸发器、第二效组蒸发器及第三效组蒸发器；

所述第一效组蒸发器包括依次连接的第一效蒸发器51及第二效蒸发器52；

所述第二效组蒸发器包括依次连接的第三效蒸发器53、第四效蒸发器54及第五效蒸发器55；

所述第二效组蒸发器包括依次连接的第六效蒸发器56、第七效蒸发器57、第八效蒸发器58、第九效蒸发器59及末效蒸发器510。

一种利用低温多效海水淡化系统淡化海水的方法，

采用分效组分段进料，物料进入末效组蒸发器中，后一效组蒸发器的浓水经过浓水换热器13与第一效组蒸发器回收的浓水换热后进入前一效组蒸发器；第二效组蒸发器中的浓水经过不凝气抽除器2进一步预热后进入第一效组蒸发器中；

由进气系统进入第一效蒸发器51的蒸汽与原物料水进行换热后，凝结水通过凝结水泵10送至凝结水冷却器18，海水蒸发的二次蒸汽进入第二效蒸发器52，第二效的蒸汽冷凝水通过效间的产品水管自流至下一效，第二效海水蒸发的二次蒸汽作为第三效蒸发器53的热源，以此类推，直至末效蒸发器510；即第一效蒸发器51后的各蒸发器的热源来自上一效的海水蒸发的二次蒸汽；

通过海水预热器17对原物料进行预热，以使原物料进入凝汽器6时达到预设值；原物料水进入凝汽器6冷却末效蒸汽，同时也被预热，首先进入末效组蒸发器，浓水经过浓水换热器13换热后进入在前一效组蒸发器，最后由第一效组蒸发器排出并由浓水回收管回收。

相对于现有技术，本实用新型所述的低温多效海水淡化系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的低温多效海水淡化系统通过设置海水预热器及浓水换热器，替代传统分段流程浓水闪蒸罐的设置，能够提高系统的热利用率；一方面有效利用了高温效组浓海水的热量，另一方面降低了低温效组物料海水的过冷度。

(2)本实用新型所述的低温多效海水淡化系统中海水预热器及浓水换热器均为板式换热器，替代传统平行进料流程回热加热器的设置，减低设备投资，提高了系统造水比。

(3)本实用新型所述的低温多效海水淡化方法采用分效组分段进料，解决传统平行进料流程物料海水回收率低的问题，降低了运行加药和电耗成本；不仅解决了传统工艺方式的不足，而且提高了低温多效淡化系统的热效率，降低了设备投资和运行成本；该工艺流程具有造水比高、物料水回收率高，电耗低，热效率高，设备投资和运行成本低等优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的低温多效海水淡化系统示意图。

附图标记说明：

1-TVC；2-不凝气抽除器；3-TVC前减温装置；4-TVC后减温装置；51-第一效蒸发器；52-第二效蒸发器；53-第三效蒸发器；54-第四效蒸发器；55-第五效蒸发器；56-第六效蒸发器；57-第七效蒸发器；58-第八效蒸发器；59-第九效蒸发器；510-末效蒸发器；6-凝汽器；7-物料水升压泵；8-第一中间水泵；9-第二中间水泵；10-凝结水泵；11-减温水泵；12-浓海水泵；13-浓水换热器；15-产品水泵；16-产品水冷却器；17-海水预热器；18-凝结水冷却器；19-原海水泵。

具体实施方式

除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。

在说明书和权利要求书中使用的，TVC为蒸汽压缩喷射器；TVC前减温装置及TVC后减温装置均为现有的减温装置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例及附图细说明本实用新型。

如图1所示，一种低温多效海水淡化系统，包括进汽系统、进料系统及低温多效蒸馏系统；

低温多效蒸馏系统包括多效组蒸发器和凝汽器6；每一效组蒸发器至少包括一效蒸发器；第一效组蒸发器的浓水出口连接浓水回收管；沿蒸汽流动方向，前一效组蒸发器的蒸汽出口与后一效组蒸发器的蒸汽入口相连，末效组蒸发器的蒸汽出口与凝汽器6的蒸汽入口相连；凝汽器6的冷凝水出口及各效组蒸发器的冷凝水出口均连接有产品水回收管，自第二效蒸发器52产品水通过效间的淡水管自流至下一效淡水侧，直至汇集到末效蒸发器510，与凝汽器6冷却水一同通过产品水管排出设备；

