CN2808881Y - 多级闪蒸海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级闪蒸海水淡化系统。它的海水管道出水口与热排放蒸发器的冷凝管束的海水入口相连通，冷凝管束的海水出口通过管路与除二氧化碳器和真空除氧器的入液口相连通，真空除氧器的出液口通过管路与热排放蒸发器底部的循环盐水的槽体相连通，热排放蒸发器的循环盐水的槽体通过管路与热回收蒸发器的冷凝管束的入液口和盐水加热器相连通，盐水加热器的出液口与热回收蒸发器循环盐水的槽底相连通，两蒸发器底部的循环盐水的盛装槽通过管路相连通，两蒸发器内部的淡水槽通过管路相连通，两蒸发器与真空系统的真空抽气口相连通。它是一种运行成本低，水产品质量好，无污染的海水淡化设备。

Description

多级闪蒸海水淡化系统

一、技术领域

本实用新型涉及一种海水淡化系统，是一种通过多级蒸器蒸发海水制取锅炉用水、居民饮用水及其它工业用高纯水的海水淡化设备。

二、背景技术

目前，海水淡化的设备虽然很多，但大部分设备运行成本高，淡水产品质量差，如反渗透装置，淡水产品的水质为500mg/L，这种设备在运行时每年需要更换大量的反渗透膜，这些膜为不降解物质，会产生很多垃圾，污染环境。还有的海水淡化设备，在运行时需要加入大量的无机酸碱及防泡剂，这些化学物质会对海水造成污染。

三、发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运行成本低，淡水产品质量高，对环境无污染的多级闪蒸海水淡化系统。

本实用新型的目的可以通过下述方案来实现：多级闪蒸海水淡化系统，由盐水加热器、热回收蒸发器、热排放蒸发器、真空系统、真空除氧器、除二氧化碳器、控制系统和管路系统组成。海水管道出水口与热排放蒸发器内的冷凝管束的海水入口相连通，冷凝管束的海水出口通过管路与除二氧化碳器的进液口相连通并在该管路上设置有海水出口，除二氧化碳器的出液口通过管路与真空除氧器的入液口相连通，真空除氧器的出液口通过管路与热排放蒸发器底部的循环盐水的盛装槽相连通，循环盐水的盛装槽与盐水循环管路相连通，在盐水循环管路中安装有盐水循环泵，盐水循环管路的另一端与热回收蒸发器内的冷凝管束的海水入口相连通，热回收蒸发器的冷凝管束的出液口与盐水加热器的入液口相连通，盐水加热器的出液口与热回收蒸发器循环盐水的盛装槽相连通，热回收蒸发器和热排放蒸发器底部的循环盐水的盛装槽通过管路相连通，在热排放蒸发器的盛装槽底安装有浓盐水排放管道，在浓盐水排放管道上装有浓盐水排放泵，热回收蒸发器和热排放蒸发器内部的淡水槽通过管路相连通，热排放蒸发器的淡水槽与淡水产品排放管路相连通，在淡水产品排放管路上装有产品水泵，热回收蒸发器、热排放蒸发器的真空抽气口和真空除氧器的真空抽气口与真空系统的真空抽气口相连通，低压蒸气管通过减温减压器和凝结水泵与盐水加热器内部的加热系统形成封闭的循环加热回路，高压蒸气管与真空系统的高压蒸气入口相连通。

本实用新型的目的还可以通过下述方案来实现：热回收蒸发器和热排放蒸发器均有多组蒸发器串联组成，在多组串联的蒸发器中每两个相临的蒸发器的冷凝管束的海水出口与相临蒸发器的海水入口相连通，每两个相临的蒸发器的淡水槽通过管路相连通，每两个相临的蒸发器壳体下部的循环盐水的盛装槽的腔体相连通，热排放蒸发器的最后一级蒸发器的冷凝管束和淡水槽分别与海水管道和淡水产品排放管路相连通，最后一级循环盐水的盛装槽分别与浓盐水排放管道和盐水循环管路相连通，最前一级的蒸发器的海水出口与除二氧化碳器相连通，热回收蒸发器的最后和最前一级分别与盐水循环管道和盐水加热器相连通，在每个蒸发器的真空抽气口均与真空系统的真空抽气口相连通，真空系统由多个抽真空装置并联组成。