进气系统的进气管出口与低温多效蒸馏系统的第一效组蒸发器的蒸汽入口相连；

进料系统包括进料管路，进料管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器13；进料管路出液口与末效组蒸发器的物料水进口相连；后一效组蒸发器的浓水出口连接前一效组蒸发器的物料水进口；后一效组蒸发器的浓水出口与前一效组蒸发器的物料水进口之间，设有由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器13；汇集于凝汽器6的不凝气通过管道与不凝气抽除器2相连。本实例中不凝气抽除器2为真空泵，第二效组蒸发器中的浓水经过不凝气抽除器2后进入第一效组蒸发器中。

本实例中各效蒸发器中物料水进口均设有喷淋器，喷淋的物料水保证足够的均匀度，本实例中物料水为海水。

本实例中凝汽器6由原海水为冷却剂，进料系统还包括原海水管路，原海水管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的海水预热器17，原海水管路与凝汽器6相连，凝汽器6冷却水出口与进料管路入口相连，海水预热器17及浓水换热器13均为板式换热器。

本实例中，第一效组蒸发器中的第一效蒸发器51的冷凝水出口与凝结水冷却器18相连；凝结水冷却器18由原物料提供冷却水；第一效组蒸发器中的第一效蒸发器51的冷凝水出口还与原海水管路相连。

产品水回收管上设有产品水冷却器16。本实例中产品水冷却器16的冷却剂为原海水。

进气系统中的进气管路上设有TVC1。进气系统中的进气管路上还设有TVC前减温装置3及TVC后减温装置4，TVC1设置在TVC前减温装置3与TVC后减温装置4之间。第一效蒸发器51热源来自TVC后减温4出口混合蒸汽，其余蒸发器的热源来自上一效的海水蒸发的二次蒸汽。

本实例中沿蒸汽流动方向，低温多效组蒸发器包括依次连接的第一效组蒸发器、第二效组蒸发器及第三效组蒸发器；

第一效组蒸发器包括依次连接的第一效蒸发器51及第二效蒸发器52；

第二效组蒸发器包括依次连接的第三效蒸发器53、第四效蒸发器54及第五效蒸发器55；

第二效组蒸发器包括依次连接的第六效蒸发器56、第七效蒸发器57、第八效蒸发器58、第九效蒸发器59及末效蒸发器510。本实例中各效蒸发器均为水平管降膜蒸发器。

本实例中，进气管路上的TVC1与动力蒸汽、及第八效蒸发器58、第九效蒸发器59之间的蒸汽管相连。能够提高动力蒸汽的利用率。

本实例的工作工程：原料海水经原海水泵19被引入到凝汽器6。流出凝汽器6后，一部分海水被排放掉，剩余被称为“海水补给水”。海水补给水一部分部分直接经过物料水升压泵7以平行进料的方式直接喷淋到第九效蒸发器59及末效蒸发器510的换热管束上；海水补给水剩余部分经过与海水预热器13进行换热后以平行进料的方式喷淋到第六效蒸发器56、第七效蒸发器57及第八效蒸发器58的换热管束上，以降低末效组蒸发器中物料水过冷度，提高换热效率；第六效蒸发器56、第七效蒸发器57、第八效蒸发器58、第九效蒸发器59及末效蒸发器510中的浓水经过第一中间水泵8与浓水换热器13换热后，以平行进料的方式喷淋到第三效蒸发器53、第四效蒸发器54及第五效蒸发器55的换热管束上；第三效蒸发器53、第四效蒸发器54及第五效蒸发器55中的浓水经过第二中间水泵9及不凝气抽除器2后喷淋到第一效蒸发器51及第二效蒸发器52的换热管束上；第一效组蒸发器的浓水由浓水回收管回收并由浓水回收管上的浓海水泵12排放即得浓海水。

动力蒸汽由进气系统进入第一效组蒸发器中的第一效蒸发器51，蒸汽与原物料进行换热后，并在管束内冷凝，所释放出的热能将一部分喷淋到管束上的海水蒸发。所产生的蒸汽将在后一效蒸发器的管束冷凝，后一效蒸发器比前一效蒸发器的温度更低。在每一效蒸发器中都会有一部分海水被蒸发。第二效蒸发器52、第三效蒸发器53、第四效蒸发器54、第五效蒸发器55、第六效蒸发器56、第七效蒸发器57、第八效蒸发器58及第九效蒸发器59的冷凝水进入到产品水回收管进行回收，末效蒸发器510的蒸汽进入凝汽器6后冷凝水也进入到产品水回收管进行回收并由产品水泵15抽出，即得产品水。产品水在被回收时可根据预设温度选择是否经过产品水冷却器16冷却。第一效蒸发器51中的冷凝水一部分经过凝结水泵10及凝结水冷却器18后排出；另一部分经过凝结水泵10及减温水泵11经TVC前减温装置3，TVC后减温装置4进入到进气管路中。