热回收蒸发器和热排放蒸发器为具有相同结构形状的矩形容器形蒸发器，在蒸发器的底部为存放循环盐水的盛装槽体，在矩形容器的右侧设置有淡水槽，在淡水槽的上部设置有冷凝管束，在淡水槽左侧的腔体内设置有将该腔体上下封堵隔离的丝网除雾器，丝网除雾器与循环盐水之间的内腔形成蒸发室。

在除二氧化碳器进液口一侧的管路中设置有加酸和加防泡剂的入口。

本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、因为MSF采用热电联合造水(即双目造水)，可以利用电厂的低品位热能，如汽轮机的低压抽汽，这样不仅可以降低造水成本，还可以大大提高电厂的总体热效率，可使火力发电厂的热利用率从不足40％提高到90％左右。这对于能源供应紧缺的我国有着重要的经济战略意义，同时也可较大地降低海水淡化成本。它的造水成本只相当于单目造水的三分之一。

2、多级闪蒸系统结构简单、产水量大且出水稳定、造水比高(蒸汽耗量与产水量之比达1∶10)，因此适合于装置的大型化、规模化，不仅可以为电厂提供锅炉补给水，还可以成为当地淡水供应基地。

3、所产淡水纯度高，在5mg/L以下。只需经过一级混合离子交换器进行除盐，就可满足电厂锅炉补给水的要求，因此非常适合做为沿海电厂的锅炉补水设备。而反渗透装置的产品水质为500mg/L，所以在产品水质方面，反渗透与多级闪蒸海水淡化装置是不可比拟的。

4、多级闪蒸海水淡化系统运行稳定，操作简便，维护方便，系统利用率高，年运行天数可达330天以上。

5、多级闪蒸海水淡化装置系统运行时，只加入少量无机酸碱及防泡剂，不会对海水造成污染；而反渗透装置每年需要更换大量的反渗透膜，这些膜为不降解物质，会产生很多垃圾，污染环境。

6、大型多级闪蒸海水淡化装置造水总成本约为5元/吨淡水，此价格比南水北调水成本低，用作电厂锅炉用水和居民饮用水此价格是合适的。

四、附图说明

图1是多级闪蒸海水淡化系统的示意图。

图2是多级闪蒸蒸发器内部结构图。

五、具体实施方式

图1和图2所示：多级闪蒸海水淡化系统，由盐水加热器3、热回收蒸发器5、热排放蒸发器6、真空系统11、真空除氧器12、除二氧化碳器13、控制系统和管路系统组成，海水管道出水口与热排放蒸发器6内的冷凝管束18的海水入口10相连通，冷凝管束18的海水出口通过管路与除二氧化碳器13的进液口相连通并在该管路上设置有海水出口，除二氧化碳器13的出液口通过管路与真空除氧器12的入液口相连通，真空除氧器12的出液口通过管路与热排放蒸发器6底部的循环盐水21的盛装槽相连通，循环盐水21的盛装槽与盐水循环管路相连通，在盐水循环管路中安装有盐水循环泵7，盐水循环管路的另一端与热回收蒸发器5内的冷凝管束18的海水入口相连通，热回收蒸发器5的冷凝管束18的出液口与盐水加热器3的入液口相连通，盐水加热器3的出液口与热回收蒸发器5循环盐水21的盛装槽相连通，热回收蒸发器5和热排放蒸发器6底部的循环盐水21的盛装槽通过管路相连通，在热排放蒸发器6的盛装槽底安装有浓盐水排放管道，在浓盐水排放管道上装有浓盐水排放泵8，热回收蒸发器5和热排放蒸发器6内部的淡水槽24通过管路相连通，热排放蒸发器6的淡水槽24与淡水产品排放管路相连通，在淡水产品排放管路上装有产品水泵9，热回收蒸发器5、热排放蒸发器6的真空抽气口16和真空除氧器12的真空抽气口与真空系统11的真空抽气口相连通，低压蒸气管14通过减温减压器2和凝结水泵4与盐水加热器3内部的加热系统形成封闭的循环加热回路，高压蒸气管1与真空系统11的高压蒸气入口相连通，本实施例的热回收蒸发器5和热排放蒸发器6均有多组蒸发器串联组成，在多组串联的蒸发器中每两个相临的蒸发器的冷凝管束18的海水出口与相临蒸发器的海水入口相连通，每两个相临的蒸发器的淡水槽24通过管路相连通，每两个相临的蒸发器壳体23下部的循环盐水21的盛装槽的腔体相连通，热排放蒸发器6的最后一级蒸发器的冷凝管束18和淡水槽24分别与海水管道和淡水产品排放管路相连通，最后一级循环盐水21的盛装槽分别与浓盐水排放管道和盐水循环管路相连通，最前一级的蒸发器的海水出口与除二氧化碳器相连通，热回收蒸发器5的最后和最前一级分别与盐水循环管道和盐水加热器3相连通，在每个蒸发器的真空抽气口16均与真空系统11的真空抽气口相连通，真空系统11由多个抽真空装置并联组成。热回收蒸发器5和热排放蒸发器6为具有相同结构形状的矩形容器形蒸发器，在蒸发器的底部为存放循环盐水21的盛装槽体，在矩形容器的右上侧设置槽体为淡水槽24，在淡水槽24的上部设置冷凝管束18，在淡水槽24左侧的腔体内设置有将蒸发器的腔体上下封堵隔离的丝网除雾器25，丝网除雾器25与循环盐水21之间的内腔形成蒸发室26。在除二氧化碳器13进液口一侧的管路中设置有加酸和加防泡剂的入口。