一种利用低温多效海水淡化系统淡化海水的方法，采用分效组分段进料，后一效组蒸发器的浓水经过浓水换热器13与第一效组蒸发器回收的浓水换热后进入前一效组蒸发器；第二效组浓水经过不凝气抽除器2进一步预热后进入第一效组；

由进气系统进入第一效蒸发器51的蒸汽与原物料水进行换热后，凝结水通过凝结水泵10送至凝结水冷却器18，海水蒸发的二次蒸汽进入第二效蒸发器52，第二效的蒸汽冷凝水通过效间的产品水管自流至下一效，第二效海水蒸发的二次蒸汽作为第三效蒸发器53的热源，以此类推，直至末效蒸发器510；即第一效蒸发器51后的各蒸发器的热源来自上一效的海水蒸发的二次蒸汽；

通过海水预热器17对原物料进行预热，以使原物料进入凝汽器6时达到预设值；原物料水进入凝汽器6冷却末效蒸汽，同时也被预热，首先进入末效组蒸发器，浓水经过浓水换热器13换热后进入在前一效组蒸发器，最后由第一效组蒸发器排出并由浓水回收管回收。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低温多效海水淡化系统，其特征在于：包括进气系统、进料系统及低温多效蒸馏系统；

所述低温多效蒸馏系统包括多效组蒸发器和凝汽器(6)；每一所述效组蒸发器至少包括一效蒸发器；第一效组蒸发器的浓水出口连接浓水回收管；沿蒸汽流动方向，前一效组蒸发器的蒸汽出口与后一效组蒸发器的蒸汽入口相连，末效组蒸发器的蒸汽出口与所述凝汽器(6)的蒸汽入口相连；所述凝汽器(6)的冷凝水出口及各效组蒸发器的冷凝水出口均连接有产品水回收管；

所述进气系统的进气管出口与所述低温多效蒸馏系统的第一效组蒸发器的蒸汽入口相连；

所述进料系统包括进料管路，所述进料管路出液口与末效组蒸发器的物料水进口相连；后一效组蒸发器的浓水出口连接前一效组蒸发器的物料水进口；后一效组蒸发器的浓水出口与前一效组蒸发器的物料水进口之间，设有由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器(13)；所述汇集于凝汽器(6)的不凝气与不凝气抽除器(2)相连，第二效组蒸发器中的浓水经过不凝气抽除器(2)后进入第一效组蒸发器中。

2.根据权利要求1所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述进料管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的浓水换热器(13)。

3.根据权利要求2所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述进料系统还包括原海水管路，所述原海水管路上串联有至少一个由第一效组蒸发器回收的浓水提供热源的海水预热器(17)，所述原海水管路与所述凝汽器(6)相连，所述凝汽器(6)冷却水出口与所述进料管路入口相连；优选的，所述海水预热器(17)及浓水换热器(13)均为板式换热器。

4.根据权利要求3所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述第一效组蒸发器中的第一效蒸发器(51)的冷凝水出口与凝结水冷却器(18)相连；所述凝结水冷却器(18)由原物料提供冷却水；所述第一效组蒸发器中的第一效蒸发器(51)的冷凝水出口还与所述原海水管路相连。

5.根据权利要求1所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述产品水回收管上设有产品水冷却器(16)。

6.根据权利要求1所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述进气系统中的进气管路的入口连接动力蒸汽、及蒸发器之间的任一蒸汽管。

7.根据权利要求6所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述进气系统中的进气管路上设有TVC(1)。

8.根据权利要求7所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：所述进气系统中的进气管路上还设有TVC前减温装置(3)及TVC后减温装置(4)，所述TVC(1)设置在所述TVC前减温装置(3)与TVC后减温装置(4)之间。

9.根据权利要求1所述的低温多效海水淡化系统，其特征在于：沿蒸汽流动方向，所述低温多效组蒸发器包括依次连接的第一效组蒸发器、第二效组蒸发器及第三效组蒸发器；

所述第一效组蒸发器包括依次连接的第一效蒸发器(51)及第二效蒸发器(52)；

所述第二效组蒸发器包括依次连接的第三效蒸发器(53)、第四效蒸发器(54)及第五效蒸发器(55)；

所述第二效组蒸发器包括依次连接的第六效蒸发器(56)、第七效蒸发器(57)、第八效蒸发器(58)、第九效蒸发器(59)及末效蒸发器(510)。