1、本系统的结构如下所述：

多级闪蒸海水淡化系统主要包括：热回收蒸发器5、热排放蒸发器6、盐水加热器3、真空系统11、真空除氧器除12、除二氧化碳器13、控制系统、加药系统、泵、阀及管路系统等。

热回收排放蒸发器5、6：是多级闪蒸系统的主设备；是具有海水循环蒸发、蒸汽净化、蒸汽冷凝及淡水输送等功能的真空容器。蒸发器由多级容器组成，系统运行时，海水在各级容器梯级真空中逐级蒸发、生产淡水。

盐水加热器3：用来加热海水，使循环海水达到蒸发温度。

真空系统11：是用来建立蒸发器的初始真空；系统运行时用于抽出不凝气体和未凝蒸汽，维持系统真空。

除气器12、13：用来除去补充海水中的溶解氧和二氧化碳，防止海水对系统设备的腐蚀。

控制系统：用于显示控制系统的运行参数，保证系统的正常稳定运行。

加药系统：向系统内加入酸、碱及防泡沫剂，起到防止系统结构、防腐蚀及保证产品淡水水质的作用。

泵、阀及管路系统：用于系统中介质的补充、循环、输出及流量控制以及系统调节。

2、多级闪蒸室内部结构

多级闪蒸室为一矩形容器，每一级的内部由带有盐水流动调节板的蒸发室26、汇集淡水的淡水槽24、丝网除沫器25、带有冷凝管18的冷凝室19、排风挡板17等部件组成，所有部件均用优质耐海水腐蚀材料加工而成。

经加热温度高于蒸发室真空压力对应的饱和温度的海水从盐水调节门进入闪蒸室26，海水开始闪急蒸发，蒸发的蒸汽15经丝网除雾器25除去蒸汽中的水滴，在蒸发室抽气引力下，进入冷凝室19，蒸汽经冷凝管18的冷凝，凝结成水滴，汇流入淡水槽24成为产品淡水20。未凝蒸汽和不凝气体由抽气管16抽出，经真空系统11排出。

3、系统流程

首先向闪蒸器内注入海水，启动浓盐水排放泵8、盐水循环泵7，使容器内水位稳定；然后启动真空系统11，将容器内真空抽到额定参数。

由图1和图2可见：海边泵站送来的原海10首先进入热排放段闪蒸器6的冷凝管用来冷凝闪蒸室里产生的蒸汽15(同时海水被加热)，从排放段出来的海水大部分返回大海，一部分经加酸加防泡剂后依次进入除二氧化碳器13和真空除氧器12，除去水中的大部分二氧化碳和溶解氧，然后进入到排放段闪蒸器的末级闪蒸室内，并与闪蒸室内循环盐水混合，经盐水循环泵7送入热回收段闪蒸器5最后一级闪蒸室冷凝管，沿着与闪蒸盐水流动相反的方向依次冷凝各闪蒸室里闪蒸出的蒸汽，同时自身也被逐渐加热，从第一级闪蒸室冷凝管出来后，进入盐水加热器3，进一步被加热(温升为7℃左右)，被加热的循环盐水进入第一级闪蒸室下部，由于此时其温度大于第一级闪蒸室真空对应的饱和温度，循环盐水开始闪蒸，闪蒸出的蒸汽在冷凝区19冷凝和真空系统11抽气的作用下，向上经丝网除沫器25除去盐水滴和泡沫后进入冷凝区进行冷凝，凝结后的水滴落入冷凝器下部的淡水槽成为产品淡水20，未凝蒸汽和不凝气体被真空抽气管16抽出。以后逐级重复上述过程，至最末一级，一部分闪蒸盐水被浓盐水排放泵排放，淡水槽内汇聚的淡水被产品水泵9送入产品水箱。

以上过程中，从后向前，凝结温度越来越高，其所对应的饱和压力也越往前越高，因此闪蒸器逐级产生了压力差，这个压力差正是循环盐水和产品淡水逐级向后流动的动力。

Claims (4)

1、多级闪蒸海水淡化系统，由盐水加热器(3)、热回收蒸发器(5)、热排放蒸发器(6)、真空系统(11)、真空除氧器(12)、除二氧化碳器(13)、控制系统和管路系统组成，其特征在于：海水管道出水口与热排放蒸发器(6)内的冷凝管束(18)的海水入口(10)相连通，冷凝管束(18)的海水出口通过管路与除二氧化碳器(13)的进液口相连通并在该管路上设置有海水出口，除二氧化碳器(13)的出液口通过管路与真空除氧器(12)的入液口相连通，真空除氧器(12)的出液口通过管路与热排放蒸发器(6)底部的循环盐水(21)的盛装槽相连通，循环盐水(21)的盛装槽与盐水循环管路相连通，在盐水循环管路中，安装有盐水循环泵(7)，盐水循环管路的另一端与热回收蒸发器(5)内的冷凝管束(18)的海水入口相连通，热回收蒸发器(5)的冷凝管束(18)的出液口与盐水加热器(3)的入液口相连通，盐水加热器(3)的出液口与热回收蒸发器(5)循环盐水(21)的槽盛装相连通，热回收蒸发器(5)和热排放蒸发器(6)底部的循环盐水(21)的盛装槽通过管路相连通，在热排放蒸发器(6)的盛装槽底安装有浓盐水排放管道，在浓盐水排放管道上装有浓盐水排放泵(8)，热回收蒸发器(5)和热排放蒸发器(6)内部的淡水槽(24)通过管路相连通，热排放蒸发器(6)的淡水槽(24)与淡水产品排放管路相连通，在淡水产品排放管路上装有产品水泵(9)，热回收蒸发器(5)、热排放蒸发器(6)的真空抽气口(16)和真空除氧器(12)的真空抽气口与真空系统(11)的真空抽气口相连通，低压蒸气管(14)通过减温减压器(2)和凝结水泵(4)与盐水加热器(3)内部的加热系统形成封闭的循环加热回路，高压蒸气管(1)与真空系统(11)的高压蒸气入口相连通。

2、根据权利要求1所述的多级闪蒸海水淡化系统，其特征在于：热回收蒸发器(5)和热排放蒸发器(6)均有多组蒸发器串联组成，在多组串联的蒸发器中每两个相临的蒸发器的冷凝管束(18)的海水出口与相临蒸发器的海水入口相连通，每两个相临的蒸发器的淡水槽(24)通过管路相连通，每两个相临的蒸发器壳体(23)下部的循环盐水(21)的盛装槽腔体相连通，热排放蒸发器(6)的最后一级蒸发器的冷凝管束(18)和淡水槽(24)分别与海水管道和淡水产品排放管路相连通，最后一级循环盐水(21)的盛装槽分别与浓盐水排放管道和盐水循环管路相连通，最前一级的蒸发器的海水出口与除二氧化碳器相连通，热回收蒸发器(5)的最后和最前一级分别与盐水循环管道和盐水加热器(3)相连通，每个蒸发器的真空抽气口(16)均与真空系统(11)的真空抽气口相连通，真空系统(11)由多个抽真空装置并联组成。

3、根据权利要求2所述的多级闪蒸海水淡化系统，其特征在于：热回收蒸发器(5)和热排放蒸发器(6)为具有相同结构形状的矩形容器形蒸发器，在蒸发器的底部为存放循环盐水(21)的盛装槽体，在矩形容器的右侧设置有淡水槽(24)，在淡水槽(24)的上部设置有冷凝管束(18)，在淡水槽(24)左侧的腔体内设置有将该腔体上下封堵隔离的丝网除雾器(25)，丝网除雾器(25)与循环盐水(21)之间的内腔形成蒸发室(26)。

4、根据权利要求1或2所述的多级闪蒸海水淡化系统，其特征在于：在除二氧化碳器(13)进液口一侧的管路中设置有加酸和加防泡剂的入口。

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